Accouplement rigide et à bride : 19 faits importants

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Accouplements:

Définition du couplage:

Un accouplement est un dispositif de connexion qui relie deux arbres rotatifs.
Un accouplement est utilisé pour la transmission de puissance et la transmission de couple.
Connecté aux extrémités des arbres, il existe une possibilité de défaillance ou de glissement en fonction de la limite de couple des arbres.

accouplement rigide
Crédit d'image: Occupational Safety and Health Administration, qui fait partie du département américain du Travail, couplage rotatif, marqué comme domaine public, plus de détails sur Wikimedia Commons.

Applications :

⦁ Le but de l'accouplement est de transmettre la puissance et le couple.

⦁ Le transport des arbres devient plus facile en démontant et en assemblant les arbres à l'aide d'un accouplement.

⦁ Connectez la partie motrice à l'élément entraîné.

⦁ Pour réduire les chocs de transmission.

⦁ Protège le système.

Certains arbres sont fabriqués séparément et peuvent encore être assemblés à l'aide d'un accouplement:

Moteur et générateur

Moteur électrique

Pompe centrifuge

Types d'accouplements | Types d'accouplements rigides

⦁ Serré ou rigide de compression

⦁ Accouplement rigide

⦁ Accouplement de poutre

⦁ Accouplement à soufflet

⦁ Accouplement à goupille coussinée

⦁ Accouplement à bride à broche

⦁ Basé sur Vitesse constante: Joint Rzeppa, joint Double Cardan et accouplement Thompson.

⦁ Collier de serrage ou manchon fendu

⦁ Accouplement à membrane

⦁ Accouplement à disque

⦁ Couplage Donut

⦁ Accouplement élastomère:

Souple,

⦁ Accouplement Geislinger,

⦁ Couplage au réseau,

⦁ Couplage hydrodynamique (couplage hydraulique),

⦁ Accouplement à mâchoires,

⦁ Couplage magnétique,

⦁ Accouplement Schmidt-Oldham

⦁ Manchon, boîte ou manchon d'accouplement

⦁ Verrouillage de l'arbre conique

⦁ Accouplement à double ressort

Deux types principaux:
I) Accouplement rigide ii) Accouplement flexible

I) Accouplements rigides:

  • Accouplements à manchon
  • Manchon avec goupilles coniques
  • Accouplement à pince
  • Type de compression d'anneau
  • Accouplement à bride

II)Souple Couplage:

  • Accouplement élastomère
  • Accouplement mécaniquement flexible
  • Accouplement à membrane métallique

Définition des accouplements rigides:

Un accouplement rigide est un dispositif d'accouplement utilisé pour connecter des arbres parfaitement alignés, ou il n'y a pas de désalignement des arbres dans toutes les directions.

Ces types de couplages sont principalement utilisés dans les actions verticales dans le système.
Les accouplements rigides transmettent un mouvement de rotation ainsi qu'un mouvement axial aux deux arbres connectés tournant à un certain régime.
Les accouplements rigides transmettent la puissance et le couple entre les arbres et entre les deux systèmes uniquement si les arbres sont correctement alignés.
Exemple : Pompe verticale.Exemple : moteur électrique.

Un accouplement rigide est connecté de l'arbre de l'équipement à l'arbre du moteur.

Les arbres d'accouplement transmettent la poussée axiale.

Configurations:
Configuration de scission: scission le long de la ligne centrale.
Configuration à brides: Les deux accouplements et les brides sont boulonnés ensemble.
Les accouplements rigides à brides utilisent des plaques de réglage qui sont utilisées pour régler la position verticale appropriée.
.

Types d'accouplements rigides:


Le couplage rigide de type à bride
Le coupleur rigide de type pince
Le couplage rigide de type manchon

Accouplement rigide à bride:

L'accouplement à bride est le dispositif utilisé pour se connecter aux arbres si les deux arbres de la machine sont correctement alignés l'un par rapport à l'autre. L'accouplement à bride est utilisé là où un accès libre est disponible pour les deux arbres.

Il s'agit principalement d'un accouplement utilisé, et les brides d'accouplement et les arbres sont boulonnés ensemble.

Avantages de l'accouplement à bride:

L'accouplement à bride est moins cher que l'autre type.
Moins d'espace est requis pour l'installation.
Interchangeable.

Matériaux utilisés :

Les accouplements à bride sont construits à l'aide de divers matériaux, y compris la fonte grise, la fonte malléable, les aciers au carbone et les aciers au carbone de séries allant de 1035 à 1050.

Les accouplements rigides peuvent être fabriqués à partir de la plupart des matériaux métalliques.
Cela permet aux accouplements rigides d'être utilisés dans de nombreuses applications et dans des conditions variables.
Il peut transmettre plus de puissance.

