Charges dynamiques

Calcul des charges dynamiques

Les lois de la mécanique permettent de connaître ou de calculer les charges qui agissent sur un roulement à condition de connaître ou de pouvoir calculer les efforts extérieurs (par ex. les forces dérivées de la puissance transmise et du travail effectué ou les forces d'inertie). Lors du calcul des composantes de charge pour un roulement simple, l'arbre est considéré comme une poutre reposant sur des appuis rigides, exempts de couple. Les déformations élastiques dans le roulement, le palier ou le bâti de la machine ne sont pas prises en compte, pas plus que les couples s'exerçant sur le roulement du fait de la flexion de l'arbre.
Ces simplifications sont nécessaires si l'on doit calculer un montage de roulements sans recourir à un logiciel. Les méthodes normalisées pour le calcul des charges de base et des charges équivalentes reposent sur des hypothèses similaires.
Il est possible de calculer les charges des roulements d'après la théorie de l'élasticité sans faire les simplifications ci-dessus, mais cela exige l'utilisation de programmes informatiques complexes. Ces programmes considèrent les roulements, arbres et paliers comme les composants élastiques d'un système mécanique.
Si les efforts extérieurs et les charges telles que les forces d'inertie ou les charges résultant du poids de l'arbre et de ses composants ne sont pas connus, ils peuvent être calculés. Cependant, pour déterminer les efforts engendrés par le travail de la machine et les charges (par ex. efforts de laminage, charges de couple, charges non équilibrées et chocs), il peut être nécessaire d'avoir recours à des estimations basées sur l'expérience avec des machines et montages de roulements similaires.

Trains d’engrenages

Avec un train d’engrenages, les forces théoriques de la denture peuvent être calculées à partir de la puissance transmise et des caractéristiques de la denture. Cependant, des forces dynamiques supplémentaires apparaissent, produites par l'engrenage ou par l'arbre d'entrée ou de sortie. Les forces dynamiques supplémentaires peuvent être dues à des erreurs de profil de la denture et au balourd des éléments tournants. Les exigences en matière de fonctionnement silencieux imposent des niveaux de précision élevés pour les engrenages et ces forces sont donc généralement négligeables dans les calculs de roulements.
Les forces supplémentaires dues au type et mode de travail des machines accouplées à la transmission ne peuvent être déterminées que si l’on connaît ces machines. Leur influence sur la durée des roulements est prise en considération à l'aide d'un coefficient de « service » qui tient compte des chocs et du rendement des engrenages. Les valeurs de ce coefficient pour différentes conditions de fonctionnement peuvent être trouvées dans la documentation publiée par le constructeur de l'engrenage concerné.

Entraînements par courroies

Lors du calcul des charges agissant sur les roulements pour les applications à entraînement par courroies, il faut prendre en compte la traction de la courroie. La traction de la courroie est une charge périphérique qui dépend de la valeur du couple transmis. Elle doit être multipliée par un coefficient qui est fonction du type et de la tension de la courroie, ainsi que des forces dynamiques supplémentaires. Les valeurs admises pour ce coefficient sont généralement publiées par les fabricants de courroies. Cependant, si ces données ne sont pas disponibles, les valeurs suivantes peuvent être utilisées :

courroies dentées1,1 à 1,3
courroies trapézoïdales1,2 à 2,5
courroies plates1,5 à 4,5

Les valeurs plus élevées s'appliquent en cas d'entraxe réduit des poulies motrice et réceptrice, de conditions de fonctionnement difficiles ou de chocs, ou de forte tension de la courroie.
SKF logo