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Types d'accouplement - Définitions, utilisations, fonctionnement, construction

Dans cet article, nous allons discuter du couplage , Types de couplage , Accouplement d'arbre , Travailler et construction avec images . Commençons par définir Qu'est-ce que le couplage ?

Qu'est-ce que le couplage ?

Un accouplement est un dispositif qui relie deux arbres à leurs extrémités afin de transmettre de la puissance. La fonction principale des accouplements est de connecter deux pièces d'équipement rotatif tout en permettant un certain degré de désalignement, de mouvement d'extrémité, ou les deux.

Qu'est-ce que l'accouplement d'arbre ?

Un accouplement d'arbre est un composant mécanique qui relie deux arbres afin de transmettre avec précision la puissance du côté entraînement au côté entraîné tout en absorbant les erreurs de montage (désalignement), etc. des deux arbres.

L'accouplement d'arbre est un composant mécanique qui relie deux arbres rotatifs, tels que les arbres menant et mené, aux fins de transmission de puissance. On le trouve entre autres dans les moteurs, les pompes, les générateurs et les compresseurs.

L'accouplement d'arbre relie le moteur électrique et le système hydraulique de la pompe. Les accouplements d'arbre sans glissement pour pompes centrifuges sont classés comme rigides ou flexibles.

Fonctions d'accouplement (accouplement d'arbre)

1. Puissance d'émission :- Transmission de la puissance du côté moteur (côté tournant) au côté entraîné (côté tourné).

Le but principal d'un accouplement est de relier l'arbre d'entraînement à l'arbre entraîné.
Il est difficile de fabriquer une machine reliée par un arbre monobloc plutôt que par un accouplement. Cela pose des problèmes en termes de coût et de précision, mais cela rend également le transport et l'assemblage difficiles, nécessitant des heures de travail supplémentaires.
De plus, si le côté entraînement ou entraîné d'un arbre monobloc est cassé, il doit être remplacé dans son intégralité.

2. Absorber le désalignement :- Les erreurs de montage entre les axes du côté moteur (côté tournant) et du côté mené sont absorbées (côté tournant).

L'alignement précis de l'arbre d'entraînement sur l'arbre entraîné prend beaucoup de temps.
Si les axes de deux arbres ne sont pas alignés, une force supplémentaire est appliquée aux pièces environnantes lors de leur rotation, provoquant des vibrations et du bruit. De plus, même si les mêmes pièces sont utilisées pour fabriquer des unités, il existe des erreurs telles que la précision d'usinage, ce qui rend très difficile l'assemblage de chaque unité avec précision car les dimensions diffèrent une par une. Par conséquent, un accouplement doit être utilisé pour absorber ces erreurs de montage.

Le rôle de l'accouplement est de transmettre la puissance de manière dynamique et précise même si les deux arbres sont désalignés (angle d'excentricité/déclinaison, déplacement axial, etc.).

3. Absorbe les vibrations pour protéger les produits environnants :- Absorbe les vibrations du côté moteur (côté tournant) et protège les produits environnants.

Lors de l'utilisation de la machine, des vibrations et des chocs peuvent être transmis aux pièces environnantes. Par exemple, si la vibration d'un moteur, etc. du côté entraînement est transmise à la vis à billes, etc., cela fait dévier la machine de la position prescrite et rend impossible une bonne utilisation des performances de la machine.


De plus, si une machine sans accouplement est heurtée de l'extérieur, l'impact peut être transmis directement au moteur, provoquant des dommages au moteur. La solution à ce problème est un couplage. Il absorbe les vibrations afin de déplacer le côté entraîné avec une grande précision et/ou les chocs afin de protéger les moteurs et autres composants coûteux.

4. Ne transférez pas la chaleur du moteur, etc. au côté entraîné :- Ne transfère pas la chaleur du moteur du côté entraînement (côté tournant), etc. vers le côté entraîné (côté tourné).

