Accouplement de grue
Un accouplement est une pièce mécanique servant à relier deux arbres afin qu'ils puissent tourner ensemble et transmettre mouvement et couple. Dans les systèmes de transmission de puissance à grande vitesse et à forte charge, l'accouplement assure également l'amortissement et améliore les performances dynamiques de l'arbre. Il se compose de deux parties, gauche et droite, respectivement reliées à l'arbre moteur et à l'arbre mené (utilisé pour connecter des sources d'énergie telles que des réducteurs et des moteurs). La plupart des machines motrices sont reliées à la machine de travail par un accouplement.
Accouplement d'engrenage de tambour de grue
Les accouplements à tambour de grue sont les accouplements compensateurs les plus utilisés dans les mécanismes de translation des grues. Chaque accouplement est composé d'une couronne dentée interne et d'un demi-accouplement à denture externe à bride, comportant le même nombre de dents. Le couple est transmis par l'engrènement des dents interne et externe. Le profil le plus courant est celui de la dent bombée, dont la surface externe est usinée comme une partie d'une sphère centrée sur l'axe de la roue dentée. Le jeu ainsi créé entre les flancs des dents permet un plus grand désalignement angulaire et augmente la capacité de couple.
Conditions de fonctionnement
- Température : −20 °C à 80 °C
- Adapté à une rotation continue avant-arrière à des vitesses moyennes à élevées ; dans les environnements poussiéreux, une étanchéité fiable et un graissage périodique sont nécessaires.
- Ne convient pas aux grands désalignements angulaires, à l'amortissement des vibrations, au positionnement précis sans jeu ni aux environnements fortement corrosifs sans protection.
Caractéristiques principales
- Les deux bagues d'engrenage intérieure et extérieure utilisent un profil de dent en développante ; les flancs des dents sont cémentés et trempés à une dureté de surface de 58 à 62 HRC, permettant à l'accouplement de résister à des charges de choc importantes.
- Le profil bombé assure un contact optimal sur toute la surface de la dent et compense les défauts d'alignement angulaire et radial importants ; la compensation angulaire mesurée atteint 1,5°. La structure est compacte, avec un faible rayon de courbure et un rendement de transmission élevé.
- La face incurvée de la dent offre une plus grande surface de contact, de sorte qu'un accouplement à engrenages bombés transmet un couple plus important à une taille donnée ; comparé à un accouplement à dents droites, sa capacité de couple est supérieure de 20% à 30%, ce qui permet un service plus fiable.
Applications
En fonctionnement, le mouvement relatif de l'arbre provoque un glissement périodique des dents d'engrènement dans le sens axial, entraînant une usure des faces des dents et une perte de puissance. Les accouplements à tambour de grue nécessitent donc une lubrification et une étanchéité efficaces. Ils conviennent aux entraînements à basse vitesse et à forte puissance, transmettant un couple élevé, tolérant des déplacements relatifs importants et ne nécessitant pas d'alignement précis lors de l'installation.
Les emplacements typiques comprennent la liaison entre l'arbre de sortie du réducteur et le tambour de levage sur les ponts roulants et les portiques de classe de service M5 et supérieure, et les joints dans les longs arbres de transmission des mécanismes de déplacement des ponts roulants.
Accouplement de grue Oldham
Les accouplements Oldham métalliques pour grues sont les plus courants. Ils se composent de deux demi-accouplements rainurés à leurs extrémités et d'un disque intermédiaire muni de languettes perpendiculaires sur ses faces opposées. Le glissement du disque dans les rainures permet à l'accouplement Oldham de compenser les défauts d'alignement radiaux et angulaires ainsi qu'un léger déplacement axial, assurant ainsi une liaison d'arbre sans jeu ou à faible jeu.
Conditions de fonctionnement
- Température : −20 °C à 70 °C
- Adapté aux faibles vitesses jusqu'à 250 tr/min avec une charge constante.
- Ne convient pas aux vitesses élevées, aux inversions de marche fréquentes ou aux environnements soumis à des exigences strictes en matière de bruit et de propreté.