MATÉRIEL ET SES PROPRIÉTÉS:

Le processus de fabrication utilisé pour fabriquer un accouplement à bride est le processus de coulée, car il contient un évidement et une projection.
L'accouplement à bride est généralement fabriqué à partir de fonte grise, celles qui sont caractérisées par une microstructure en graphite, faisant apparaître une fracture du matériau en gris.

La fonte est le matériau le plus couramment utilisé en raison de ses propriétés de moulage ayant une résistance à la traction inférieure à la résistance à la compression.
Les alliages de fer contiennent respectivement du carbone et du silicium 2.5-4% et 1.3%.

La fonte subit moins de retrait de solidification.

Le silicium est résistant à la corrosion, et dans le processus de coulée, il conduit à une augmentation de la fluidité et offre une bonne soudabilité.

Avantages de l'accouplement rigide:

⦁ Les accouplements rigides peuvent être utilisés dans les systèmes de mouvement complexes.

⦁ L'accouplement rigide fournit plus de couple entre les arbres.

⦁ Il est également utile pour un meilleur positionnement car il a une rigidité de torsion élevée.

⦁ Disponibilité facile.

⦁ Rentable.

⦁ Il a une précision sans jeu.

⦁ Des accouplements rigides sont utilisés pour un alignement correct et une connexion rigide.

⦁ Facile à assembler et à démonter.

⦁ Facile pour les opérations de maintenance

Spécifications : Accouplements à bride rigide

⦁ Les accouplements rigides sont rigides et n'absorbent pas les vibrations, ce qui peut entraîner un remplacement de l'accouplement en raison de l'usure des pièces qui ne sont pas correctement alignées.
⦁ Il nécessite un contrôle de routine pour vérifier l'usure et l'alignement.
⦁ Lubrifiez régulièrement.

Différence entre les accouplements rigides et flexibles:

L'accouplement rigide est le dispositif d'accouplement utilisé pour connecter les arbres, et la connexion entre les arbres est la connexion rigide où les deux arbres sont étroitement liés, tandis que, dans le cas d'un accouplement flexible, la connexion entre les deux arbres est la connexion flexible.

L'accouplement flexible fournit la connexion entre les composants d'arbre, qui assemblent l'accouplement fixe avec une certaine quantité de connexion desserrée. Cela donne un certain désalignement entre les arbres.

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Crédit image:Arne Hückelheim, PneuEmbrayage, CC BY-SA 3.0

L'accouplement rigide permet une transmission fluide du couple entre les arbres et les composants, tandis que dans l'accouplement flexible, seul l'accouplement flexible de type métallique a une grande capacité que les autres accouplements flexibles, et il y a la possibilité d'une certaine perte de couple pendant le fonctionnement.

Adaptateur d'accouplement à bride:

Un adaptateur d'accouplement à bride relie l'extrémité du tuyau en fonte ductile au tuyau à bride, à la vanne ou au raccord.

Procédure de conception pour l'accouplement à bride:

Montage de l'accouplement de manchon:

Un cylindre creux est fixé aux extrémités des deux arbres à l'aide de la clé coulée. Le cylindre creux s'appelle le manchon.
Le couple et la puissance sont transmis par des arbres à l'aide de ces cylindres creux.

Tout d'abord, il est transmis du premier arbre au manchon; De la pochette, il est transmis à la clé.
Puis à partir de la clé, il est à nouveau transmis au cylindre creux (manchon).

Il est facile à fabriquer et à concevoir et difficile à assembler et à démonter.
Le matériau utilisé: fonte
Le facteur de sécurité = 6-8 (sur la résistance ultime)
Il est nécessaire d'avoir plus d'espace axial et moins de dimensions d'espace radial.

Normes de manchon:

Diamètre extérieur de la manche. D = 2d + 13
Longueur de la manche, L = 3.5d
d = diamètre de l'arbre.

Conception des arbres:

La conception de l'arbre est basée sur la contrainte de cisaillement de torsion.

Pour la transmission de couple,
la contrainte de cisaillement T est donnée par,
\tau =\frac{Tr}{J}<=[\tau ]

Où,
T = couple agissant sur les arbres,
J = moment d'inertie polaire de l'arbre,
r = d / 2

La contrainte de cisaillement admissible = [τ] détermine les dimensions de l'arbre.

Conception des manches:

D = 2d + 13 L = 3.5d,

Prenons un arbre creux,
La torsion contrainte de cisaillement dans la manche est calculé,

\tau =\frac{Tr}{J}<=[\tau ]

Conception de la clé:

Coupe de la clavette sélectionnée correspondant au diamètre de l'arbre et aux dimensions de la clavette.
coupes transversales des touches: carrées et rectangulaires
Longueur de la clavette dans chaque arbre,

Contraintes de cisaillement et d'écrasement,


contrainte de cisaillement,\tau =\frac{P}{wl}<=[\tau ]
\sigma broyage=\frac{P}{lh/2}<=[\sigma c]
où,
w = Largeur de la clé.
h = hauteur de la clé.

