Calculs / Dimensionnements

DIMENSIONNEMENT
Selon le couple de déclenchement
En règle générale, les limiteurs de couples
sont définis selon le couple de déclenchement requis. Celui-ci doit être supérieur au
couple requis pour l’exploitation régulière
de l’installation.
En règle générale, le couple de déclenchement des limiteurs de couples est défini
selon les paramètres d’entraînement.
TAR
TAR
K · Tmax (Nm)
K
Tmax
K = 1,3 Contrainte uniforme
K = 1,5 Légère contrainte irrégulière
K = 1,8 Lourde contrainte irrégulière
our
La formule sommaire ci-contre a fait ses
preuves :
T Transmission
= Couple de déclenchement
de l’accouplement
= Facteur de service
= Couple max. constaté
TTransmission = Couple nominal moteur
P
Transmission
9550 · -----------------------(Nm)
n
PTransmission = Puissance de l’entraînement
n
= Vitesse de l‘entraînement
(Nm)
(Nm)
(Nm)
(kW)
(tr/min)
Selon le couple d’accélération (démarrage sans charge)
SA =
Coefficient de choc
ou de charge
SA = 1 (Contrainte uniforme)
SA = 2 (Contrainte irrégulière)
SA = 3 (Contrainte par secousses)
TAR
· JL
TAR
JL
–––––
· TAS · SA (Nm)
JA + JL
α
t
ω
n
JL
JA
TAS
= Couple de déclenchement
de l’accouplement
= Accélération angulaire
(Nm)
=
=
=
=
=
Temps d’accélération
(s.)
Vitesse angulaire
(s1)
Vitesse de l‘entraînement
(tr/min)
Moment d’inertie du côté charge (kg/m2)
Moment d’inertie de la partie
entraînante
(kg/m2)
= Couple de crête du moteur
(Nm)
Selon le couple d’accélération et le couple en charge (démarrage en charge)
TAR
SA =
SA = 1
SA = 2
SA = 3
· JL + TAN
JL
–––––
· (TAS - TAN) + TAN · SA (Nm)
JA + JL
Coefficient de choc ou de charge
(Contrainte uniforme)
(Contrainte irrégulière)
(Contrainte par secousses)
TAR
α
= Couple de déclenchement
de l’accouplement
= Accélération angulaire
t
= Temps d’accélération
ω
=
=
=
=
=
n
JL
TAN
JA
TAS
(Nm)
(s)
Vitesse angulaire
(s1)
Vitesse de l‘entraînement
(tr/min)
Moment d’inertie du côté charge (kg/m2)
Couple en charge
(Nm)
Moment d’inertie de
la partie entraînante
(kg/m2)
= Couple de crête du moteur
(Nm)
Selon le nombre de modules de déclenchement
S
= Couple de déclenchement
de l’accouplement
(Nm)
= Nombre de modules de déclenchement
F
= Force périphérique
(KN)
r
= Longueur de levier
(m)
TAR
16
R++W
R+W
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Longueur de levier
0,11 m
TAR = S · F · r
Arbre moteur
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DIMENSIONNEMENT
Selon la force d’avancement
Entraînement de broche
TAN
S
FV
η
=
=
=
=
Couple en charge
Pas de broche
Force d’avancement
Rendement de la broche
(Nm)
(mm)
(N)
TAN
d0
FV
=
=
=
Couple en charge
Diamètre primitif de poulie
Force d’avancement
(Nm)
(mm)
(N)
Entraînement courroie dentée
Selon la fréquence de résonance
La fréquence de résonance de l‘accouplement doit être
supérieure ou inférieure à la fréquence de l’installation.
= Rigidité de l’accouplement à la torsion
(Nm/rad)
Jmach. = Moment d’inertie de la machine
(broche + coulisseau + pièce à usiner +
moitié d‘accouplement)
(kg/m2)
CT
Valeurs applicables au modèle mécanique remplaçant le système
deux masses :
(kgm 2 )
Jmot.
= Moment d’inertie de la machine
(rotor du moteur + moitié d‘accouplement)
fe
= Fréquence de résonance du système deux masses
(Hz)
Conception d‘un accouplement élastique à griffes ST 2
Série
ST2 / 10
ST2 / 25
ST2 / 60
ST2 / 160
TKN couple nominal
(Nm)
10.000
15.000
40.000
80.000
TKmax couple max.