Lorsqu'un moteur est utilisé, il génère beaucoup de chaleur. Lorsqu'elle est transmise au côté entraîné, la vis à billes et les autres composants se dilatent sous l'effet de la chaleur et leurs longueurs changent. En conséquence, la précision de positionnement en souffre et la précision attendue de la machine n'est pas atteinte. Cependant, en utilisant un accouplement, il est possible d'empêcher le transfert de chaleur du moteur, etc., afin que les pièces ne soient pas déformées ou déplacées de leur position correcte.

Comment fonctionne un accouplement d'arbre ?

Comme le montre le schéma ci-dessus, l'accouplement peut être utilisé pour connecter deux arbres. Ce n'est pas un problème si les diamètres d'arbre diffèrent.

Selon le schéma ci-dessus, le moteur est côté entraînement et l'hélice est côté entraînement.

L'accouplement ne transfère pas la chaleur, etc. du moteur vers le côté entraîné.

Le couplage a fait le travail d'absorption des chocs et des vibrations du transfert, cela aidera à protéger les composants environnants contre les dommages.

Types de couplage

1. Accouplement rigide

Accouplements rigides sont utilisés pour relier deux arbres lorsqu'ils sont en parfait alignement axial rigide.

Les accouplements rigides sont un type d'accouplement qui ne doit être utilisé que lorsque les arbres sont parfaitement alignés. Un accouplement rigide n'est approprié que pour les arbres étroitement alignés ou maintenus alignés. Le couple sera transféré aux arbres et aux roulements s'ils ne sont pas alignés, entraînant une défaillance prématurée.

Il existe deux principaux types d'accouplement rigide :

A. Accouplement manchon, et B. Accouplement à bride

2. Manchon de couplage


Un raccord manchon / L'accouplement à manchon est le type d'accouplement rigide le plus simple, composé d'un cylindre creux avec le même diamètre intérieur que l'arbre. Il est emboîté sur les extrémités des deux arbres au moyen d'une clavette à clavette. La puissance est transmise d'un arbre à l'autre au moyen d'une clavette et d'un manchon ou manchon.

C'est le type simple d'accouplement rigide, constitué de fonte. Il se compose d'un cylindre creux dont le diamètre intérieur est le même que celui de l'arbre. Il est emboîté sur les extrémités des deux arbres par une clavette.

Simplement, Un accouplement à manchon ou accouplement à boîte, se compose d'une boîte solide ou d'un manchon en fonte, alésé pour s'adapter aux arbres dont les extrémités sont faites pour s'emboîter à l'intérieur de la boîte. La boîte peut être fixée à l'arbre au moyen d'une clavette qui s'étend sur toute la longueur de la boîte. Parfois, deux clés sont utilisées pour ajuster le manchon sur les arbres.

La puissance est transmise d'un arbre (entraînement) à un autre arbre (entraînement) au moyen d'une clé et d'un manchon.

3. Manchon fendu ou couplage à compression

Raccords à manchon fendu sont également appelés raccords à compression ou raccords à serrage. C'est un type d'accouplement rigide.

Le manchon de cet accouplement est composé de deux moitiés. Les moitiés du manchon sont en fonte. Le manchon est attaché par le bas et l'autre moitié est attachée par le haut.
Des goujons ou des boulons et des écrous en acier doux maintiennent ensemble les deux moitiés du manchon.
Le nombre de boulons peut varier entre quatre et huit. Ils sont toujours divisibles par quatre. Les boulons sont insérés dans des évidements découpés dans les moitiés de manchon.


L'avantage de ces types d'accouplement est que la position des arbres n'a pas besoin d'être modifiée lors du montage ou du démontage de l'accouplement. Cet accouplement convient à la fois aux vitesses élevées et modérées. Il est moins cher que les autres types d'accouplement. Il a une construction compacte avec de petites dimensions radiales. Il n'a pas de parties saillantes à l'exception de la tête de clé.

4. Accouplement à bride

Accouplement à bride est un type de connecteur qui relie deux embrayages tournants avec des agencements de brides différents. Aux extrémités des arbres, des brides sont montées ou fournies. Un certain nombre d'écrous et de boulons sont utilisés pour fixer les brides ensemble. A l'extrémité de chaque puits, une de ces brides ou goulottes est fixée.

Quels types d'accouplement sont les accouplements à bride ?