Caractéristiques principales
- Chaque demi-accouplement est fixé à son arbre par une clavette ou un dispositif de serrage et présente une rainure radiale profilée sur sa face d'extrémité pour s'engager avec le disque intermédiaire. Cet ensemble compact, aux dimensions radiales réduites, convient aux installations à espace restreint.
- Puisqu'il transmet la puissance par contact mécanique pur sans éléments élastomères, son rendement de transmission est élevé, dépassant généralement celui du 98%.
- L'accouplement élimine les charges inter-arbres supplémentaires qui peuvent survenir lors de la commande automatique du moteur, répartit les charges plus uniformément sur les surfaces de travail, transmet un couple important et offre une certaine protection contre les surcharges.
Applications
Grâce à leur rigidité torsionnelle élevée et à leur compensation de désalignement, les accouplements Oldham pour grues permettent de raccorder des lignes d'arbres à couple élevé et à faible vitesse. Ils conviennent également aux entraînements exigeant un fonctionnement régulier, une vitesse modérée ou une grande précision de positionnement.
Les applications typiques comprennent les mécanismes de déplacement des ponts roulants et des portiques de classe de service M3 et inférieure, ainsi que les grues à flèche montées sur colonne.
Accouplement à goupille flexible pour grue
Les accouplements à goupilles flexibles pour grues relient deux demi-accouplements au moyen de goupilles élastiques non métalliques insérées dans les trous de leurs brides. Généralement en nylon, ces goupilles transmettent un couple relativement élevé tout en compensant partiellement les défauts d'alignement des arbres.
Conditions de fonctionnement
- Température : −20 °C à 70 °C
- Adapté aux entraînements moteur-réducteur, aux groupes motopompes et aux cycles de démarrage-arrêt fréquents.
- Ne résiste pas à l'immersion dans l'huile ou les solvants, au vieillissement à haute température ni à la fragilisation du nylon à basse température ; n'est pas conçu pour un couple très élevé.
Caractéristiques principales
- La conception à goupille élastique est simple, facile à fabriquer et rapide à démonter. Les goupilles en nylon peuvent être remplacées en retirant la plaque de retenue sans avoir à déplacer les deux moitiés de l'accouplement.
- Les broches sont généralement fabriquées en nylon 6, un matériau autolubrifiant qui ne nécessite aucune lubrification externe et maintient la zone de travail propre, bien qu'il produise un bruit relativement élevé.
- Pour un couple donné, son diamètre de rotation est généralement plus petit que celui d'un accouplement à engrenages, ce qui lui confère une taille compacte et un poids léger, lui permettant ainsi de remplacer partiellement les accouplements à engrenages dans de nombreuses applications.
Applications
En fonctionnement, les axes sont soumis à des contraintes de cisaillement et de compression. Bien que la force de cisaillement soit faible, la fiabilité de fonctionnement est limitée ; les accouplements à axes flexibles pour grues sont donc conçus pour des entraînements à vitesse modérée et à exigences modestes, plutôt que pour des applications intensives ou à grande vitesse.
Il est couramment utilisé dans les mécanismes de déplacement des ponts roulants et des portiques de classe inférieure à M4.
Accouplement à joint universel de grue
Le joint universel le plus courant pour les grues est le joint de Cardan, composé de deux étriers, d'un palier transversal et d'un arbre fixe. Sa structure à palier transversal permet un angle important entre les arbres (généralement de 35° à 45°) et compense les déplacements relatifs des arbres en fonctionnement, notamment les défauts d'alignement axial et angulaire.
Conditions de fonctionnement
- Température : de −20 °C à 120 °C en standard, jusqu'à −40 °C avec personnalisation basse température
- Utilisé pour la transmission par arbres croisés ; un joint simple fonctionne à vitesse non constante, tandis qu'un système à double joint fonctionne à vitesse constante.
- Ne convient pas aux vitesses élevées combinées à de grands angles, à des conditions de lubrification insuffisante ou aux entraînements synchrones de précision.
Caractéristiques principales
- Le joint universel à arbre transversal possède une structure compacte et rationnelle, une capacité de charge globale élevée et une sécurité accrue lors d'un fonctionnement prolongé.
