Si vous êtes un étudiant en génie ou un ingénieur, vous savez probablement ce que signifie déplacer la puissance entre deux arbres.
Mais avez-vous pensé à l'importance des entraînements par courroie dans ce processus ? Les entraînements par courroie sont une partie importante de nombreux systèmes mécaniques car ils permettent de transmettre facilement et efficacement la puissance d'un arbre rotatif à un autre.
En fait, les entraînements par courroie sont utilisés dans les voitures, les équipements de construction, les machines d'usine et les outils électriques, entre autres.
Tout ingénieur doit connaître les bases des entraînements par courroie, qu'il fabrique un nouveau système mécanique ou qu'il en répare un qu'il possède déjà.
Dans cet article, je parlerai davantage des transmissions par courroie, y compris de leurs types, de leurs avantages et de la manière de les maintenir en bon état.
Alors, commençons et découvrons ce que les entraînements par courroie peuvent faire dans le monde de l'ingénierie.
Introduction aux entraînements par courroie
Définition formelle:
Transmission de puissance entre les arbres au moyen d'une courroie reliant les poulies sur les arbres.
Un entraînement par courroie est un système mécanique composé de poulies et d'une courroie élastique qui envoie de la puissance entre deux ou plusieurs arbres rotatifs.
C'est le moyen le moins cher d'envoyer de l'énergie sur de longues distances, et c'est aussi le plus efficace.
Les entraînements par courroie peuvent être utilisés pour déplacer le mouvement rotatif d'un arbre à l'autre et modifier la façon dont il se déplace.
Ils sont souvent utilisés pour ralentir la vitesse des arbres dans les machines, telles que les machines d'usine.
Avantages et inconvénients des entraînements par courroie
Les entraînements par courroie sont faciles à utiliser, rentables, peuvent envoyer de l'énergie sur de longues distances, protéger les machines contre les surcharges en laissant la courroie glisser sur une poulie, et peuvent absorber les chocs et réduire les vibrations.
Par rapport aux engrenages rigides, les entraînements par courroie sont également bons pour l'amortissement.
Ils durent longtemps et ne coûtent pas cher à entretenir.
Les courroies peuvent être utilisées pour les entraînements à haute puissance, les entraînements à vitesse lente et les entraînements à grande vitesse, elles sont donc très utiles.
Mais il y a aussi des inconvénients à utiliser une transmission par courroie.
Les courroies vieillissent de différentes manières, en fonction de la température et de l'humidité de l'environnement.
Au fil du temps, ils perdent leur élasticité et doivent être remplacés.
De ce fait, les courroies ne peuvent être utilisées que dans une certaine plage de températures.
Les ceintures s'étirent plastiquement avec le temps, elles doivent donc être resserrées de temps en temps.
Certaines courroies, comme les courroies plates ou les courroies trapézoïdales, patinent, ce qui entraîne une perte de puissance et d'efficacité de la transmission par courroie.
En raison de l'accumulation de chaleur, une transmission par courroie ne peut fonctionner qu'à des températures comprises entre 80 et 85 °C.
Découvrez l'excitation des entraînements par courroie
Toujours difficile à comprendre ? Je change un peu le point de vue :
Vous en avez marre des moyens d'envoyer de l'énergie qui sont trop efficaces et fiables ? Vous en avez assez de la douceur et du silence de vos machines ? Eh bien, les entraînements par courroie sont la réponse à votre problème.
Oui tu as raison.
L'ancienne méthode éprouvée pour déplacer la puissance entre les arbres consiste à connecter les poulies sur les arbres avec une courroie.
Les ceintures peuvent glisser, s'étirer et s'user, mais c'est ce qui les rend si amusantes, n'est-ce pas ? Donc, si vous voulez que vos systèmes mécaniques soient plus excitants et imprévisibles, tout ce que vous avez à faire est d'ajouter une transmission par courroie.
D'accord, c'était juste une blague faite pour ressembler à une publicité télévisée.
Revenons maintenant à l'explication.
Types d'entraînements par courroie
Types d'entraînements par courroie et facteurs de sélection
Les entraînements par courroie sont une partie importante de nombreux systèmes mécaniques.
