SELECTION DES INDEXEURS |
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| Avec un mouvement d'indexage (mouvement intermittent) à l'inverse des mouvements à vitesse constante, les pièces en mouvement doivent être accélérées depuis l'état de repos jusqu'à une vitesse maximum puis décélérées jusqu'à l'état de repos. Ceci à raison d'une fois par période d'indexage. Pour accélérer les masses, un couple est exercé par le mécanisme pour vaincre les forces d'inertie exercées par la charge. Ce couple est une fonction de la vitesse d'indexage, de la loi de mouvement de la came, des valeurs et de la répartition des masses de la charge. Le couple dynamique total appliqué à l'indexeur est déterminé à partir des éléments suivants : |
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| COUPLE D'INERTIE (Mi) C'est le produit du moment d'inertie des pièces indexées (ramené à l'arbre de sortie de l'indexeur) et de la valeur nominale de pointe de l'accélération angulaire. L'inertie interne de toutes les pièces indexées de l'indexeur lui-même, est indiquée pour chaque type dans les tableaux de capacité. L'inertie de chaque élément de la charge doit être ramenée à l'axe de rotation indexeur (son arbre de sortie ). L'accélération nominale de pointe dépend du temps d'indexage et des caractéristiques de la loi de mouvement. Le couple d'inertie (Mi) est le produit de l'inertie et de l'accélération. |
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| COUPLE DE FRICTION (Mf) Il est pratiquement indépendant de la vitesse d'indexage. Il est fonction des masses des pièces indexées, du rayon d'application des points de contact et du coefficient de frottement des surfaces de contact |
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| COUPLE DE TRAVAIL (Mw) Présent dans certaines applications, c'est le couple appliqué au mécanisme par une force extérieure durant la période d'indexage (ex: force d'un ressort, charges non équilibrées, effort de coupe, etc...). En général Mw regroupe les couples de toutes natures autres que Mi et Mf appliqués à l'arbre de sortie. |
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| CHARGE DYNAMIQUE (Mt) C'est la somme des couples ci-dessus dans laquelle le couple d'inertie (Mi) est affecté par un paramètre tenant compte des effets d'élasticité torsionnelle. Le coefficient torsionnel (Ct) utilisé dans cette équation est obtenu par lecture du tableau. Pour une première approche; considérer Ct = 1,4. |
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| CAPACITÉ DYNAMIQUE A LA FATIGUE (Md) La capacité dynamique à la fatigue (Md) du mécanisme choisi (pour les conditions de vitesse et durée de vie définies), ainsi que le couple limite (Ml) doivent tous deux être supérieurs à Mt. |
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| COUPLE D'ENTREE (arbre de la came) C'est le couple nominal de pointe devant être appliqué sur l'arbre d'entrée pour générer le couple requis de sortie imposé par la charge dynamique. Il dépend de la valeur de la charge, de sa nature, et des caractéristiques de la loi de mouvement. Le pourcentage d'inertie de la charge (Q) doit être déterminé pour en déduire le coefficient de courbure (Cc). Le couple d'entrée (Mc) est ensuite déterminé en fonction du type de came de l'indexeur, du couple de frottement interne et du coefficient Cc |
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| PUISSANCE La puissance requise pour entraîner le mécanisme dépend de la vitesse, de la valeur et nature de la charge, de l'inertie de la motorisation et de la transmission d'entrée (effet de volant d'inertie). Dans la plupart des cas, il est cependant suffisant d'installer un moteur dont la puissance nominale est d'environ la moitié de la puissance de pointe requise sur l'arbre d'entrée de l'indexeur. Le couple de calage du moteur, ramené à l'arbre d'entrée de l'indexeur doit cependant être supérieur à la valeur du couple d'entrée (Mc) de l'indexeur. Le moteur doit de plus avoir une inertie suffisante afin d'éviter une fluctuation excessive de la vitesse durant la période d'indexage. Si l'inertie de la transmission d'entrée est importante (utilisation d'un volant d'inertie), la puissance du moteur peut être réduite à la valeur Paviadeq, à condition que le couple de démarrage du moteur soit suffisant pour mettre le système en vitesse sans risque de surcharge. Quelle que soit la taille du moteur utilisé, les éléments de la transmission d'entrée devront être conçus pour transmettre la totalité de la puissance de pointe à l'entrée de l'indexeur sans torsion ou flexion excessive. |
