Exemple de calcul

Deux coussinets composites PTFE couplés doivent être utilisés dans la tringlerie d'un système de verrouillage de la porte d'une rame de tramway.
Quels coussinets peut-on utiliser dans les conditions de fonctionnement indiquées et quelle durée nominale peut-on obtenir ?
Données de conception : 
  • diamètre d'axe d = 20 mm 
  • rugosité de surface de l'axe Ra = 0,4 μm
Données de fonctionnement : 
  • charge radiale de la tringlerie : 
    • pendant la fermeture 0,8 kN par coussinet 
    • après verrouillage de la porte fermée, la charge statique s'élève à 15 kN par coussinet 
  • demi-angle d'oscillation b = 90° (fig. 1
  • fréquence d'oscillation f = 10 min–1 
  • température de fonctionnement t = 30 °C
Si l'on considère les caractéristiques de conception, deux coussinets composites PTFE PCM 202325 E sont choisis, avec une charge dynamique de base C = 39 kN chacun.

Pour vérifier que la taille de rotule est appropriée (diagramme 1), calculez la pression spécifique avec le coefficient de charge K = 80 pour le composite PTFE

p = K F/C
= 80 x 0,8/39 = 1,64 N/mm2


La vitesse de glissement est calculée à l'aide de la formule suivante :

v = 5,82 x 10–7 d b f
= 5,82 x 10–7 x 20 x 90 x 10 = 0,01 m/s

Ces valeurs se trouvent dans la plage I du diagramme pv des roulements composites PTFE (diagramme 1).

On peut donc appliquer les coefficients comme suit :

  • coefficient de charge c1 = 1,3 (diagramme 2)
  • coefficient de vitesse c2 = 1 (diagramme 3)
  • coefficient de température c3 = 1 (diagramme 4)
  • coefficient de rugosité de surface c4 = 0,6 (diagramme 5)
  • coefficient de type de charge c5 = 1,5 (puisque la charge est tournante)
  • exposant n = 1 (matériau composite PTFE) 
  • valeur pv = 0,025 à appliquer comme
    pv de produit = 1,64 x 0,1 = 0,0164, ce qui est inférieur à la valeur limite de 0,025 pour le matériau composite PTFE

Si l'on utilise le coefficient de type de roulement et de matériau KM = 480 pour les coussinets composites PTFE, la durée nominale des coussinets choisis peut être calculée à l'aide de la formule suivante :


Gh = c1 c2 c3 c4 c5 KM/(p v)n
Gh = 1,3 x 1 x 1 x 0,6 x 1,5 x 480/0,0251 = 22 500 heures de fonctionnement

Avec une fréquence f = 10 min–1, on obtient environ 13,5 millions de cycles de fonctionnement.
La charge statique de 15 kN se situe dans la charge dynamique nominale de C = 39 kN et se trouve bien inférieure à la charge statique nominale de C0 = 120 kN.
Les coussinets choisis répondent donc aux exigences.
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