Accouplement à pince:

Le couplage à pince est un couplage à compression ou également appelé couplage à manchon divisé.
L'accouplement fendu est un accouplement dont les manchons sont divisés en deux moitiés le long du plan passant par l'axe de l'arbre.

Ces manchons fendus sont fixés à l'aide de boulons et placés dans les évidements.
L'assemblage et le démontage sont faciles pour l'accouplement à pince.
L'équilibrage des accouplements à pince est difficile pour les vitesses élevées et les charges de choc.

Conception des boulons:

La conception des boulons est basée sur la transmission du couple.

Soit [σt] = contrainte de traction admissible,

dc = diamètres des boulons,
n = nombre de boulons

Force de serrage de chaque boulon,

la force de serrage est appliquée de manière égale sur chaque arbre.

Pb=\frac{\pi }{4}dc^{2}[\sigma t]

N=\frac{\pi }{4}dc^{2}[\sigma t]*\frac{n}{2}

Couple de frottement,
Tf=\mu Nd

Accouplement à bride:

L'accouplement à bride est le dispositif d'accouplement composé de deux brides qui sont clavetées sur les arbres. Les brides sont assemblées à l'aide des boulons sur un cercle concentrique à l'arbre.

La transmission de puissance se fait de l'arbre d'entraînement à la bride sur l'arbre d'entraînement à l'aide de la clavette et de la bride sur l'arbre d'entraînement à la bride sur l'arbre mené en utilisant à nouveau la clavette.

Pour un alignement correct, la projection et l'évidement sont utilisés avec les brides
Moyeu intérieur, brides et brides circonférentielles de protection - Brides de type protégé
Proportions dimensionnelles de la conception de l'accouplement à bride:

Accouplement à bride:
Le diamètre extérieur du moyeu, D = 2
Diamètre des boulons, D1 = 3 d
Diamètre de la bride, D2 = 4 d
Longueur du moyeu L = 1.5 d
tf = 0.5 d
tp = 0.25 d

Conception du hub:

On considère un arbre creux, avec le diamètre intérieur = diamètre des arbres,
Diamètre extérieur = 2 * diamètre intérieur.
Pour contrainte de cisaillement en torsion.
\tau =\frac{Tr}{J}<=[\tau ]

Où,
T = Lors de la conception Moyeu requis Moment de torsion (ou couple)
J = moment d'inertie polaire de l'arbre (axe de rotation)
r = D / 2

Conception de la bride:

Le moyeu est pour la transmission de la toque à travers les boulons,
La bride est soumise au cisaillement.

Force tangentielle,
F=\frac{T}{d/2}
Contrainte de cisaillement,

\tau =\frac{F}{\pi D*tf}\leq [\tau ]

Conception des boulons:

Soit n le nombre total de boulons.
Force agissant sur chaque boulon,Fb=\frac{T}{nD1/2}
où D1 est le diamètre du cercle primitif des boulons.
Zone résistant au cisaillement,

A=\frac{\pi }{4}dc^{2}

où, dc = diamètre du noyau des boulons Contrainte de cisaillement,

\tau =\frac{Fb}{\frac{\pi }{4}dc^{2}}\leq [\tau ]

Zone sous écrasement
Stress écrasant,

\sigma broyage=\frac{Fb}{dctf}\leq [\sigma c]
Les boulons sont soumis à la fois à des contraintes de cisaillement et d'écrasement,
En raison de la transmission du couple, la force agit perpendiculairement aux axes des boulons.

Types d'accouplement à bride, comme suit:
⦁ Accouplement à bride de type protégé
⦁ Accouplement à bride marine.
⦁ Accouplement à bride de type non protégé.

Accouplement à bride de type non protégé:

Dans un accouplement à bride de type non protégé,
Nombre de boulons utilisés = 3-6
Les clés sont fixées à angle droit le long de la circonférence des arbres divisant les rainures de clavette.

Dimensions de l'accouplement à bride non protégé et de l'accouplement à bride en fonte:

d = diamètre de l'arbre,
alors D = 2 d
Longueur du moyeu, L = 1.5 d,
bride, D2 = D1 + (D1 - D) = 2D
L'épaisseur de la bride, tf = 0.5 d
Nombre de boulons = 3,

Les brides sont fixées à l'aide des boulons.

Accouplement à bride de type protégé:

Un rebord circonférentiel de protection est utilisé.
La jante recouvre l'écrou et le boulon.