L'accouplement à bride est un type d'accouplement d'arbre ayant deux brides séparées qui sont montées sur l'extrémité de l'arbre et les deux brides sont boulonnées ensemble au moyen d'écrous et de boulons

Pièces d'accouplement à bride

Le "Flange Coupling" est très simple à décrire. Il est composé de deux moyeux (qui s'adaptent sur les arbres de l'équipement), ces moyeux étant usinés avec une bride multi-boulons à une extrémité. Lorsque l'équipement est "couplé", les brides sont boulonnées ensemble et deviennent essentiellement UNE GRANDE MASSE !

Construction

Il est composé de deux brides en fonte qui sont fixées aux extrémités de chaque arbre. Pour compléter l'entraînement, les deux brides sont boulonnées ensemble avec des boulons. Un raccord à bride relie deux tubes de manière étanche.

L'un des rebords a une partie en saillie et l'autre a un évidement similaire. Chaque extrémité de bride est jointe pour garantir qu'elles sont correctement alignées sans provoquer de résistance dans le matériau qui les traverse.

Il aide à aligner l'arbre et à l'amener dans la même ligne. Des écrous et des boulons relient les deux brides. Ces raccords sont couramment utilisés dans les systèmes de tuyauterie sous pression. Il est également utilisé pour les charges lourdes, il est donc très utile pour les grands arbres.

Différents types d'accouplement à bride suivent

  1. Accouplement à bride de type non protégé
  2. Accouplement à bride de type protégé
  3. Accouplement à bride de type marin

5. Accouplement flexible

Accouplement souple sont utilisés pour protéger les machines motrices et entraînées contre les effets néfastes pouvant résulter d'un désalignement des arbres, de vibrations, de charges de chocs soudains, d'un jeu d'extrémité ou d'une expansion de l'arbre. Le plus largement utilisé de tous les types d'accouplement flexible est probablement l'accouplement de type couronne-goupille représenté sur la figure.

Une ou les deux moitiés de l'accouplement sont munies de goujons s'engageant dans des trous dans l'autre moitié. Les crampons ont des surfaces d'entraînement flexibles isolantes et renouvelables constituées de rondelles en cuir ou de matériaux similaires. Cette construction permet un certain mouvement axial et prend en charge les chocs de démarrage ou les légers désalignements. Un autre avantage est qu'il peut être rapidement déconnecté en retirant les goupilles d'entraînement.

D'autres types d'accouplements flexibles sont :accouplement élastique à courroie utilisé pour transmettre une puissance moyenne à basse vitesse; accouplement flexible de type à engrenage interne utilisé pour les entraînements lourds tels que dans les laminoirs, les cimenteries, etc. et l'accouplement Bibley appliqué universellement aux machines et aux transmissions par arbre jusqu'aux plus grandes puissances.

6. Accouplement de type goupille douille

A Accouplement à douille à broches flexibles est un type d'accouplement mécanique de transmission de puissance utilisé pour relier deux arbres ensemble à leurs extrémités dans le but de transmettre de la puissance.

L'accouplement flexible de type goupille douille est une modification de l'accouplement à bride décrit ci-dessus. Au lieu des écrous et des boulons dans l'accouplement à bride, l'accouplement à douille a une douille en caoutchouc et des goupilles et des écrous.

La douille en caoutchouc permet au raccord à bride d'être flexible.

L'accouplement à bride flexible est composé de deux brides, l'une calée sur l'arbre d'entrée et l'autre sur l'arbre de sortie. Selon le diamètre de l'arbre, les deux brides sont reliées entre elles par 4 à 6 douilles et goupilles.

Un écrou est utilisé pour fixer les goupilles à la bride. Pour éviter l'usure de la douille en caoutchouc, la surface intérieure de la douille en caoutchouc est doublée de laiton.

Une clé est utilisée pour fixer le moyeu à bride à l'arbre.

En général, un jeu de 5 mm est maintenu entre les deux brides de l'accouplement. Pour commencer, il n'y a pas de liaison rigide entre les deux brides et la puissance est transmise via des bagues en caoutchouc.

Le couplage devient ainsi plus flexible.