(Nm)
22.000
33.000
88.000
176.000
145
230
580
1000
1
1
1
1
Rigidité
dynamique à la torsion
(103 Nm/rad)
Amortissement relatif
Coefficients de conception
Coefficient de température S υ
Coefficient de choc ou de charge S A
Machine
d’entraînement
Moteurs électriques,
turbines,
moteurs hydrauliques
Moteurs à combustion
≥ 4 cylindres
Coefficient d’uniformité
≥ 1:100
Valeur de contrainte de la machine
de production
G
M
S
1,25
1,6
2,0
1,5
2,2
2,5
Température
ambiante
-40 C°
+30 C°
+40 C°
+60 C°
+80 C°
> +80 C°
St
1,0
1,1
1,4
1,8
Sur demande
Coefficient de démarrage S z
Fréquence de
démarrage
en une heure
30
60
120
240
>240
SZ
1,0
1,1
1,2
1,3
Sur demande
G = Contrainte uniforme, M = Contrainte moyenne, S = Lourde contrainte
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R+W
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DIMENSIONNEMENT
Selon le couple de rotation
Exemple de dimensionnement :
La recherche porte sur un accouplement entre un moteur électrique (P = 450
kW pour n = 980 tr/min) et l’engrenage de l‘entraînement d‘un convoyeur à
bande.
1. Calcul du couple d’entraînement TAN.
P [kW]
TAN [Nm] = 9550 -------------------n [rpm]
2. Détermination du couple nominal de l’accouplement TKN à
partir du couple d‘entraînement TAN en tenant compte des
coefficients de dimensionnement.
TKN ≥ TAN x SA x Sυ x Sz
Fonctionnement régulier
Température ambiante
Fréquence de démarrage
=G
40°C
30/h
:
:
:
SA
Sυ
Sz
=
=
=
1,25
1,1
1,0
450 kW
TAN = 9550 --------------------------- = 4385,2 Nm
980 tr/min
TKN ≥ TAN
x SA x Sυ x Sz
TKN ≥ 4385,2 Nm x 1,25 x 1,1 x 1,0 = 6029,7 Nm
Accouplement choisi : ST2 / 10 avec TKN = 6030 Nm
Affectation des valeurs de contrainte selon le type de machine de production
Excavateurs
S Excavateurs à godets
S Mécanismes de roulement
(chenilles)
M Mécanismes de roulement
(rails)
M Pompes d’aspiration
S Roues à godets
M Mécanismes de pivotement
Engins de construction
M Bétonnières
M Engins routiers
Industrie chimique
M Mélangeurs
G Agitateurs (liquides légers)
M Tambours de séchage
G Centrifugeuses
Installations de convoyage
S Machines de convoyage
G Convoyeurs à courroie
(produits en vrac)
M Élévateurs à godets à courroie
M Transporteurs à chaîne
M Convoyeurs circulaires
M Monte-charges
G Transporteurs à godets pour
Soufflantes, ventilateurs¹
G Soufflantes (axiales / radiales)
P:n ≤ 0,007
M Soufflantes (axiales / radiales)
P:n ≤ 0,007
S Soufflantes (axiales / radiales)
P:n ≤ 0,007
G Ventilateurs de tour de
refroidissement P:n ≤ 0,007
M Ventilateurs de tour de
refroidissement P:n ≤ 0,007
S Ventilateurs de tour de
refroidissement P:n ≤ 0,007
Générateurs, convertisseurs
S Générateurs
Machines de l’industrie
de caoutchouc
S Extrudeuses
S Malaxeurs
M Mélangeurs
S Laminoirs
Machines de traitement du bois
G Machines de traitement du bois
Installations de grutage
S Mécanismes de roulement
S Mécanismes de levage
M Mécanismes de pivotement
R++W
R+W
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Presses
Cisailles
Estampeuses
Entraînements principaux de
machines-outils
Machines dans l’industrie
alimentaire
G Machines de remplissage
M Malaxeurs
M Broyeurs de cane à sucre
M Coupeuses de cannes à sucre
S Moulins broyeurs de cannes
à sucre
M Coupeuses de betteraves
M Laveuses de betteraves
Machines dans l‘industrie
du papier
S Coupeuses à bois