Ils utilisent une courroie pour déplacer le mouvement de rotation d'une poulie sur un arbre à l'autre.
Il existe différents types d'entraînements par courroie, et chacun a ses propres caractéristiques uniques qui le rendent bon pour certaines applications en fonction de choses comme la quantité de puissance nécessaire, la vitesse, la distance entre l'arbre et la poulie et la taille du poulie.
Les courroies plates, les courroies trapézoïdales, les courroies rondes et les courroies de distribution sont les quatre principaux types d'entraînements par courroie.
Facteurs à prendre en compte lors de la sélection de la bonne bande pour une application spécifique
Pour s'assurer qu'un système mécanique fonctionne bien, il est important de choisir la bonne courroie pour le travail.
Voici quelques éléments à prendre en compte lors du choix de la bonne ceinture pour un certain travail :
- Besoins en énergie : la taille et le type de courroie utilisée dépendent de la quantité d'énergie à transférer.
- Environnement de fonctionnement : Des conditions de fonctionnement spéciales, telles que des températures élevées ou le besoin d'une salle blanche, nécessiteront des courroies spéciales, comme l'acier inoxydable.
- Vitesse de l'entraînement : Le type de courroie à utiliser dépend de la vitesse de l'entraînement.
- Charge sur l'arbre entraîné : La taille et le type de courroie à utiliser dépendent de la charge sur l'arbre entraîné.
- Distance centrale entre les arbres : la taille et le type de courroie à utiliser dépendent de la distance entre les arbres au milieu.
- Type de poulies : La taille et le type de courroie à utiliser dépendent du type de poulies.
- Propriétés physiques de la courroie : Vous devez penser au matériau, à la longueur, à la largeur, à l'épaisseur et à la résistance à la traction de la courroie pour vous assurer qu'elle convient au travail.
- Normes et spécifications pertinentes de l'industrie : Il est très important de s'assurer que la courroie respecte les normes et spécifications pertinentes de l'industrie.
Types de courroies et facteurs de sélection
Courroies plates : Les courroies plates ont une section transversale qui ressemble à un rectangle.
Ils sont utilisés lorsque moins de puissance est nécessaire et que la vitesse est plus importante.
Ils envoient de la puissance d'un endroit à un autre en utilisant le frottement entre la courroie et la poulie.
Courroies trapézoïdales : les courroies trapézoïdales ont une section transversale qui ressemble à un trapèze.
Ils sont utilisés lorsque la distance entre les arbres est inférieure à 2 mètres et lorsque la vitesse est modérée et la puissance élevée.
Les classifications incluent les charges lourdes et légères.
Les courroies trapézoïdales ont des parois latérales qui s'insèrent dans les rainures des poulies.
Cela leur donne plus de surface et les rend plus stables que les courroies plates, qui ne reposent que sur le frottement et peuvent glisser des poulies.
La force de calage, qui est perpendiculaire à leurs sommets, pousse contre les côtés de la rainure pour les empêcher de glisser.
Courroies rondes : Les courroies rondes sont des entraînements à friction, ce qui signifie qu'elles tirent leur puissance du frottement entre la courroie et la poulie ou la poulie.
Ils sont souvent utilisés dans des situations où il y a de petites poulies ou lorsque des vitesses élevées sont nécessaires.
Courroies de distribution : les dents des courroies de distribution (également appelées courroies synchrones) sont utilisées pour déplacer la puissance au lieu de la friction.
Grâce à cette configuration, la courroie ne glisse pas entre la poulie/réa et la courroie.
Chaque application de courroie de distribution est différente, donc chacune a besoin d'une solution différente.
Lors du choix des courroies de distribution, il n'y a pas de modèle unique à suivre.
Pour choisir la meilleure courroie pour votre plante, vous avez besoin de l'avis d'un professionnel.
Courroies d'entraînement dans les machines
En utilisant le frottement entre la courroie et la poulie, ils envoient la puissance du moteur à différentes pièces.
Les courroies de distribution et les courroies serpentines sont les deux principaux types de courroies d'entraînement.
Les courroies de distribution assurent que les pistons et l'arbre à cames bougent en même temps et doivent être changées tous les 60 000 à 86 000 kilomètres.