Il comprend les procédures de protection suivantes:

Effectuer des inspections visuelles,
Vérifier les signes d'usure ou de fatigue,
Nettoyez régulièrement les accouplements et changez régulièrement les lubrifiants.
Un entretien est nécessaire dans des conditions de fonctionnement et des situations défavorables.

Avantages de l'accouplement à bride de type protecteur:

  1. Il peut transmettre un couple élevé.
  2. C'est simple à construire.
  3. Facile à assembler et à démonter

Accouplement à bride marine:

Il s'agit d'un type d'accouplement dans lequel les brides sont fixées aux arbres à l'aide de boulons coniques sans tête.
épaisseur, t = d / 3,
boulons,
D1 = 1.6d,
D2 = 2.2d,

Avantages:

  1. C'est bon marché.
  2. C'est une structure simple.
  3. Plus efficace.
  4. La maintenance n'est pas requise.

Désavantages:

Il ne peut pas être désengagé en mouvement.
Ce type d'accouplement ne peut pas transmettre le couple entre les arbres qui ne sont pas linéaires.

Vérification de la balance d'accouplement:

L'équilibrage nécessite des coûts et il est difficile d'équilibrer.
L'ampleur du balourd d'accouplement peut être tolérée par le système.
L'analyse donne les fonctions détaillées et les caractéristiques du système et des machines connectées.

Applications d'accouplement à bride rigide | Applications d'accouplement

Les accouplements à bride rigide sont moins chers que les accouplements flexibles.
Les accouplements de type rigide ont des connexions rigides, ils sont donc rigides en torsion et ne donnent pas accès à un désalignement entre les arbres. En raison de l'effet thermique, les pièces sont mal alignées pendant l'opération et les deux arbres sont physiquement alignés.

Les accouplements rid sont des accouplements ayant des connexions rigides. Il n'absorbe pas les vibrations conduisant au remplacement des pièces. En raison de l'usure des pièces, un désalignement se produit.
Les opérateurs nécessitent un entretien de routine et un contrôle des pièces pour l'usure et l'alignement.

Accouplements à douille à brides:

L'accouplement à douille à broche est également appelé couplage à broche à douille.

Cet accouplement fonctionne comme un accouplement à bride de type protecteur avec de meilleures modifications.

Ce dispositif d'accouplement a des broches, et il est utilisé pour travailler avec des boulons d'accouplement.

Le matériau utilisé: caoutchouc
La bague en caoutchouc peut absorber les vibrations et les chocs pendant ses opérations.

Accouplement à compression à bride:

L'accouplement à compression à bride du dispositif d'accouplement.

Les accouplements à compression à bride ont deux cônes qui sont utilisés pour se placer sur les arbres.

Les arbres doivent être des arbres d'accouplement.

Le cylindre creux est un manchon utilisé pour s'adapter sur les cônes.

Bride d'accouplement manchon:

Les manches sont attachées aux arbres.

Pour verrouiller l'accouplement en position, deux trous filetés sont fournis.

Accouplement à bride fendue:

L'accouplement à bride fendue est le dispositif d'accouplement, les manchons sont divisés en deux moitiés constituées de fonte.
Ces pièces fendues sont reliées à l'aide de boulons en acier doux.

Avantages de l'accouplement à bride fendue:

Montage et démontage faciles sans changer la position des arbres.
Il peut être utilisé pour connecter deux arbres de transmission lourde à vitesse modérée.

FAQ:

L'accouplement à bride est quel type d'accouplement:

Accouplement de type rigide.

Spécifications d'accouplement à bride. Expliquer.

⦁ Il doit être facile à assembler ou à démonter.
⦁ L'accouplement à bride doit transmettre le couple et la puissance.
⦁ Maintenez un alignement correct.
⦁ Minimisez la transmission des charges de choc.

Exigences pour assurer l'alignement de l'arbre avant de fixer les boulons de fixation:

⦁ S'il est facile de connecter ou de déconnecter le couplage.
⦁ Aucune partie saillante
Il devrait y avoir moins de désalignement dans le fonctionnement en cours d'exécution, conduisant à transmission de puissance maximale.

Pourquoi la clé est-elle utilisée dans un accouplement à bride de type protecteur?

Les touches sont utilisées pour empêcher le mouvement de rotation.
Les surfaces des pièces de l'arbre et des moyeux permettent de couper pour monter les clés, les joints.

Pourquoi l'évidement a-t-il été fourni dans l'accouplement à bride?

Pour fournir le jeu dans les brides, un évidement est prévu. Les brides sont étroitement ajustées à l'aide de boulons utilisant le couple à transmettre.

Le nombre minimum de boulons requis dans l'accouplement à bride:

Quatre, six ou jusqu'à 12 assemblages de boulons.

Quelle est la qualité de la fonte utilisée pour fabriquer un accouplement à bride de type rigide?

Fonte grise de grade 1.

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