S Calandres
S Presses humides
S Presses aspirantes
S Cylindres aspirants
S Cylindres sécheurs
Machines dans l’industrie
du plastique
M Mélangeurs
M Broyeuses
Pompes
S Pompes à piston
G Pompes centrifuges
S Pompes à piston plongeur
Machines d‘usinage des métaux
M Cintreuses à tôles
S Dresseuses à tôles
Pierres, terres
S Concasseurs
S Fourneaux tournants
¹) P = Puissance de la machine de production en kW
18
S
M
S
M
S Concasseurs à marteaux
articulés
S Presses à briques
Machines textiles
M Cuves de tannage
M Effilocheuses
M Métiers à tisser
Condensateurs, compresseurs
S Compresseurs à piston
M Turbocompresseurs
Laminoirs
M Retourneuse de tôles
S Transporteur à lingots
M Trains de tréfilage
S Broyeur de décalaminage
S Laminoirs à froid
M Tracteurs à chenilles
M Ripeurs transversaux
M Trains de rouleaux
S Soudeuses à tubes
S Installations de coulée
continue
M Dispositifs de réglage de
rouleaux
Machines de laveries
M Séchoirs à tambours
M Lave-linge
Traitement des eaux
M Ventilateurs rotatifs
G Vis d’Archimède
n = vitesse en tr/min
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DIMENSIONNEMENT
Dimensionnement de l’accouplement à denture ST4
Série
ST4 / 10
ST4 / 25
ST4 / 60
ST4 / 160
TKN couple nominal
(Nm)
16.000
22.000
62.000
174.000
TKmax couple max.
(Nm)
32.000
44.000
124.000
348.000
0,5
0,8
1,5
3,3
6.050
5.150
3.600
3.050
3
Graisse
(dm )
n réf. (vitesse max.)
(tr/min)
* Valable uniquement pour couples et désalignements réduits (voir tableau ci-dessous).
Selon le couple de rotation
Disque de commande en option
Calcul d‘un accouplement utilisé entre un moteur électrique
(P = 1000 kW à 980 tours/minute) et un convoyeur à vis (SA = 1.6).
1. Calcul du couple d’entraînement TAN.
P [kW]
TAN [Nm] = 9550 -------------------n [rpm]
1000 kW
TAN = 9550 --------------------------- = 9744 Nm
980 tr/min
2. Détermination du couple nominal de l’accouplement TKN partir
du couple d‘entraînement TAN en tenant compte du coefficient de
dimensionnement. (coefficient de choc ou de charge SA voir page 17).
TKN ≥ TAN
TKN ≥ 9744 Nm
TKN ≥ TAN x SA
x SA
x 1,6
= 15.591 Nm
Utilisation du graphique
Accouplement choisi : ST4 / 10 avec TKN = 16 000 Nm
Le couple maximal, la vitesse maximale et le désalignement maximal ne doivent pas être définis simultanément.
Calcul de T / TKN et n / nmax Entrer les valeurs calculées
dans le diagramme et vérifier.
Disque de commande en option
Course de déclenchement
Fin de course R+W
Disque de commande
ØA
Plage non admissible
Prière de consulter R+W
.5°
e0
lair
ngu
nt a
eme
lign
°
Désa
0.75
aire
ngul
ent a
ignem
Désal
Couple nominal
Disque de commande
Dé
sa
lig
ne
me
nt
ang
ula
ire
0.4°
0.2°
Dés
align
eme
nt an
gulair
e 0.3
°
C
Le rengagement de tous les modules
d‘enclenchement se fera facilement
avec 2 leviers de montage.
B
Vitesse
Exemple : Accouplement ST 4 / 10
T = 5600 Nm
5600
T/T = ------------- · 100 = 35%
KN
16000
n = 2700 tr/min
2700
n/n = ------------- · 100 = 45%
max
6050
Désalignement angulaire : 0,4°
Plage admissible, l’accouplement ST 4/10 choisi peut être utilisé.
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Modèle ST 1
Série
60
10
25
Diamètre extérieur
A
278
328
Sur demande
Sur demande
Écartement
B
57
57
Sur demande
Sur demande
Largeur de disque de commande
C
4,5
4,5
Sur demande
Sur demande
R+W
160
19
24.01.11 11:24