Avantages

Inconvénients

7. Accouplement universel

Le couplage de Hooke est un autre nom pour le accouplement universel . Il est utilisé lorsque les axes de deux arbres se croisent à un petit angle. En théorie, l'inclinaison de deux arbres peut être constante, mais en pratique, cela change lorsque le mouvement est transféré d'un arbre à l'autre.

Lorsqu'il s'agit de raccorder des arbres en biais, l'accouplement universel est l'un des accouplements les plus polyvalents. Il peut être utilisé pour les arbres distants de 90 degrés.

La figure ci-dessus représente un joint universel. Ces types de couplage sont largement utilisés dans la transmission de puissance. L'accouplement universel se retrouve dans la transmission de l'automobile de la boîte de vitesses au différentiel. Deux joints universels sont utilisés à chaque extrémité dans ces cas. Un à l'extrémité de l'arbre d'hélice à la boîte de vitesses et un sur le différentiel à l'extrémité opposée.

L'accouplement universel est également utilisé pour transmettre la puissance à diverses broches sur plusieurs perceuses et fraiseuses.

Il permet également une transmission efficace de la puissance et du couple entre des arbres désalignés à n'importe quel angle, d'où le nom d'accouplement universel.

8. Accouplement Oldham

Le accouplement Oldham est un autre type d'accouplement conçu pour joindre deux arbres présentant un désalignement latéral. Il a été inventé par John Oldham en Irlande en 1821.


Les accouplements à mâchoires sont remplacés par l'accouplement d'Oldham. L'accouplement d'Oldham est une inversion du mécanisme de chaîne à manivelle à double curseur.

L'accouplement est composé de trois parties :deux brides et un disque central. Des clavettes relient les deux brides aux arbres. Les brides ont des rainures intérieures, comme indiqué sur la figure.

Le disque central, d'autre part, a des projections faites dessus. Ces saillies s'insèrent dans les rainures taillées dans les rebords. En conséquence, le disque central est pris en sandwich entre les deux flasques et il est également libre de glisser dans les rainures comme indiqué ci-dessous.

Les brides sont en acier inoxydable ou en alliage d'aluminium. Le disque central, quant à lui, est en polymère ou en plastique. Cela réduit la friction entre la bride et le disque central lors du coulissement. Cela ajoute également de la flexibilité au couplage.

Avantages

Inconvénients

Applications

9. Accouplement à engrenages

Un accouplement à engrenages est un dispositif qui relie deux arbres à leurs extrémités afin de transmettre de la puissance. Les accouplements ne se déconnectent normalement pas ou ne permettent pas aux accouplements de se déconnecter des arbres pendant le fonctionnement ; cependant, il existe quelques accouplements limiteurs de couple qui glissent ou se déconnectent lorsqu'une limite de couple est dépassée ou qu'un problème survient.

L'accouplement à engrenage est une variante de l'accouplement à bride. En raison de la grande taille des dents, les accouplements à engrenages peuvent transmettre beaucoup de couple. Dans ce type d'accouplement d'arbre, la bride et le moyeu sont assemblés séparément plutôt que comme une seule pièce comme dans l'accouplement à bride.

Pignons d'accouplement
Chaque articulation est construite avec une paire d'engrenages internes et externes à rapport d'engrenage de 1:1. De plus, l'accouplement à engrenages est limité à des désalignements angulaires d'environ 0,01 à 0,02 pouce en parallèle et de 2 degrés en angle.

Pour des applications similaires, des accouplements à engrenages et des joints universels sont utilisés. Ceux-ci sont généralement utilisés dans les applications lourdes où une transmission de couple élevée est requise.

Quelles sont les fonctions de l'accouplement à engrenages

La fonction de base d'un accouplement à engrenages est de fournir une connexion mécanique entre deux arbres rotatifs. Ils utilisent un engrenage pour transmettre la puissance et le couple entre les arbres connectés. Par conséquent, l'accouplement à engrenages est un dispositif mécanique qui transmet le couple entre deux arbres à l'aide d'engrenages.

Types d'accouplement à engrenages

Les accouplements à engrenages sont généralement disponibles en deux variétés, manchon à bride et manchon continu

Où sont utilisés les accouplements à engrenage ?

