Bien choisir un accouplement mécanique

Il existe quatre grandes catégories d’accouplements :

• Accouplement flexible
• Accouplement rigide en torsion
• Accouplement rigide
• Accouplement hydrodynamique

Accouplements de la marque Lovejoy

Il existe de nombreux dispositifs d’accouplement disponibles sur le marché. Dans certains cas, vous pourrez déterminer facilement quel modèle choisir. Par exemple, s’il n’y a pas de désalignement significatif, un accouplement rigide sera le choix le moins coûteux et le plus fiable. Si l’amortissement des torsions est le premier facteur à prendre en compte, alors un accouplement à mâchoires sera le meilleur choix.

Voici les utilisations les plus communes d’un accouplement :

• Pour entraîner en rotation un élément récepteur à partir d’un élément moteur
• Pour réaliser un raccordement rapide entre deux éléments d’un système (par exemple entre un moteur et une pompe) et pouvoir effectuer facilement des travaux d’entretien sur ces éléments
• Pour pallier un désalignement axial, radial ou angulaire
• Pour ajouter plus de flexibilité dans un système
• Pour amortir les vibrations
• Pour ajouter une protection contre les pics de couple

Le choix de l’accouplement est fonction des critères suivants :

• La nature des défauts d’alignement des deux arbres (radial, angulaire et axial)
• Le couple maximal à transmettre (en général, le fabricant indique le couple maximum)
• Les caractéristiques du moteur et du récepteur et des conditions de fonctionnement (fréquence de démarrages, chocs et vibrations, température de service, etc.)
• La vitesse de rotation maximale
• L’encombrement
• La taille des diamètres des arbres d’entrée et de sortie
• Le rapport coût/performance

La durée de vie de l’accouplement par rapport au coût de remplacement est un critère de choix important. Dans certaines situations, lorsque les temps d’arrêt de l’appareil sont particulièrement coûteux ou lorsque la conception de l’assemblage permet difficilement l’entretien de l’accouplement, on sélectionnera un accouplement qui est moins susceptible de nécessiter un remplacement ou un service d’entretien.

D’autres critères peuvent entrer en compte dans le choix de l’accouplement, comme la performance du système par rapport à son coût. Par exemple, dans certaines situations, la valeur ou la fragilité des composantes menées et menantes obligera le concepteur à choisir un accouplement plus cher qui exerce des forces réactives plus petites.

Accouplement à pneu de la marque Flender

Un accouplement flexible ou élastique comprend à la fois des pièces rigides et d’autres totalement élastiques. Ces accouplements sont moins conçus pour corriger les défauts d’alignement que pour amortir les variations de couple (amortissement des chocs et vibrations dans la transmission, lorsque le couple est pulsatoire par exemple).

Parmi les accouplements flexibles on trouve des accouplements à liaison élastomère, des accouplements à mâchoires, des accouplements à pneu, des accouplements à ruban, etc.

Les accouplements flexibles sont utilisés dans les applications suivantes : les convoyeurs, les mixeurs, les pompes, etc.

Le choix d’un couple flexible dépend de différents facteurs comme l’espace de montage disponible, la durée de vie prévue et les capacités de transmission. La température d’opération est un paramètre important pour le choix d’un accouplement (une plage de températures fournie par le fabricant).

Étant donné les défauts de positionnement inhérents à tout montage mécanique, les axes correspondant aux arbres à unir présentent des désalignements qui compliquent la transmission du mouvement. Ces désalignements peuvent être axiaux, radiaux ou angulaires.
Les désalignements entraînent également une fatigue ou une usure de l’accouplement. Par conséquent, pour le choix de l’accouplement, vous devrez tenir compte de la vitesse de rotation, des désalignements maximum admissibles et du couple. Ces informations sont fournies par chaque fabricant.

Pour les entraînements de forte puissance, vous devrez vérifier que le couple à transmettre est inférieur au couple maximum indiqué dans les caractéristiques fournies par le fabricant, en prenant une marge proportionnelle au désalignement prévisible. La vitesse de rotation des accouplements flexibles est limitée. Ainsi, les modèles d’accouplements flexibles ne sont pas adaptés pour des axes à grande vitesse, en particulier s’il existe des désalignements importants.

Concernant les chocs et les vibrations, cet accouplement peut générer des vibrations s’il prend du jeu avec l’usure. Les fixations par bride présentent l’avantage de ne produire aucune marque sur les axes, en résistant ainsi mieux aux inversions brusques et aux vibrations.

Accouplement rigide en torsion de la marque Miki Pulley

Les accouplements rigides en torsion permettent de compenser les défauts d’alignement et de transmettre des couples élevés.

Par exemple, on trouve des joints d’Oldham, des accouplements à disques, des accouplements à membranes, des accouplements à chaînes, des accouplements à engrenages (dentures) et des accouplements à soufflet. Le transfert de couple s’effectue ici en mode rigide, avec un montage soudé. Il faut prêter attention aux variations de couple car étant donné que l’accouplement est rigide dans l’axe, il n’absorbera pas ces variations. La rigidité de torsion peut être exprimée par différentes unités, mais la plus courante est le Nm/rad. Souvent décrite comme raideur angulaire, la rigidité de torsion est importante dans un système de positionnement et décrit la résistance d’un accouplement à la flexion de torsion.

Accouplement rigide de la marque OEP Couplings

Les accouplements rigides sont, comme leur nom l’indique, des accouplements (ou joints) rigides permanents de liaison entre deux axes ou axe / moyeu. Ils ne permettent pas de désalignement, contrairement aux accouplements flexibles.

Un accouplement rigide est appelé aussi « joint de transmission rigide ». Ces accouplements n’induisent pas d’erreurs cinématiques dans la transmission. Ayant une très faible absorption de désalignements, ces accouplements sont idéaux pour les transmissions requérant des couples élevés et où il n’y a pas de désalignements entre les axes. Ils sont appropriés pour les systèmes à rotation lente.

Les accouplements rigides possèdent un montage précis entre les deux axes, avec une facilité de montage, démontage et ajustement. Ils ne peuvent presque pas accommoder de désalignement. Si un désalignement se produit, dû à un défaut de positionnement du montage ou à une dilatation thermique pendant le fonctionnement, l’utilisation d’accouplements rigides peut entraîner d’importantes forces réactives sur les paliers. Toutefois, si ces désalignements sont très faibles et que les paliers sont robustes, les accouplements rigides seront le meilleur choix à la fois pour leur faible coût et leur durabilité.

Accouplement hydrodynamique de la marque Flender

Dans un accouplement hydrodynamique, la transmission du couple se fait par le liquide en rotation entraîné par des pales radiales.

L’accouplement hydrodynamique est seulement constitué de quelques composants. Par sa construction compacte, il est extrêmement résistant aux influences environnementales externes. Cet accouplement trouve son domaine d’application dans les environnements difficiles où de grandes masses doivent être accélérées en douceur (bandes transporteuses, moulins, concasseurs, broyeurs, agitateurs, automobile).

Par sa structure et ses caractéristiques, l’accouplement hydrodynamique offre les avantages suivants :

• Démarrage progressif des machines
• Fonctionnement moteur à vide (débrayage à vitesse nulle), accélération de grandes masses sans surdimensionnement du moteur
• Protection du réseau électrique
• Protection des composants de l’installation
• Protection de la chaîne cinématique
• Transfert de puissance sans usure
• Vibrations amorties dans la chaîne cinématique
• Robustesse face aux influences environnementales externes

Son inconvénient est son poids : un coupleur hydrodynamique peut être plus lourd qu’un coupleur mécanique classique.