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Date de publication : 10 janvier 1997 Pour toute question : Service Relation cl

Date de publication : 10 janvier 1997 Pour toute question : Service Relation clientèle Techniques de l’Ingénieur Immeuble Pleyad 1 39, boulevard Ornano 93288 Saint-Denis Cedex Par mail : infos.clients@teching.com Par téléphone : 00 33 (0)1 53 35 20 20 Réf. : B5310 V2 Critères de choix d’un palier. Validation Cet article est issu de : Génie industriel | Conception et Production par Roger GOJON Document téléchargé le : 02/08/2018 Pour le compte : 7200049459 - universite savoie mont blanc // 130.190.247.202 © Techniques de l'Ingénieur | tous droits réservés Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique B 5 310 − 1 Critères de choix d’un palier. Validation par Roger GOJON Ingénieur de l’École nationale d’électricité et de mécanique de Nancy Ancien directeur technique de la Société industrielle des coussinets article [B 5 300] « Critères de choix d’un palier. Présélection » a permis la déﬁ- nition d’un type de palier qui a priori s’accommode des conditions ambiantes imposées et pour lequel : — le coefficients de frottement statique et dynamique ; — les capacités de charge et vitesse ; — les aptitudes annexes, telles que précision de guidage, capacité à accepter les défauts d’alignement, encombrement, silence, semblent acceptables. Il y a lieu maintenant de valider cette solution, en principe la plus avantageuse ﬁnancièrement. Il pourra néanmoins se faire que des solutions voisines soient ﬁnalement plus attractives et il sera toujours préférable d’essayer de conﬁrmer son choix par référence à des mécanismes semblables existants ou par une analyse de la valeur portant sur les quelques solutions en balance. Ainsi que le lecteur s’en rendra compte, cet article constitue un complément indispensable à l’article [B 5 300] pour afﬁner rapidement la validité des choix initiaux. Se voulant d’usage aisé, il s’en tient largement aux principes et à des formules de calcul simpliﬁées. Les renvois aux articles de la collection traitant du même sujet permettront des calculs de validation encore plus exacts. Comme cela sera dit maintes fois, ces calculs devront ﬁnalement être conﬁrmés par le fournisseur de paliers qui est le seul à connaître certaines caractéristiques indispensables à une bonne approche du problème (coefﬁcient de frottement, conductivité thermique, etc.). 1. Préliminaire ............................................................................................... B 5 310 - 2 2. Matériaux pour paliers lisses................................................................ — 2 3. Charge radiale. Rotation continue...................................................... — 3 4. Charge radiale. Mouvement oscillant ................................................ — 16 5. Charge radiale. Translation avec ou sans rotation simultanée... — 21 6. Charge axiale. Rotation continue........................................................ — 22 7. Charge axiale. Mouvement oscillant.................................................. — 27 8. Aspects généraux .................................................................................... — 27 9. Conditions particulières d’emploi....................................................... — 30 10. Aspects divers .......................................................................................... — 31 L Parution : janvier 1997 - Ce document a ete delivre pour le compte de 7200049459 - universite savoie mont blanc // 130.190.247.202 Ce document a ete delivre pour le compte de 7200049459 - universite savoie mont blanc // 130.190.247.202 Ce document a ete delivre pour le compte de 7200049459 - universite savoie mont blanc // 130.190.247.202 tiwekacontentpdf_b5310 v2 CRITÈRES DE CHOIX D’UN PALIER. VALIDATION ______________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. B 5 310 − 2 © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique 1. Préliminaire La validation technique implique le choix du matériau du frotte- ment ou du type de roulement. Cela permet d’afﬁner la valeur des coefﬁcients de frottement, de prévoir la durée de vie et les fréquences d’opérations d’entretien, de déﬁnir les caractéristiques de l’arbre et des accessoires éventuels tels que la pompe à huile, le ﬁltre, les joints de protection, etc., et ﬁnalement de calculer avec précision le coût relatif des diverses solutions. À ce sujet, il y a lieu de bien considérer l’ensemble des éléments entrant dans le coût global et non celui de la seule pièce de frotte- ment, roulement ou silent-bloc. Il y a donc lieu de ne pas omettre les coûts : — de la matière, du traitement éventuel et de l’usinage finition de l’arbre et du logement ; — des joints de protection éventuelle ; — du système de lubrification ; puis au-delà de la manière dont on pense qu’ils pourront être perçus