Les accouplements à engrenages sont couramment utilisés sur les grandes machines industrielles telles que les pompes, les soufflantes, les compresseurs, les mélangeurs, etc. Ils peuvent être utilisés dans des systèmes de contrôle de mouvement plus petits, principalement avec un manchon en polymère comme moyen de réduire le jeu, mais d'autres conceptions d'accouplement sans jeu sont généralement mieux adaptés à ces applications.

10. Accouplement à soufflet

Accouplements à soufflet sont un type d'accouplement flexible qui a des extrémités d'accouplement doubles appelées moyeux qui coiffent un tube ondulé de précision qui sert de corps d'accouplement. Les accouplements à soufflet sont bien connus pour leur rigidité en torsion exceptionnelle, ce qui leur permet de transmettre avec précision la vitesse, la position angulaire et le couple.

À quoi servent les couplages ci-dessous ?

Les accouplements à soufflet sont des connecteurs d'arbre flexibles monoblocs utilisés pour coupler les arbres menant et mené dans les ensembles de transmission de puissance mécanique. Les accouplements d'arbres flexibles sont utilisés pour contrer l'inévitable désalignement qui se produit entre les arbres connectés et, dans certains cas, pour absorber les chocs.

Les accouplements à soufflet sont les types d'accouplement à deux extrémités d'accouplement appelés moyeux. Ces accouplements ont une rigidité torsionnelle élevée et peuvent transmettre la vitesse, la position angulaire et le couple avec précision. Ils sont généralement construits en acier inoxydable. Ces accouplements sont utilisés dans des applications nécessitant un positionnement de haute précision.

Les accouplements à soufflet ont des parois minces et ne sont que légèrement flexibles en cas de désalignement angulaire, axial ou parallèle. Les soufflets d'accouplement sont soudés aux moyeux. La rigidité en torsion de ces accouplements est la plus élevée de tous les accouplements de servomoteurs.

11. Accouplement à mâchoires

Un accouplement à mâchoires est un type de couplage de transmission de puissance qui peut également être utilisé dans les applications de contrôle de mouvement. Il est destiné à transmettre le couple tout en amortissant les vibrations du système et en s'adaptant au désalignement, évitant ainsi d'endommager les autres composants.

À quoi sert un accouplement à mâchoires ?

Accouplements à mâchoires et araignées. Les accouplements Jaw &Spider (ou Jaw-Type) sont un type courant d'accouplement d'arbre dans l'industrie. Ils sont conçus pour transmettre le couple et la rotation entre deux arbres, accepter le désalignement de l'arbre et aider à protéger les composants contre les dommages en amortissant les chocs et les vibrations.

Comment fonctionne un accouplement à mâchoires ?

L'élément dans les accouplements à mâchoires est chargé en compression entre les mâchoires des moyeux d'accouplement. Les mâchoires du moyeu d'entraînement poussent vers les mâchoires du moyeu entraîné lorsqu'elles fonctionnent dans le même plan. En étant comprimées entre les mâchoires motrice et entraînée, les pattes de l'araignée en élastomère transmettent et amortissent la force entre elles.

Ce couplage est utilisé pour la transmission de puissance à usage général ainsi que pour les applications de contrôle de mouvement. L'accouplement à mâchoires est destiné à transmettre le couple tout en réduisant les vibrations du système et en ajustant le désalignement, protégeant ainsi les autres composants contre les dommages.

L'accouplement à mâchoires est composé de deux moyeux métalliques et d'un insert en Elastoplast appelé élément, également appelé "araignée".

Avantages

  1. Ce système est capable de gérer le désalignement angulaire ainsi que les charges réactives causées par le désalignement.
  2. Possède une bonne capacité de couple par rapport au diamètre extérieur.
  3. Excellente résistance chimique et capacité d'amortissement.

12. Accouplement à diaphragme

Les accouplements à diaphragme sont un type d'accouplement non lubrifié utilisé dans les turbomachines hautes performances pour la transmission de couple et le désalignement des arbres d'équipement.

Cet accouplement transmet le couple du diamètre extérieur au diamètre intérieur, puis du diamètre intérieur au diamètre extérieur.

