Liaisons arbre-moyeu sans clavette : concevoir plus simplement, produire plus économiquement
Les liaisons par clavette sont très répandues en construction mécanique. Elles transmettent les couples de manière fiable et sont utilisées, par exemple, sur des engrenages, des poulies ou des accouplements. Toutefois, elles nécessitent des opérations d’usinage supplémentaires sur l’arbre et le moyeu. Selon l’application, une liaison avec bague de tolérance peut constituer une alternative plus simple et plus économique, aussi bien pour de nouvelles conceptions que pour des séries existantes.
Moins d’usinage, des coûts plus faibles
Dans une liaison classique par clavette, le couple est transmis par obstacle (liaison par forme). Pour cela, l’arbre comme le moyeu doivent être pourvus de rainures adaptées l’une à l’autre. Cela augmente l’effort de fabrication. De plus, les rainures affaiblissent la section de matière et peuvent ainsi réduire la capacité de charge des composants. Les bagues de tolérance permettent au contraire une liaison par adhérence. Leur profil ondulé caractéristique se déforme de manière élastique lors de l’emmanchement et génère une force d’appui définie entre l’arbre et le moyeu. Il est ainsi possible de transmettre des couples et des efforts axiaux. Avec un dimensionnement approprié, les rainures de clavette peuvent être supprimées. Dans le cas le plus simple, un arbre lisse et un alésage lisse suffisent. Parallèlement, des tolérances de fabrication plus importantes des pièces d’interface peuvent être compensées. Le montage est simple et, avec un dimensionnement adéquat, la liaison peut être démontée.
Pour la rentabilité, ce ne sont toutefois pas uniquement les coûts de l’élément de liaison qui sont déterminants, mais l’ensemble des efforts de fabrication et de montage. En particulier en production en série, les économies peuvent être significatives. Un exemple de calcul issu de notre pratique montre le potentiel : pour la fixation de trois poulies crantées sur un arbre de 8 mm de diamètre, une liaison par clavette avec une clavette de 12 mm de long et 3 mm de large atteint un couple transmissible de 5,8 Nm. Une bague de tolérance comparable transmet 5,7 Nm. Dans cette application, la bague de tolérance permet d’économiser environ 38 % des coûts.
Pour quelles applications les bagues de tolérance sont-elles adaptées ?
Outre les applications déjà mentionnées pour les liaisons par clavette, il existe de nombreuses autres possibilités d’utilisation des bagues de tolérance, par exemple sur des rotors de pompe, des roues de ventilateur ou des rouleaux de convoyeur entraînés. En robotique et dans les systèmes d’entraînement électriques également, les bagues de tolérance assurent des fonctions de liaison importantes. Grâce à leurs propriétés élastiques, elles peuvent en outre compenser des dilatations thermiques différentes des pièces d’interface et réduire les oscillations ainsi que les vibrations.
Toutefois, toutes les bagues de tolérance ne conviennent pas à toutes les applications. Les critères de sélection importants sont le couple à transmettre, les conditions de charge, la précision de concentricité requise et les conditions de montage. En cas de couples très élevés ou de sollicitations particulières, les liaisons par obstacle (liaisons par forme) peuvent constituer le meilleur choix. C’est pourquoi nous examinons avec nos clients quelle technique de liaison répond le mieux aux exigences concernées.
Passage aux bagues de tolérance dans des séries existantes
Même pour des séries existantes, le passage à une bague de tolérance peut s’avérer pertinent. La condition préalable est une vérification rigoureuse afin que la nouvelle liaison réponde à toutes les exigences techniques et qualitatives. Nous accompagnons les équipes de développement, de qualité et d’achats tout au long du processus de transition : de la vérification des spécifications existantes et de l’analyse de faisabilité, au choix de matériaux et de géométries appropriés, jusqu’à la fabrication d’échantillons, rapport d’essai inclus. Ensuite, nous soutenons le transfert vers la production en série. Notre fabrication suisse est synonyme de qualité reproductible, de délais de traversée transparents et d’un approvisionnement fiable sur le long terme.
Service express pour des essais à court terme
Lorsque cela doit aller vite, nous livrons des bagues de tolérance sur mesure sous 48 à 72 heures, contrôle, protocole et coordination directe avec notre équipe d’ingénierie inclus. Nous vous assistons ainsi pour des essais et validations à court terme, des modifications de conception, ainsi que le développement de nouveaux sous-ensembles et de prototypes.
Vous souhaitez remplacer une liaison par clavette ou simplifier votre fabrication ? Parlez-en avec nous. Ensemble, nous trouverons une solution adaptée sur les plans technique et économique.