par le client, les coûts : — d’entretien (fréquence des graissages, des vidanges, des changements de filtres) ; — de l’interchangeabilité ; — de l’énergie de frottement. Le bilan comparatif entre deux solutions peut donc être une opération très longue et difﬁcile et cela justiﬁe l’intérêt d’un choix préliminaire aussi ﬁn que possible. Cet article s’intéresse prioritairement aux paliers lisses à contact direct ou à régime ﬂuide et n’évoque pas dans le détail la constitution et le choix des types de roulements (cf. articles spécialisés [B 5 370] et [B 5 380] de ce traité). En les dimensionnant de façon satisfaisante, ces pièces sont adaptées à toutes les possibilités de charges et présentent une gamme de vitesses accep- tables étendue et encore récemment améliorée par la mise au point de roulements à billes ou à galets creux. L’essentiel de cet article (§ 3, 4, 5, 6 et 7) traite ligne par ligne des diverses solutions techniques envisagées dans l’article [B 5 300] Critères de choix. Présélection. Chacun des paragraphes se compose de divisions : — Références à l’article de ce traité spécialisé sur ce sujet ; — Généralités, permettant au lecteur non spécialiste de se faire rapidement une première idée de ce mode de fonctionnement ; — Capacités, donnant des précisions un peu plus affinées qu’à l’article [B 5 300] mais ne constituant encore pas un calcul de validation ; — Calculs, précisant le ou les paragraphes du document de réfé- rence auxquels il y a lieu de se reporter, et qui éventuellement le ou les complète par des exemples chiffrés. Restant à l’intérieur de cette division Calculs et passant ensuite aux diverses conditions ambiantes, nous considérerons, si cela apparaît nécessaire, la technologie de construction du palier (principalement le système de lubriﬁcation) et le choix des maté- riaux, et illustrerons ces aspects par des exemples pratiques d’utilisation. Dans bien des cas, ce ne sera qu’après avoir fait un choix des matériaux arbre/lubriﬁant et surtout palier que l’on pourra revenir au processus de calcul en y introduisant les valeurs caractéristiques de frottement, conductivité thermique, etc.) corres- pondant à la solution envisagée. 2. Matériaux pour paliers lisses Ce paragraphe n’a pour but que de mettre en évidence les aspects qui vont inﬂuer sur le choix des matériaux. 2.1 Matériaux à base de lubriﬁant solide Le lecteur pourra se référer à l’article [B 5 330], § 3 Matériaux M1. Ils présentent les caractéristiques suivantes : — ils sont, en général, les plus coûteux ; — ils ont un coefficient de frottement statique voisin du coefficient dynamique, très variable selon la charge : le coefficient statique est en général plus faible que celui des matériaux lubrifiés ; en revanche, le coefficient dynamique est plus élevé que celui de ces mêmes matériaux ; — lorsqu’ils sont utilisés à sec, ils s’usent et ont donc une durée de vie limitée ; — ils exigent des arbres de haute qualité de finition, à défaut de quoi l’usure est encore plus rapide ; — la plupart des versions composites multicouches ne sont pas réusinables, mais les produits massifs le sont ; — ils peuvent être utilisés en présence d’huile et de graisse en régime onctueux et fluide. On peut distinguer : • (M1)1 produits massifs : graphite, PTFE et composites [[B 5 330], § 3.1.2 ; 3.1.3] • (M1)2 films lubrifiants, principalement MoS2 [[B 5 330], § 3.1.1] • (M1)3 composites multicouches [[B 5 330], § 3.1.4 ; 3.1.5]. 2.2 Matériaux métalliques pour régime onctueux Le lecteur pourra se référer à l’article [B 5 330], § 4 Matériaux M2. Ils présentent les caractéristiques suivantes : — ils sont, en général, les moins coûteux ; — ils ont un coefficient de frottement dynamique inférieur au coef- ficient statique, avec un coefficient dynamique inférieur à celui des matériaux M1 utilisés à sec et un coefficient statique supérieur à celui des matériaux M1 ; — s’ils sont bien graissés, ils s’usent peu, mais les graissages doivent être fréquents ; — ils sont modérément exigeants en qualité d’arbre ; — ils peuvent être usinés mais aussi calibrés par olivage après leur mise en place (procédé très économique) ; — ils ne sont en général ni adaptés au régime fluide ni au régime à sec. On peut distinguer : • (M2A)M produits sans réserve de lubrifiant : bronze, alliages d’aluminium en massif ou bicouches [[B 5 330], § 4.1.3] • (M2B)M produits avec réserve de lubrifiant ; (M2B)M1 bronzes poreux imprégnés d’huile [[B 5 330], § 4.1.3 ; 4.2.2 (capillarité)], (M2B)M2 bronzes alvéolés [[B 5 330], § 4.1.3 ; 4.2.2 (indentations)]. 2.3 Matériaux plastiques pour régime onctueux Le lecteur pourra se référer à l’article [B 5 330], § 4 Matériaux M2. Ils présentent les caractéristiques suivantes : — ils sont, en général, d’un coût intermédiaire entre les matériaux M1 et (M2)M (§ 2.1 et 2.2) ; uploads/Ingenierie_Lourd/ b5310-criteres-de-choix-d-x27-un-palier-validation.pdf