Lorsque l’acier rencontre l’aluminium : les bagues de tolérance compensent la dilatation thermique
Les assemblages arbre-moyeu font partie des tâches de conception classiques en ingénierie mécanique. Les roulements, engrenages ou rotors sont souvent fixés dans des boîtiers par des ajustements serrés. Cependant, cette technique d’assemblage atteint ses limites lorsque des matériaux différents se rencontrent et que des variations de température se produisent. Comment compenser simplement la dilatation thermique des pièces de raccordement ? C’est là que les bagues de tolérance montrent leurs atouts.
Lorsque les matériaux réagissent différemment
Dans de nombreuses machines, les arbres et les roulements sont en acier. Les boîtiers, en revanche, sont souvent fabriqués en aluminium, magnésium ou plastique pour des raisons de poids, de coût ou de fabrication. Cette combinaison de matériaux est judicieuse sur le plan constructif, mais elle pose un problème physique : les matériaux se dilatent différemment en cas de changements de température. Alors que l’acier présente une dilatation thermique modérée, les métaux légers modifient leurs dimensions de manière beaucoup plus significative. Si la température augmente en fonctionnement, un boîtier en aluminium, par exemple, peut se dilater plus fortement que le composant en acier qui y est logé. Si la température baisse, le boîtier se contracte d’autant plus. Pour les ajustements serrés classiques, cela signifie que les forces dans l’assemblage changent. L’ajustement peut se desserrer ou des contraintes excessives peuvent s’accumuler. Les deux peuvent à long terme entraîner des problèmes de fonctionnement, par exemple par des micro-mouvements, une usure accrue ou des dommages aux roulements et au boîtier.
Les bagues de tolérance offrent une solution robuste pour cette situation. Leur structure ondulée caractéristique agit comme une interface élastique entre l’arbre et le moyeu. Lors de l’installation, la bague crée une précontrainte définie entre les composants. En même temps, elle peut se déformer élastiquement et ainsi compenser les changements résultant de dilatations thermiques différentes. Ainsi, l’assemblage reste stable et fonctionnel même en cas de températures fluctuantes. Un exemple typique : les moteurs électriques où des roulements en acier sont montés dans des boîtiers en aluminium. Tandis que le boîtier s’échauffe et se dilate davantage en fonctionnement, la bague de tolérance assure le maintien fiable de l’assemblage.
Matériaux pour des conditions d’utilisation exigeantes
Pour nos bagues de tolérance, nous misons sur des matériaux de haute qualité.
Nous utilisons en standard de l’acier à ressort inoxydable 1.4310 (X10CrNi18-8). Le matériau est traité sous forme de bande écrouie et ne nécessite aucun post-traitement. Grâce à sa haute résistance et à sa bonne résistance à la corrosion, il convient également aux applications où l’humidité ou les influences chimiques jouent un rôle. La température d’utilisation maximale recommandée est de 250 °C, et des températures allant jusqu’à 300 °C sont possibles à court terme.
Pour les applications particulièrement exigeantes, Dr. TRETTER propose également des bagues de tolérance en Hastelloy. Celles-ci peuvent être utilisées à des températures de fonctionnement allant de moins 70 °C à plus 480 °C, ce qui les rend adaptées aux conditions environnementales extrêmes. Nous pouvons généralement livrer même de petites quantités dans un délai de quatre à huit semaines.
Les bagues de tolérance peuvent faire encore plus
Vous cherchez un moyen de réduire le bruit ? Ou l’assemblage doit-il être rapide et facile ? Alors les bagues de tolérance sont des aides optimales. Ces composants polyvalents apportent également une aide précieuse pour la réduction des oscillations/vibrations, la limitation et la transmission des couples, la transmission des forces axiales, la compensation des défauts d’alignement et des décalages d’axe, ou le pontage de grandes tolérances des pièces de raccordement. Ils permettent ainsi des solutions robustes et économiques pour de nombreuses applications industrielles.
