cours-guidage translation (2)
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Le guidage en translation
Le guidage en translation est la solution constructive qui ralise une liaison glissire entre deux pices ou ensembles de pices. Le seul mouvement relatif possible entre les deux pices ou ensembles de pices est une translation rectiligne.
TR
x10
y00
z00
La partie mobile est appele coulisseau et la partie fixe (en gnral lie au bti) est appele glissire (ou guide).
I - EXPRESSION FONCTIONNELLE DU BESOIN
Le guidage en translation doit raliser, en phase dutilisation, deux fonctions dfinies par des critres:
Afin de rpondre la fonctions techniques FT1: assurer un mouvement relatif de translation rectiligne il existe deux principes de solutions:
Ces deux principes sont raliss par une association de 2 liaisons lmentaires.Ce sont des guidages isostatiques:
Ils mettent en uvre, entre les deux ensembles (glissire et coulisseau), les zones de contact strictement ncessaires et suffisantes, qui conservent un seul degr de libert en translation: Tx.
Dans la ralit pour assurer la fonction FT2: Transmettre et supporter les efforts, il est impossible dutiliser des contacts ponctuel ou linique. En effet pour limiter les pressions de contact et donc lusure, il faut prserver des surfaces dappui suffisantes.
Dautre part la fabrication de contacts ponctuels et liniques complique la ralisation du guidage.On remplacera donc les points et les lignes de contact par des plans de superficie rduite.
II - Surfaces et conditions fonctionnelles
Pour analyser un guidage en translation, on recherche dabord les surfaces de contact de la liaison puis les conditions fonctionnelles associes.
II. 1 - Guidage par arbre coulissant
Surfaces fonctionnelles
Positionner radialement
Arrter en rotation
Dfinition des liaisons
Conditions fonctionnelles
Surfaces fonctionnelles
Etude cinmatique
Conditions fonctionnelles
II.2 - Guidage de type prismatique
Surfaces fonctionnelles
Positionner suivant
Positionner suivant
Limiter la course
Dfinition des liaisons
Conditions fonctionnelles
II.3 - Guidage par arbre coulissant, double colonne
Surfaces fonctionnelles
Positionner radialement
Arrter en rotation
Dfinition des liaisons
Conditions fonctionnelles
III - Prcision dun guidage: influence du jeuLa prcision du guidage dpend principalement:
de la valeur du jeu interne du guidage j (jeu radial) de la longueur du guidage LContact direct ou par interposition dlments antifriction
Un jeu minimal est ncessaire au fonctionnement de la liaison glissire.
Ce jeu interne permet au coulisseau des dplacements transversaux et angulaires.
Le jeu radial dpend de lajustement entre le coulisseau et le guide.La dviation angulaire est minimise en augmentant le rapport de guidage L/D. En pratique: .Ajustements usuels: H7g6: jeu faible
H8e7: jeu moyen.
Guidages par interposition dlments roulants
Les jeux (initial et dusure) sont annuls par rglage ou par prcontrainte des lments roulants. Les constructeurs donnent les ajustements et les conditions ncessaires au montage de chaque type dlments roulants.
Systmes de rattrapage de jeuAfin de limiter le jeu dans le guidage, il existe de nombreux systmes de rattrapage de jeu.
IV - Le phnomne darc-boutement
Observation: laction mcanique extrieure excentre par rapport laxe de la glissire tend provoquer le basculement du chariot par rapport au guide.
Dfinition: le phnomne darc-boutement se traduit par une impossibilit de dplacement du coulisseau par rapport la glissire quelle que soit lintensit de laction mcanique. Larc-boutement se produit si la distance ( est suffisamment leve.
Intrt: le phnomne darc-boutement est ici recherch afin dassurer la fonction de blocage des pinces de la cordeuse.
Problme: le phnomne darc-boutement est ici exclure puisquil empche le dplacement du poussoir de linterrupteur de position.
( On vite ce phnomne avec une longueur de guidage L suffisamment leve.Condition de non arc-boutementpour un jeu donn
f: coefficient dadhrence entre les surfaces de contactL: longueur du guidage
(: distance entre la direction de laction mcanique et laxe de la liaison
La tendance larc-boutement entrane un dplacement saccad du coulisseau. Ce phnomne de broutage est appel stick slip.
V Les differents types de guidages
Il existe plusieurs types de guidages ayant des performances spcifiques:
guidages par contact direct guidages avec interposition dlments antifriction guidages avec interposition dlments roulants guidages sans contactV.1 - Guidages par contact direct
Guidages par arbre ou moyeu coulissant
Les guidages par arbre ou moyeu coulissant, sont les solutions constructions qui associent une surface de contact cylindrique et un arrt en rotation autour de laxe de cette surface cylindrique.
Guidages de type prismatique
Les guidages de type prismatique associent des surfaces de contact planes. Ils comportent un dispositif de rglage du jeu et permettant de rattraper lusure. En gnral on utilise des cales en matriau tendre (bronze).