Les courroies serpentines, en revanche, sont plus courantes que les courroies de distribution et alimentent davantage de pièces des voitures modernes.
Les courroies d'entraînement doivent être entretenues et vérifiées régulièrement afin d'éviter des réparations coûteuses.
Si une courroie d'entraînement se casse ou se fend pendant que la voiture roule, cela pourrait endommager beaucoup de pièces comme l'alternateur ou la pompe à eau qui y sont connectées.
Pour changer une courroie de transmission, vous devez enlever l'ancienne et en mettre une nouvelle, comme le disent les instructions.
Différentes machines peuvent nécessiter des étapes différentes, il est donc important de lire le manuel du propriétaire ou de demander à un professionnel si vous n'êtes pas sûr.
La durée de fonctionnement d'une voiture avec une courroie d'entraînement cassée ou défectueuse dépend de facteurs tels que la température et la façon dont la voiture est conduite.
En moyenne, une voiture avec une courroie serpentine cassée peut encore rouler jusqu'à 90 minutes.
Cependant, il est préférable d'arrêter de conduire et de faire remorquer la voiture vers un atelier de réparation automobile dès que possible pour des réparations afin d'éviter d'autres dommages.
Si une courroie de distribution casse pendant la conduite, le moteur s'arrêtera immédiatement et il pourrait y avoir beaucoup de dommages.
Les courroies d'entraînement sont des pièces importantes des machines qui doivent être vérifiées souvent et maintenues en bon état pour éviter des réparations coûteuses.
Pour changer une courroie de transmission, il faut enlever l'ancienne et mettre la nouvelle selon les instructions du fabricant.
Si une courroie d'entraînement se brise ou se détache pendant que vous conduisez, vous devez vous arrêter et faire remorquer la voiture jusqu'à un atelier de réparation afin que le moteur et les autres pièces ne s'aggravent pas.
Entretien des entraînements par courroie
Pratiques d'entretien appropriées pour les entraînements par courroie
Les entraînements par courroie sont une partie importante de nombreuses machines et doivent être entretenus correctement pour éviter les pannes et les problèmes de sécurité.
L'inspection, la réparation et le remplacement des pièces font partie d'un plan de maintenance préventive.
Voici quelques façons courantes de maintenir les entraînements par courroie en bon état :
Inspection et nettoyage réguliers
- Il est important de vérifier régulièrement l'ensemble d'entraînement par courroie pour rechercher des signes d'usure ou de frottement.
S'il y a des signes d'usure ou de frottement, l'ensemble d'entraînement par courroie doit être nettoyé et réaligné.
- Vérifiez que la courroie n'est pas usée ou endommagée, comme des fissures, des taches effilochées, des coupures ou des motifs d'usure qui ne semblent pas normaux.
- Vérifiez les autres parties du variateur, comme les roulements et le système d'élimination de l'électricité statique.
Vérifiez si les roulements sont correctement huilés et s'il y a des vis desserrées, de la rouille ou d'autres choses sur le chemin.
Tension et alignement
Vérifiez souvent la tension et l'alignement de la courroie et apportez les modifications nécessaires.
Les courroies trapézoïdales qui ne sont pas assez serrées peuvent glisser, ce qui peut entraîner une surchauffe et une rupture de la courroie.
Les courroies synchrones peuvent sauter ou cliqueter, ce qui peut causer des dommages.
Les courroies et les roulements peuvent s'user plus rapidement si la tension est trop élevée.
Installation correcte
- Il est important de mettre les ceintures dans le bon sens.
Pour ce faire, retirez d'abord la protection, puis desserrez les boulons de fixation du moteur ou les vis de réglage jusqu'à ce que la courroie puisse être retirée en toute sécurité.
Ensuite, regardez l'ensemble, nettoyez-le et assurez-vous qu'il est aligné avant de mettre une nouvelle courroie et de serrer les supports.
Environnement de travail sûr
- Assurez-vous d'avoir un lieu de travail sûr en éteignant les machines pendant l'entretien et en utilisant des outils de verrouillage/étiquetage pour les empêcher de fonctionner pendant l'entretien.