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| VOLANT D'INERTIE A L'ENTREE Il est parfois nécessaire d'utiliser un volant monté directement sur l'arbre d'entrée ou sur une transmission intermédiaire sans jeu, afin de prévenir tout risque de surentraînement. L'inertie totale de la transmission d'entrée, y compris celle du volant (ramenée à l'arbre d'entrée), devra avoir la valeur minimale (Icmin) afin de limiter la fluctuation de vitesse à 12 %. |
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| ARRET/DEMARRAGE DE L'ARBRE D'ENTREE Autant que possible, cette opération doit avoir lieu dans la période d'arrêt de la came. Si on utilise un embrayage et / ou un frein, ils doivent être sans jeu et ne pas permettre le surentraînement (les parties réceptrices ne doivent pas pouvoir tourner plus vite que les motrices). Si l'arrêt et / ou le démarrage dans la période de transfert de la came sont inévitables, les couples d'accélération et de décélération doivent être inférieurs aux valeurs déterminées pour Mc. |
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| TRANSMISSIONS INTERMÉDIAIRES Une transmission intermédiaire de sortie peut permettre une implantation mieux appropriée de l'indexeur dans la machine, ou d'utiliser un indexeur ayant un nombre de stops plus favorable. Par exemple, un indexeur à 6 stops entraînera un plateau à 40 stops par l'intermédiaire d'un train d'engrenages rapport 6/40. Lors de l'utilisation d'une transmission intermédiaire d'entrée ou de sortie, tenir compte de son rapport dans le calcul du couple et des moments d'inertie, Pour une puissance donnée, le couple varie de manière inversement proportionnelle à la vitesse. Pour une quantité d'énergie cinétique donnée, l'inertie varie de manière inversement proportionnelle au carré de la vitesse. Les couples et l'inertie dans la transmission d'entrée devront de la même manière être considérés à leurs valeurs ramenées à l'arbre d'entrée de l'indexeur . |
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| M OUVEMENTS LINEAIRES Les indexeurs génèrent essentiellement des mouvements rotatifs. Mais ils peuvent engendrer des mouvements linéaires à partir de systèmes appropriés. Exemple: le pignon moteur d'un convoyeur à chaîne peut être entraîné par un indexeur. Dans ce cas, les pièces en rotation sont traitées en tenant compte des rapports de transmission si nécessaire. Les pièces en mouvement linéaire sont traitées en calculant leur moment d'inertie équivalent ramenée à l'arbre de sortie de l'indexeur. Ne pas oublier les couples de frottement des paliers des arbres du convoyeur (qui dépendent de la tension de chaîne) et du frottement des chaînes et pièces sur leurs guides. Il est cependant possible d'estimer ces valeurs dans la plupart des cas. Pour répondre à une application, un indexeur doit avoir les valeurs adéquates de capacité dynamique à la fatigue, couple limite, capacité statique et rigidité. Le choix du type est souvent dicté par des raisons d'implantation ou de convenance. Pour déterminer la valeur de la capacité dynamique à la fatigue d'un indexeur, deux critères de défaillance sont pris en considération : la valeur d'usure de la surface du galet ou de la rampe de came et la valeur d'usure des aiguilles des galets. Pour déterminer la valeur du couple limite, les critères de défaillance sont déterminés par la résistance d'éléments tels que arbres, queue des galets, etc. |
