Réducteur hélicoïdal expliqué : augmenter le couple et contrôler la vitesse en automatisation

Un réducteur hélicoïdal est un dispositif utilisé pour contrôler la vitesse de sortie d'une machine ou d'un moteur. Il est couramment utilisé dans les systèmes de contrôle d'automatisation. Les deux objectifs principaux d'un réducteur hélicoïdal, ainsi que d'autres réducteurs, sont de multiplier la quantité de couple générée par une source d'alimentation d'entrée pour réduire la vitesse de la ressource d'alimentation d'entrée et amplifier la quantité de travail pour atteindre la vitesse de sortie désirée.

La source d'alimentation d'une machine ou d'un système de contrôle d'automatisation est généralement soit un moteur, soit un moteur thermique. Il y a généralement une boîte de vitesses qui complète le moteur à travers un arbre de sortie. Le réducteur hélicoïdal est un composant majeur de la boîte de vitesses qui amplifie le couple et contrôle la vitesse. Typiquement, le couple augmente tandis que la vitesse réduit. Pour augmenter le couple, l'arbre de sortie d'une boîte de vitesses tourne plus lentement que l'arbre d'entrée d'un moteur.

De même, l'arbre de sortie qui est contrôlé par le réducteur dans la boîte de vitesses peut tourner à un taux plus rapide que l'arbre d'entrée. Par conséquent, la vitesse de sortie de la machine ou du système est plus rapide et ainsi le couple est réduit en conséquence. Ce mécanisme même est essentiel dans les systèmes de contrôle d'automatisation car la performance d'une machine peut être gérée comme une opération le requiert réellement.

Comment fonctionne un réducteur hélicoïdal ?

Les réducteurs hélicoïdaux opèrent plus doucement et silencieusement comparés à d'autres types d'engrenages et réducteurs grâce à la façon dont les dents s'engagent. Les dents sur un engrenage hélicoïdal sont taillées sur la face de l'engrenage à un angle. Quand deux des dents commencent à s'engager, le contact n'est pas complet d'un coup. Au lieu de cela, comme l'engrenage tourne, les dents s'engagent progressivement avec l'engrenage jusqu'à ce qu'elles soient pleinement en contact. Les réducteurs hélicoïdaux peuvent bouger dans les deux directions. Dans les deux cas, la configuration courbée des dents crée une hélice pendant que les deux engrenages s'engagent progressivement l'un avec l'autre pendant la rotation.

La gamme moyenne de l'angle d'hélice est autour de quinze à trente degrés. La charge de poussée est affectée principalement par la tangente de l'angle d'hélice. Quand une grande quantité de poussée est générée, la charge de poussée est supportée par les roulements. Quand montés sur des arbres perpendiculaires, le réducteur hélicoïdal peut être utilisé pour ajuster l'angle de rotation de quatre-vingt-dix degrés. À cause de la poussée qui est produite quand les engrenages hélicoïdaux tournent, le réducteur hélicoïdal est idéal pour les opérations à charge lourde. Aussi, à cause de la caractéristique silencieuse, les réducteurs hélicoïdaux sont utilisés fréquemment dans les systèmes d'automatisation comme les opérations de levage ou traction.

Il y a différents types de réducteurs de vitesse qu'un moteur ou une machine peut appliquer, et chacun a ses propres avantages et inconvénients. En plus des réducteurs hélicoïdaux, il y a aussi les réducteurs à engrenages droits, réducteurs à vis sans fin, engrenages coniques, etc. Ils sont tous conçus pour contrôler la vitesse et le couple de sortie d'un système tandis que l'usage peut varier à cause des caractéristiques distinctives que chacun a.

Les engrenages droits

Les engrenages droits sont les engrenages les plus communs qui sont utilisés pour de grandes réductions d'engrenages. Les dents des engrenages droits sont droites au lieu d'être courbées. Les engrenages sont montés sur différents arbres de mouvement dans une configuration parallèle. Ils sont communs parce que l'application des engrenages droits est plutôt large. On peut les voir sur les machines à laver, ou les réveils à remontage, etc. Contrairement aux engrenages hélicoïdaux, ils sont utilisés plus dans des dispositifs compacts autonomes plutôt que dans les systèmes d'automatisation.

L'engagement des engrenages droits est moins doux comparé aux réducteurs d'engrenages hélicoïdaux parce que les dents sont droites et elles se heurtent quand elles contactent. En résultat, quand les engrenages droits tournent, ils tendent à faire des bruits notables. Le bruit, la collision, et la vibration que l'engrenage droit fait limitent l'application d'eux. Ils sont moins susceptibles d'être appliqués dans les machines de précision ou systèmes d'automatisation.

Engrenages à vis sans fin

Les engrenages à vis sans fin sont un autre réducteur de vitesse commun appliqué dans une boîte de vitesses. Comme les engrenages droits, les engrenages à vis sans fin sont utilisés principalement dans les opérations de grande réduction d'engrenages. Le rapport d'engrenage des engrenages à vis sans fin a une gamme relativement plus large que d'autres types de réducteurs. La vis peut tourner l'engrenage mais n'est pas capable de tourner la vis. C'est un mécanisme de sécurité inhérent qui est intégré dans la conception. Avec cette conception, l'engrenage ne peut pas aller dans la direction inverse.

Les engrenages à vis sans fin sont utilisés fréquemment dans un système de convoyeur depuis que la caractéristique de verrouillage donnée par la direction de rotation irréversible peut servir de frein ou d'arrêt. Un système de convoyeur est un dispositif qui transporte des pièces ou composants. Le transport des composants est réalisé par des rouleaux, roues, ou une courroie. Les engrenages à vis sans fin sont utilisés ici pour tourner les parties mobiles.

Engrenages coniques

Les engrenages coniques sont considérés très polyvalents parce que la configuration des dents vient dans une grande variété de styles. Les dents peuvent être droites comme les engrenages droits, elles peuvent être en spirale comme les engrenages à vis sans fin, et elles peuvent être hélicoïdales comme les engrenages hélicoïdaux. Les dents droites, juste comme les engrenages droits, font du bruit fort et de l'impact quand elles s'engagent. D'un autre côté, les dents en spirale peuvent fonctionner juste comme les engrenages hélicoïdaux. Par la façon dont les dents sont configurées, l'application des engrenages coniques est variée.