Les éléments flexibles des accouplements à membrane sont constitués d'une seule ou d'une série de plaques. Le désalignement du diaphragme peut être angulaire, axial ou parallèle. Ces types d'accouplement sont utilisés lorsqu'un couple et une vitesse élevés sont requis.

Un accouplement à membrane est composé d'une ou plusieurs membranes métalliques qui sont fixées au diamètre extérieur d'une bride d'entraînement et transfèrent le couple radialement à travers la membrane à une fixation sur le diamètre intérieur. Le couplage à disque est un autre type de couplage à membrane métallique.

Comment fonctionne un accouplement à membrane ?

Les accouplements à diaphragme ont des éléments flexibles constitués d'une ou plusieurs plaques ou diaphragmes. Il transmet le couple de l'extérieur au diamètre intérieur d'une plaque flexible, à travers la bobine ou l'entretoise, puis de l'intérieur au diamètre extérieur.

13. Couplage hydraulique

Un couplage fluide , également connu sous le nom d'accouplement hydraulique, est un dispositif hydrodynamique ou «hydrocinétique» utilisé pour transmettre une puissance mécanique rotative. Il a été utilisé comme alternative à un embrayage mécanique dans les transmissions automobiles.

Fonctions du couplage hydraulique

Le couplage hydraulique, également connu sous le nom de couplage hydraulique, est un dispositif hydrodynamique qui utilise un fluide de transmission pour transférer la puissance de rotation d'un arbre à un autre. Il est utilisé dans les systèmes de transmission automobile, les systèmes de propulsion marine et la transmission de puissance dans les industries.

Principe de fonctionnement du couplage hydraulique

Un accouplement hydraulique ou accouplement hydraulique est un dispositif utilisé pour transmettre la puissance d'un arbre à un autre arbre au moyen de l'accélération et de la décélération d'un fluide hydraulique. Le couplage hydraulique est basé sur les principes hydro-cinétiques et nécessite que la vitesse de sortie soit inférieure à l'entrée.

Il est composé d'une roue montée sur l'arbre menant (entrée) et d'une roue montée sur l'arbre mené (sortie). La roue fonctionne comme une pompe, tandis que la roue fonctionne comme une turbine.

La composante tangentielle de la vitesse absolue est faible dans les roues proches de leurs axes. Lorsque la composante tangentielle de la vitesse absolue est élevée près de la périphérie de la roue, la vitesse du fluide augmente à mesure que la roue accélère.

Lorsque la vitesse augmente, l'énergie cinétique augmente également. Le fluide sort de la roue à grande vitesse, frappe les aubes de roue, transfère de l'énergie et sort de la roue à basse vitesse.

Pourquoi l'accouplement d'arbre est-il utilisé ?

Voici quelques-unes des raisons les plus courantes d'utiliser un accouplement d'arbre :

  1. Utilisé pour connecter les arbres d'unités séparées, comme un moteur et un générateur.
  2. Pour le désalignement des arbres.
  3. Pour la flexibilité mécanique
  4. Absorbe les charges de choc transmises d'un arbre à un autre.
  5. Protections contre les surcharges.

Applications de couplage

1. Les arbres de ligne d'accouplement à manchon et à manchon sont utilisés dans la transmission de puissance.

2. L'arbre de ligne d'accouplement à pince ou à manchon fendu ou à compression est utilisé dans la transmission de puissance.

3. Accouplement à bride utilisé pour la précision d'alignement. Par exemple :En marine.

4. Accouplement flexible à goupille douille qui est utilisé pour la connexion qui présente un petit désalignement parallèle, un désalignement angulaire ou un désalignement axial.

5. Accouplement universel utilisé pour transmettre le mouvement rotatif ou la puissance, par exemple, les avions, les arbres de transmission, etc.

6. Les couplages d'Oldham sont utiles dans les applications où un désalignement parallèle existe, par exemple, les applications d'impression.

Nous avons essayé de vous fournir les détails complets sur les différents types de couplage disponibles et quels sont leurs avantages et inconvénients ainsi que les images appropriées. J'espère que vous avez aimé cet article. Veuillez nous faire part de vos commentaires dans le commentaire ci-dessous.


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