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Cours de Technologie. RAUSIN Bernard. 8. Les broches et leurs paliers. La broche du tour. La broche de la fraiseuse. 8. Les broches et leurs paliers. Broche ni solidement serrée ni reposant librement sur des couteaux Flèche = déformation résultante de la broche.

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cours de technologie

Cours de Technologie

RAUSIN Bernard

8 les broches et leurs paliers5
8. Les broches et leurs paliers

Broche

  • ni solidement serrée
  • ni reposant librement sur des couteaux

Flèche = déformation résultante de la broche

slide7

La rigidité d ’un ensemble est directement influencéepar la liaison ou par l  ’élément le moins rigide

Veiller à l ’harmonie du montage

la broche
La broche

La broche doit transmettre un mouvement de rotation uniforme (Mcoupe) à une pièce ou à un outil par l ’intermédiaire d ’un mandrin

le mandrin
Le mandrin

Devra :

  • assurer la coïncidence des axes
  • serrer la pièce ou l ’outil
  • transmettre le couple nécessaire avec une déformation minimale
conception d une broche
Conception d ’une broche

Le centrage du mandrin sur le nez de la broche se fait par uneportée coniqueextérieure ou intérieure

conicit
Conicité

d

D

l

Conicité = (D-d)/l

= 2 tg/2

pente
Pente

H

h

/2

l

Pente = (H-h)/l

= tg/2

conicit habituelle int rieure
Conicité habituelle intérieure
  • Cônes métriques des broches de tours : 1/20  autoblocagepeut transmettre des couples modérés
  • Cônes Morses des broches de perceuses : 1/20
  • Cônes des broches de fraiseuses : 7/24assure le centrage, mais nécessite un maintien axial du mandrin
caract ristiques d une port e conique
Caractéristiques d ’une portée conique
  • Centrage parfait
  • Localisation axiale

Rem : la position axiale est fonction des dimensions effectives des 2 pièces

Parfois :- portée cylindrique + épaulement

- nez de broche + disp. de fixation

- position invariable  aux guidages

la rigidit la flexion
La rigidité à la flexion

Flèche est fonction :

  • de la mise en charge
  • du dimensionnement de la broche
  • du module d'élasticité ( E )

f < 0,0002 . LBROCHE

 broches courtes

de fortes sections

soutenues par 2 paliers

transmission du mouvement de rotation
Transmission du mouvement de rotation

Par un couple pur

  • Si transmission par courroies :
    • efforts radiaux repris par des paliers indépendants
  • Le couple transmis par emmanchement à chaud et sur cône est mieux que par clavetage dissymétrique*.
la rigidit la torsion
La rigidité à la torsion

Angle de torsion entre le couple moteur et le couple résistant

Angle  0,001 radian

 broches de forte section

couple moteur appliqué près du nez de broche

la rigidit au flambage
La rigidité au flambage
  • Les broches sont localisées axialement au palier avant.
  • Le palier arrière ne reprend que les efforts radiaux

 libre dilatation de la broche vers l'arrière

absence de vibration
Absence de vibration

La broche ne peut pas entrer en résonance

 il faut une fréquence propre élevée

équilibrée statiquement et dynamiquement

Rem : les engrenages seront rectifiés

leur calage :- par 2 cales (ou clavettes)

- à chaud

- sur partie conique

Equilibrage automatique pour les broches UGV

r sistance l usure
Résistance à l'usure

Grande dureté superficielle pour les portées de paliers et de centrages

 traitements de nitruration ou de cémentation.

les paliers
Les paliers
  • permettre la rotation de la broche
  • garantir une position axiale et radiale de la broche aussi invariable que possible.
  • le palier avant très près du nez de la broche assure le positionnement axial et radial
  • le palier arrière n'assure que le positionnement radial, il permet la dilatation
8 2 1 les paliers graissage hydrodynamique28
8.2.1. Les paliers à graissage hydrodynamique

Aux faibles vitesses, la broche grimpe sur son coussinet. un coin d'huile est en train de se former.

Mais il y a toujours contact entre la broche et son coussinet.

 " Graissage limite "

 risques d'usure et de grippage

8 2 1 les paliers graissage hydrodynamique29
8.2.1. Les paliers à graissage hydrodynamique

Quand la vitesse est suffisante :

- si jeu interne > irrégularités de forme des surfaces

- si il y a suffisamment d'huile

 formation du film d'huile jeu minimum

Graissage hydrodynamique

La position de l'arbre varie

si vitesse infinie, arbre centré

Aux faibles vitesses, risque de graissage limite

 usure  rattrapage de jeu

caract ristiques des paliers lisses
Caractéristiques des paliers lisses
  • rigidité
  • bonne résistance à l'usure
  • coefficient de frottement faible
  • bonne conductibilité thermique
  • Rem : - pour petite machine t°REG= 40 à 65°C
  • - pour grosse machine : système de refroidissement de l'huile  t° = 20°C
8 2 3 les paliers roulements
8.2.3. Les paliers à roulements

Roulement rigide à une rangée de billes

roulement rouleaux toro daux
Roulement "à rouleaux toroïdaux"
  • Il peut admettre un déversement 10 x plus important que les roulements à rotules sur rouleaux.
roulement rouleaux toro daux44
Roulement "à rouleaux toroïdaux"
  • Il peut admettre un déplacement axial 100 x supérieur aux roulements à rouleaux cylindriques.
roulement rouleaux toro daux45
Roulement "à rouleaux toroïdaux"
  • Il peut admettre des efforts jusqu'à 30 % plus élevés que le roulement à rouleaux le plus résistant jamais conçu.

Démo CARB*

rigidit des paliers roulement s
Rigidité des paliers à roulement(s)
  • On augmente la rigidité :
    • en augmentant le nombre de lignes de contact

 roulements ayant beaucoup d'éléments roulants

    • en imposant une précontrainte lors du montage

 annule le jeu interne

Rem : tenir compte de la dilatation (t° fonctionnement = 40 à 60°C)

moyens d appliquer une pr charge
Moyens d'appliquer une précharge
  • Choix judicieux des dimensions de l'alésage et de la portée d'arbre.

soit :- contracter la bague extérieure - dilater la bague intérieure

  • utilisation de roulements reprenant les efforts radiaux et l'effort axial dans un sens

 montage en opposition en X ou en O.

moyens d appliquer une pr charge59
Montage en X

Montage en O

Moyens d'appliquer une précharge

Rem : à égalité de charge, le montage en O garantit un meilleur alignement que le montage en X*

moyens d appliquer une pr charge60
Moyens d'appliquer une précharge

Utiliser un roulement à bague intérieure conique

Rem : il faut un démontage ou un réglage après un certain temps

moyens d appliquer une pr charge61
Moyens d'appliquer une précharge

Utiliser des ressorts

Fig. 82.

Pas de variation de la précontrainte si dilatation, usure, etc...

montage de broches sur roulements70
Montage de broches sur roulements

Broche à graissage hydrodynamique

montage de broches sur roulements71
Montage de broches sur roulements

Palier à graissage hydrodynamique

montage de broches sur roulements72
Montage de broches sur roulements

Broche à graissage hydrodynamique

Localisation axiale et radiale simultanée