Assurez-vous que les protections d'entraînement sont en place et que vous portez des vêtements de protection lorsque vous accédez aux entraînements par courroie.
- Mettre en œuvre un programme d'entretien préventif comprenant des procédures d'installation appropriées telles que des procédures de tension pour augmenter l'efficacité et maximiser la durée de vie de la courroie.
Animation du mécanisme du système de ceinture
Conseil : Activez le bouton de sous-titrage si vous en avez besoin. Choisissez "traduction automatique" dans le bouton des paramètres, si vous n'êtes pas familier avec la langue parlée. Vous devrez peut-être d'abord cliquer sur la langue de la vidéo avant que votre langue préférée ne soit disponible pour la traduction.
Utilisations d'entraînement par courroie
Automobile:
Dans les voitures, les entraînements par courroie sont souvent utilisés pour alimenter des éléments tels que l'alternateur, la pompe à eau, la pompe de direction assistée et le compresseur de climatisation.
Dans une voiture à courroie typique, la poulie de vilebrequin est reliée aux poulies accessoires par une courroie serpentine, qui envoie de la puissance à chaque pièce selon ses besoins.
Machines utilisées dans l'industrie :
Les entraînements par courroie sont largement utilisés dans les machines industrielles, telles que les systèmes de convoyage, les presses à imprimer et les équipements d'emballage.
Les entraînements par courroie sont souvent utilisés dans ces situations pour envoyer de la puissance sur de longues distances ou dans des virages, là où d'autres méthodes peuvent ne pas fonctionner.
Agriculture:
Les entraînements par courroie sont couramment utilisés dans les équipements agricoles, tels que les tracteurs, les moissonneuses-batteuses et les moissonneuses.
Les entraînements par courroie sont souvent utilisés pour alimenter les différentes parties de ces machines, comme le mécanisme de battage, l'élévateur à grains et la pompe hydraulique.
Outils électroportatifs:
Les outils électriques comme les perceuses, les tours et les scies ont tous des entraînements par courroie.
Les entraînements par courroie sont souvent utilisés dans ces situations pour contrôler la vitesse et réduire les vibrations et le bruit.
Systèmes CVC :
Les entraînements par courroie sont souvent utilisés pour alimenter les ventilateurs et les soufflantes dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC).
Les entraînements par courroie vous permettent de modifier la vitesse et peuvent aider à rendre ces systèmes plus silencieux et moins fragiles.
Applications marines :
Les entraînements par courroie sont utilisés sur les bateaux et les navires pour alimenter des éléments tels que les pompes à eau, les alternateurs et les compresseurs, entre autres.
Les entraînements par courroie sont souvent utilisés sur les bateaux car ils sont fiables et faciles à entretenir.
Conclusion
En fin de compte, les entraînements par courroie sont une partie importante de nombreux systèmes mécaniques car ils permettent de transmettre facilement et efficacement la puissance entre deux arbres rotatifs.
Il existe de nombreux types de courroies qui peuvent être utilisées pour différentes tâches, telles que les courroies plates, les courroies trapézoïdales, les courroies de distribution, etc.
Les ingénieurs peuvent s'assurer que leurs systèmes mécaniques continuent de fonctionner correctement et efficacement en choisissant le bon type de courroie et en effectuant un entretien régulier.
Mais il est important de garder à l'esprit que les entraînements par courroie ne sont pas le seul moyen de déplacer la puissance.
Au fur et à mesure que la technologie s'améliore, de nouvelles façons d'envoyer de l'énergie sont créées, comme les entraînements directs et les accouplements magnétiques.
Certains des avantages de ces alternatives incluent une meilleure efficacité, moins de maintenance et une meilleure précision.
En tant qu'ingénieur, il est important de connaître les derniers changements dans la technologie de transmission de puissance et d'être ouvert à essayer de nouvelles choses.
Ce faisant, nous pouvons continuer à améliorer les performances et l'efficacité des systèmes mécaniques, ce qui aidera l'ingénierie à progresser et à proposer de nouvelles idées.
Liens et références
"Conception d'ingénierie mécanique".
"Manuel de transmission de puissance".
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