Montage et ajustement d'arbres, de roulements et de coussinets ESA-OFPPT-PDF
Montage et ajustement d'arbres, de roulements et de coussinets
Le montage et l'ajustement des éléments mécaniques jouent un rôle important dans le bon fonctionnement d'une machine. Un mauvais montage d'un arbre ou d'un roulement peut provoquer des vibrations, un échauffement anormal, une usure prématurée et, dans certains cas, la détérioration de l'équipement.
Cette page regroupe plusieurs cours consacrés au montage des arbres, des roulements et des coussinets ainsi qu'aux principales notions d'ajustement mécanique.
Arbres mécaniques
Un arbre est un élément mécanique généralement utilisé pour transmettre un mouvement de rotation et un couple.
Il peut recevoir différents composants tels que :
- des roulements ;
- des poulies ;
- des engrenages ;
- des accouplements ;
- des pignons.
L'état de l'arbre doit être contrôlé lors des opérations de maintenance. Il faut notamment vérifier les portées de roulements, l'état de surface et l'absence de déformation.
Contrôle d'un arbre
Le contrôle du faux-rond d'un arbre peut être réalisé à l'aide d'un comparateur.
L'arbre est mis en rotation lentement pendant que la touche du comparateur reste en contact avec la surface à contrôler. La variation indiquée permet de détecter un défaut de géométrie ou une déformation.
Il faut comparer la valeur mesurée aux tolérances prévues par le constructeur ou le dessin mécanique de la pièce.
Roulements
Les roulements permettent de guider un arbre en rotation tout en réduisant les frottements.
On rencontre différents types de roulements, notamment :
- les roulements rigides à billes ;
- les roulements à rouleaux cylindriques ;
- les roulements à rouleaux coniques ;
- les roulements à rotule.
Le choix dépend notamment de la charge, de la vitesse de rotation et du type d'effort supporté.
Montage des roulements
Lors du montage, l'effort doit être appliqué sur la bague qui présente le serrage.
Lorsqu'un roulement est monté serré sur l'arbre, l'effort de montage doit donc être appliqué sur la bague intérieure.
Il faut éviter de transmettre inutilement l'effort de montage à travers les éléments roulants, car cela peut endommager le roulement.
Les surfaces de montage doivent également être propres et en bon état.
Ajustements
Un ajustement correspond à la relation dimensionnelle entre deux pièces destinées à être assemblées, par exemple un arbre et un alésage.
Selon les dimensions et les tolérances, on peut obtenir :
- un ajustement avec jeu ;
- un ajustement de transition ;
- un ajustement avec serrage.
Le choix de l'ajustement dépend de la fonction de l'assemblage.
Par exemple, une pièce devant coulisser ou tourner librement nécessite généralement du jeu, alors qu'une pièce devant rester solidaire de l'arbre peut nécessiter un serrage.
Jeu et serrage
Pour un assemblage arbre-alésage, le jeu peut être déterminé à partir de la différence entre les dimensions des deux pièces.
Lorsque le diamètre de l'alésage est supérieur au diamètre de l'arbre, l'assemblage présente un jeu.
À l'inverse, lorsque l'arbre est plus grand que l'alésage avant montage, l'assemblage présente un serrage.
L'étude complète d'un ajustement nécessite de tenir compte des dimensions limites et des tolérances indiquées sur le dessin.
Coussinets
Les coussinets assurent également le guidage en rotation d'un arbre, mais leur fonctionnement repose sur le glissement entre les surfaces.
Ils peuvent être utilisés dans certaines applications où une construction simple, un fonctionnement particulier ou des conditions de charge spécifiques sont recherchés.
Une lubrification adaptée est importante pour limiter le frottement et l'usure.