- Sa grande capacité de charge se traduit par un couple transmis plus élevé, ce qui la rend particulièrement efficace pour les machines où le diamètre de rotation est limité, car elle assure une transmission de puissance fluide.
- Avec un rendement de transmission aussi élevé que 98%, il augmente la productivité et contribue aux économies d'énergie.
Applications
Du fait des fluctuations instantanées de la vitesse angulaire générées par la liaison à quatre barres d'un joint de cardan simple, les transmissions de haute précision utilisent généralement une configuration à double joint de cardan. Capable de supporter un couple et une vitesse importants, ce type de joint est adapté aux applications de transmission à usage intensif ou à grande vitesse.
Les accouplements à joints universels pour grues sont couramment utilisés sur les arbres de transmission longue distance des ponts roulants et portiques de grande capacité. Ils conviennent également aux entraînements nécessitant une importante compensation angulaire.
Paramètres de sélection de l'accouplement de la grue
| Paramètre | Accouplement d'engrenage de tambour de grue | Accouplement de grue Oldham | Accouplement à goupille flexible pour grue | Accouplement à joint universel de grue |
|---|---|---|---|---|
| Couple nominal | 100–250 000 N·m | 16–10 000 N·m | 10–20 000 N·m | 500–500 000 N·m |
| Compensation angulaire | ≤ 1,5° | ≤ 0,6°–0,7° | ≤ 2° | ≤ 15° |
| Capacité d'amortissement | Aucun | Aucun | Fort | Aucun |
| Lubrification requise | Graisse | Graisse | Aucun | Graisse |
| Applications typiques | Boîte de vitesses à tambour, arbres de transmission longs | Tambours à basse vitesse, entraînements courts avec grand désalignement | moteur-réducteur | Longue portée, longs arbres |
| Cycle de remplacement | 3 à 5 ans | 1 à 3 ans (disque de friction) | 1 à 1,5 ans (épingles en nylon) | 2 à 4 ans (port croisé) |
Fonctionnement sûr des accouplements de grue
Le dispositif d'accouplement, situé entre chaque mécanisme de translation, influe directement sur le fonctionnement normal de l'ensemble de la grue. Les points suivants doivent être respectés lors de son utilisation :
- L'accouplement ne doit présenter ni désalignement axial ni déplacement radial au-delà des limites autorisées, afin de préserver sa fonction de transmission.
- Aucun boulon ne doit être desserré ou manquant.
- Les engrenages et les accouplements Oldham doivent être lubrifiés régulièrement — généralement avec de la graisse tous les 2 à 3 mois — afin d'éviter une usure importante des engrenages qui pourrait entraîner de graves conséquences.
- La longueur de contact de la face de dent d'un accouplement d'engrenage ne doit pas être inférieure à 70% de la largeur de la face, et son flottement axial ne doit pas dépasser 5 mm.
- Les fissures ne sont pas autorisées ; si une fissure apparaît, le raccord doit être remplacé.
- Les clavettes d'accouplement doivent être bien ajustées et ne doivent pas avoir de jeu.
- Pour un accouplement d'engrenages, lorsque l'usure de l'épaisseur des dents dépasse 15% de l'épaisseur d'origine des dents sur les mécanismes de levage ou 25% sur les mécanismes de déplacement, ou chaque fois qu'une dent est cassée, l'accouplement doit être condamné.
- Les bagues élastomères des accouplements à goupilles et les joints des accouplements à engrenages doivent être remplacés rapidement s'ils sont endommagés ou usés.
Les accouplements pour grues DGCRANE sont conçus avec des matériaux de haute qualité et selon des normes de production rigoureuses. Ils répondent à diverses exigences de couple et de compensation de désalignement, tout en réduisant les temps d'arrêt imprévus dus aux pannes de transmission. Qu'il s'agisse d'accouplements élastiques à amortissement des vibrations ou de joints universels à grand angle, les accouplements pour grues DGCRANE offrent des performances constantes, ce qui en fait le choix idéal pour une transmission de puissance stable et durable.
