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Comment accoupler vos pièces mécaniques ?

« J’cherche un coupling pour des shaft d’un pouce. Qu’chose de tough mais pas cher »

« Avez-vous d’autres informations pour nous aider à choisir ? »

« Pas’d Lovejoy. La dernière fois, l’caoutchouc a pas toughé 6 heures »

« Pompe à piston ? »

« ouais »

C’est fou ce que l’expérience peut nous apporter. Non seulement j’avais déjà déterminé la cause probable du problème mais je comprenais aussi exactement le langage qu’utilisait mon client (dans notre domaine, beaucoup de termes anglais sont utilisés pour référer au nom des pièces et j’ai donc inclus la traduction de certains mots à la fin de ce texte).

Les accouplements sont malheureusement souvent choisis sans considération pour la nature de l’application. Le choix est assez vaste pour s’y perdre et les utilisateurs ont souvent tendance à choisir un modèle simplement parce qu’il leur est familier. Mais cette panoplie de choix existe pour de bonnes raisons. Le choix du bon accouplement résultera non seulement en une vie prolongée, mais aussi en une protection additionnelle des autres composantes de l’équipement.

Leurs fonctions

La fonction principale d’un accouplement est de joindre 2 arbres afin de transmettre la puissance entre un et l’autre. Dans la majorité des circonstances, un accouplement, dit flexible, sera utilisé afin d’accommoder un désalignement des arbres. Il est presque impossible de parfaitement bien aligner 2 arbres et même avec une installation irréprochable, le travail inévitable de l’infrastructure résultera en un changement de cet alignement. Sans accouplement flexible, un désalignement engendrera des charges dommageables sur les roulements après lesquelles les arbres sont fixés. Une fonction parfois aussi importante de l’accouplement est d’amortir les chocs et vibrations générés par un appareil limitant ainsi les dommages. Par contre, l’accouplement n’est pas une protection contre les surcharges. Certains croient qu’un accouplement se désintégrera si une machine bloque, protégeant ainsi le reste de l’équipement. Malheureusement, ce n’est pas le cas. Les fabricants ne publient aucun chiffre sur la charge à laquelle un accouplement subira sa défaillance (ce type de protection est plutôt assuré par une composante appelé Limiteur de Couple).

Définissons les besoins

Tel que notre client ci-dessus, il arrive régulièrement qu’une machine utilise un certain type d’accouplement pour nulle autre raison que c’est le seul type d’accouplement qui était connu du concepteur. Un client qui nous approche avec un problème de durabilité nécessitera souvent une réévaluation complète de ses besoins. Afin de bien choisir un accouplement, nous demanderons :

1. Le type d’unité motrice (moteur à gaz ou électrique).

2. La puissance ou le HP à transmettre.

3. La vitesse à laquelle tournera l’accouplement.

4. La nature de la charge (pompe à piston ou centrifuge, ventilateur à haute inertie).

5. Conditions environnantes spéciales.

6. Diamètre des arbres.

Chacune de ces caractéristiques influence la sélection du type d’accouplements. Par exemple, un équipement d’imprimeur nécessite un accouplement sans aucun jeu interne afin de maintenir un synchronisme entre le papier et l’encre. Un accouplement qui est utilisé tout près d’un four ne pourra peut-être pas utiliser un caoutchouc.

Les 2 grandes familles

Les accouplements flexibles sont séparés en 2 grandes familles : élastomérique et métallique. Les accouplements élastomériques utilisent un caoutchouc comme élément pour obtenir sa flexibilité. L’avantage de ce type est qu’il ne requiert aucune lubrification et qu’il peut offrir un amortissement des vibrations qui sont parfois dommageables. Ses désavantages sont sa grosseur et souvent son coût par rapport à sa capacité. Les accouplements métalliques obtiennent leur flexibilité en utilisant soit un jeu entre les pièces métalliques ou des pièces en acier flexible. Leurs avantages sont leurs grandes capacités et leurs prix par rapport à cette capacité. Par contre, ils ont le désavantage de nécessiter une lubrification et de n’avoir presque aucune capacité d’amortissement.

Les élastomériques

Cette classe d’accouplement utilise 2 approches différentes : la compression et le cisaillement (déchirement) de l’élément de caoutchouc. Les modèles à compression incluent les accouplements à mâchoires, avec beignes et avec douille et manchon. Le caoutchouc ayant une grande capacité en compression, ce type d’accouplement possède généralement une plus grande capacité pour sa grosseur que celui avec son caoutchouc en cisaillement. Il a aussi l’avantage d’offrir une plus grande résistance aux chocs. Pour des applications où la rigidité de l’accouplement est importante, tel que dans un équipement utilisant un servo-moteur, certains accouplements à caoutchouc compressé peuvent offrir une rigidité qui se compare à un accouplement métallique. De son côté, l’accouplement, qui utilise le caoutchouc en cisaillement, offre une plus grande accommodation au désalignement et une meilleure capacité à amortir chocs et vibration. Ce type de construction inclut les accouplements à pneu, avec manchon ou à caoutchouc moulé.

Les métalliques

Les accouplements métalliques utilisent aussi 2 approches différentes : à pièces conjuguées et à membrane. Dans les accouplements à pièces conjuguées, la force est transmise quand 2 pièces séparées s’accotent l’une contre l’autre. Ce type de construction inclut les accouplements à dentures, à ruban d’acier et à chaîne. Leurs avantages sont leurs capacités par rapport à leurs grosseurs. Ils accommodent un bon désalignement angulaire, mais très peu de désalignement parallèle. Ils possèdent aussi une bonne rigidité, mais ont le désavantage d’avoir un jeu interne qui se prête mal aux applications qui changent souvent de direction. Les accouplements à membrane utilisent des disques flexibles laminés pour transmettre la puissance. Cette construction a l’avantage de ne nécessiter aucune lubrification. Ils n’ont aucun jeu interne et sont très rigides, des caractéristiques qui font en sorte qu’ils sont souvent utilisés dans des applications de précision telles que des équipements d’imprimerie. Ces accouplements sont simplement connus sous le nom d’accouplement à disques.

Conclusion

Il est parfois avantageux de prendre quelques minutes pour réévaluer la sélection d’un accouplement. Notre client du début avait choisi un accouplement avec un caoutchouc trop dur. Un caoutchouc trop dur, utilisé dans une application avec d’importantes vibrations comme une pompe à pistons, peut rapidement se désintégrer. La solution à son problème était tout simplement de changer pour un caoutchouc mou afin d’amortir les vibrations. La liste des différents accouplements est longue et fait en sorte que plusieurs modèles peuvent être choisis pour la même application. Il n’existe pas toujours UN meilleur choix, mais certainement souvent un choix moins désirable.

Vous pouvez joindre Ken Yamasaki, conseiller technique chez
General Bearing Service au (514) 527-4513 ou par courriel : ken@gbs.ca