V.2 - Guidages par interposition dlments antifriction
Linterposition dlments antifriction entre les surfaces de liaison permet:
de diminuer le coefficient de frottement
de reporter lusure sur ces lments interchangeables
Types dlments antifrictions:
V.3 - Guidages par interposition dlments roulants
Les guidages par lments roulants constituent une famille de composants standards dont le principe est de remplacer le glissement par du roulement.
Guidages par cages lments roulants
Ils comportent 3 catgories de constituants :
les lments roulants (avec ou sans cage)
les rails de guidage qui portent les chemins de roulement, lis respectivement au coulisseau et la glissire.
les organes darrt ou de protection
Guidages par douilles billes
Ils sont souvent raliss par 4 douilles billes, comme celle prsente ci dessous.
Guidages par patins
Les patins sont des systmes recirculation dlments roulants. Ils sont toujours monts par paire. Exemple: axe Z du portix.
Guidages par systmes complets
Ce sont des systmes recirculation dlments roulants.
Guidages par galetsIls comportent quatres galets. Afin de rgler le jeu de fonctionnement, deux des quatre galets sont monts sur des axes excentriques. Exemple: laxe Z du transgerbeur.
VI CRITERES DE CHOIX DUNE SOLUTION
Le choix dune solution constructive repose sur son aptitude satisfaire le cahier des charges de lapplication, en mettant en jeu le minimum de ressources.
Les principaux indicateurs de qualit sont les suivants:
Prcision du guidage
Vitesse de dplacement maximale
Intensit des actions mcaniques transmissibles
Fiabilit (probabilit de bon fonctionnement)
Maintenabilit (probabilit lie la dure de rparation)
Encombrement
Esthtique
Cot
Caractristiques de chaque famille de solutions
Contact directInterposition dlments antifrictionInterposition dlments roulants
PrcisionMoyenne
Dgradation par usureMoyenneEleve
Performances (vitesses, cadences, rendements) FaiblesModresEleves
Coefficient de frottement dans la liaisonElev: 0,05 0,2 Broutage faible vitesse (stick slip)Moyen / FaibleTrs faible:
0,001 0,005
Efforts de manuvre rduits
Intensit des actions mcaniques supportesFaiblesModresEleves
LubrificationNcessaire (importante)AutolubrifiantAu montage (faible)
Inexistante (galet)
CotFaibleMoyenElev
JeuJeu mini ncessaire au fonctionnementJeu mini ncessaire au fonctionnementFonctionnement sans jeu
Domaines dutilisation industriels
Les guidages par contact direct et par interposition dlments antifriction conviennent lorsque les vitesses de dplacements sont faibles ou modres.
Les guidages par lments roulants sont utiliss dans les domaines suivants:
Machines-outils
Robots
Machines automatises
Matriels mdicaux
Appareils de contrles
Aronautique
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Schmatisation cinmatique normalise de la liaison glissire
Mouvements relatifs
Coulisseau
Glissire
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Guidage en translation
FT1: Assurer un mouvement relatif de translation rectiligne
FT2: Transmettre et supporter les efforts
Fonctions
Efforts transmissibles statiques
Efforts transmissibles dynamiques
Dure de vie
Prcision du guidage
Vitesse de dplacement
Rendement
Critres dapprciation
Blocage du chariot
Pivot glissant et ponctuelle
Appui plan et linaire rectiligne
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Tx
Tx
j
L
EMBED Equation.3
d
D
Guide
Chariot
Arbre cannel
Clavetage libre
Forme cylindrique + obstacle en rotation
Trou oblong
Elments coller
Elment visser
Palier lisse
mont serr
cage
lment
roulant
rails
plaquette
darrt
D1
jeu
L
EMBED Equation.3
Vis de rglage sans tte
Montage maintenu avec 2 glissires aiguilles en v
Montage non maintenu avec 2 glissires aiguilles, une en v et une plate
Rouleaux
Billes
Vis de rglage sans tte
Patin billes
Patin rouleaux croiss
Guidage 6 ranges de billes
Guidage 4 ranges de rouleaux
Exemple de montage
Joint
Cage
Cage
Une range de billes
Joint
Bague extrieure
D2
L
Dviation angulaire
tan j/L
Jeu radial
j = D1 - D2
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
FT2: positionner suivant EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
TxTyTzRxRyRz100100
TxTyTzRxRyRz101111
Schmas cinmatiques des liaisons
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Coupe avec les jeux accentus
Cylindre / Cylindre
Plan / Plan
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
L11
Plan / Plan
Type de surface en contact
EMBED Equation.3