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| CAPACITÉ DYNAMIQUE A LA FATIGUE Le nombre de cycles de contrainte admissible par un mécanisme diminue quand la charge augmente et vice versa. Plus la fréquence d'indexage est élevée, plus le nombre de cycles de contrainte dans un temps donné est important et donc plus la charge admissible sera faible. Les valeurs du catalogue sont données pour une durée de vie de 8000 heures suivant estimation B 10 à 50 indexages par minute. Dans la terminologie du roulement à billes, B 10 signifie que la probabilité de défaillance dans un temps donné et pour des conditions de charge et de vitesse données est de 10 %. La capacité dynamique à la fatigue Md d'un indexeur pour des conditions de vie et de fréquence d'indexage demandées sera déterminée à partir de la valeur Mr B 10 des tableaux affectée d'un facteur de fréquence d'indexage Cs et d'un facteur de vie Cl. En général, les efforts supportés par l'indexeur ne sont pas uniformes tout au long de la période d'indexage. Ces efforts engendrent des contraintes internes qui se décomposent de manières différentes et dans de fortes proportions en fonction de la quantité de force d'inertie contenue dans l'effort. La décomposition des contraintes variant en fonction de la nature de la charge, la capacité de couple nominal de l'indexeur s'en trouve affectée de telle manière qu'une simple fonction correctrice ne permet pas de déterminer avec précision la valeur réelle de capacité pour chaque cas considéré. Les capacités mentionnées dans nos tableaux sont sûres pour la plupart des applications, mais pour des charges comportant une faible proportion de force d'inertie (faible vitesse, frottements importants), il peut être nécessaire dans certains cas de diminuer la capacité de l'indexeur. A faible vitesse, le couple limite devient le critère de sélection. A grande vitesse, l'inertie interne de l'indexeur devient significative. La durée de vie d'un indexeur est le nombre total de cycles complets d'indexage enduré par le mécanisme avant que ses performances ne soient sérieusement affectées par de l'usure ou la défaillance d'un de ses composants. |
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| RIGIDITE Tous mécanismes, toutes transmissions possèdent une certaine élasticité torsionnelle permettant l'apparition de vibrations quand des masses sont accélérées puis décélérées. Ces vibrations ( "accélérations parasites") font augmenter dans des proportions significatives la valeur du couple d'inertie de pointe. Ceci tout particulièrement si le rapport des périodes (n), représentant le nombre de cycles de vibration pendant une période d'indexage, est inférieure à environ 10. La fréquence naturelle de vibration d'un système (f) diminue quand l'élasticité et la masse augmentent. Le temps d'indexage (t) diminue quand la vitesse augmente. Par conséquent, les effets vibratoires sont minimisés par une bonne rigidité, particulièrement à grande vitesse. Le facteur torsionnel (Ct) tient compte de cet effet. C'est une fonction de la rigidité (R) du couple d'inertie (Mi) et du nombre de stops (S). L'indexeur est monté en série avec les composants de la transmission, sa rigidité sera donc la plus significative si la rigidité de la transmission est comparativement importante. Inversement, si la rigidité de la transmission est comparativement faible, celle de l'indexeur peut être ignorée. L'élasticité d'une mauvaise transmission peut conduire à un coefficient torsionnel inacceptable quelle que soit la taille de l'indexeur utilise. Cependant, si le coefficient est trop grand, même avec une bonne transmission, choisir un indexeur plus gros (plus rigide). Contacter nos ingénieurs pour vous conseiller sur la conception de vos transmissions. |
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| SURENTRAINEMENT Le mécanisme est parfaitement réversible dans sa zone de transfert et possède un très bon rendement. L'arbre d'entrée sera donc soumis à un couple alternatif en raison du transfert de l'énergie cinétique vers la charge et vice versa, ce qui tend à faire fluctuer la vitesse d'entrée. S'il existe un jeu excessif et / ou une élasticité importante dans la transmission d'entrée, il y aura dans la zone de décélération accroissement de la vitesse de la came provoquant une décélération excessive des masses. Dans les cas extrêmes, il y aura à coup de vitesse et choc provoquant la détérioration prématurée du mécanisme. Tous accouplements, embrayages, pignons, etc... DOIVENT ETRE TORSIONNELLEMENT RIGIDES ET SANS JEU. |
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CYCLES AVEC ARRET MOTEUR Dans ce mode de fonctionnement, la détermination de l'angle d'indexage est d'un importance capitale. |
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