Cylindre / cylindre
Cylindre / plan
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Support
Poinon + goupille
Schma quivalent:
Schma structural:
Guider en translation lensemble poinon + goupille / support
TxTyTzRxRyRz010000
Nom de la liaison
Glissire daxe x
TxTyTzRxRyRz010010
TxTyTzRxRyRz011111
Schmas cinmatiques des liaisons
Nom de la liaison
Pivot glissant daxe y
Nom de la liaison
Ponctuelle de normale x
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
FT1: positionner radialement
FT2: arrter en rotation
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Couple de matriaux
Plastique / acier
Bonne qualit frottante
Matire isolante
Esthtique (couleurs varies)
Ajustement:
8 H8 f7
Ajustement avec jeu
Glissant
8 H8 f7
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
FT2: Positionner et maintenir en position angulairement le coulisseau
Plans L = 5mm
FT1: Positionner radialement le coulisseau
Cylindres = 10 mm et L= 5mm
Couleurs
Fonctions
Gomtrie des surfaces
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Perspective 3:
Tte de commande
Guider en translation le coulisseau / corps
TxTyTzRxRyRz100000
Nom de la liaison
Glissire daxe (Ax)
FT1: positionner radialement le coulisseau
Schma cinmatique
TxTyTzRxRyRz100100
A
Schma cinmatique
A
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Nom de la liaison
Pivot glissant daxe (Ax)
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Degr de libert supprim
FT2: positionner et maintenir en position angulairement le coulisseau
Rx
Couple de matriaux
Ajustements et jeu
10 H8 f7: jmini = 13(m et jMaxi = 50(m , ajustement glissant
2,8 H11 c11: jmini = 60(m et jMaxi = 180(m , ajustement avec jeu lev
Palier
2,8 c11
10 H8
Coussinet
Bronze fritt autolubrifi
Couleur jaune dor
Poussoir
Acier trait
Couleur grise
Intrt
Faible coefficient de frottement pour ce couple de matriaux
10 H8 f7
2,8 H11 c11
Coulisseau
10 f7
2,8 H11
d7
D2
j
FT1: positionner suivant EMBED Equation.3
Schmas cinmatiques des liaisons
TxTyTzRxRyRz110101
TxTyTzRxRyRz101010
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Nom de la liaison
Linique rectiligne x
Nom de la liaison
Appui plan de normale y
Guider en translation le chariot / guide
TxTyTzRxRyRz100000
Schma structural:
Schma quivalent:
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Nom de la liaison
Glissire daxe x
30 H9 f7
11 H9 f7
Cylindre / cylindre 12
Cylindre / cylindre 20
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Nom de la liaison
Ponctuelle de normale y
Nom de la liaison
Pivot glissant daxe x
Guider en translation le porte rouleaux / bloc de guidage
TxTyTzRxRyRz100000
Schma structural
Schma quivalent:
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Nom de la liaison
Glissire daxe x
FT2: arrter en rotation
FT1: positionner radialement
L2
Blocage du coulisseau
Dplacement du coulisseau
Guide
Coulisseau
30
30
EMBED Equation.3
Vue en coupe de la liaison chariot / guide
Jeu grossi
Exemple1: guidage poinon / support de la perforatrice
Exemple 2: guidage coulisseau / corps de linterrupteur de position
Gomtrie des surfaces
Poinon
Support
Exemple: Guidage des pinces de la cordeuse
Gomtrie des surfaces
Gomtrie des surfaces
Exemple: Guidage du porte rouleaux de ltiqueteuse
Porte rouleaux
Bloc de guidage
20 H7g6
12 H7g6
Bloc de guidage
Porte rouleaux
Vue en coupe du guidage
e
e
Chariot
Guide
Vue en coupe du guidage du chariot
Cas des pinces de la cordeuse
Cas de linterrupteur de position pinces de la cordeuse
Chariot
Guide
e: entraxe
Vis de rglage
Exemple vu:
Poinon / suppport de la perforatrice
Les matriaux utiliss :
acier recouvert de PTFE
bronze fritt autolubrifiant
polyamide
Nylon
Exemple vu:
Chariot / guide des pinces de la cordeuse
Exemples vus:
Coulisseau / corps de linterrupteur de position
Porte rouleaux / bloc de guidage de ltiqueteuse
Exemple de
systme de rglage
Guidage en queue daronde
Guidage plan + V
Vis de rglage
Vis dassemblage
EMBED Equation.3
Perspectives 2: Coulisseau seul
Perspectives 1: Corps vu de dessous
Vis de rglage
Rglage par
systme
excentrique
Exemple vu: axe Z du transgerbeur
Rglage par cale pente
Vis de rglage
Rglages par cales section constante
Franoise LAGUIONIE & Frdric VOILLOT1/11
_1079251560.unknown
_1079177271.unknown
_1079200536.unknown
_1079251549.unknown
_1079177359.unknown
_1079177362.unknown
_1079177273.unknown
_1075922931.unknown
_1075927699.unknown
_1075928644.unknown
_1075903264.unknown
_1075903387.unknown