Dessin Ind. Jensen [PDF]

Zitiervorschau

o INDUSTRIEL c. H. JENSEN Technical Director, R. S. McLaughlin Collegiate and Vocational Institute, Oshawa, Ontario

traduit et adapté par Claude De Guise, professeur agrégé, École Polytechnique, Montréal Jules Beaugrand-Champagne membre agréé de la Société des traducteurs du Québec

Pauline Joubert membre de la Société des traducteurs du Québec

McGRAW-HILL, ÉDITEURS - MONTRÉAL Toronto - New York - Düsseldorf - Johannesburg - Kuala-LumpurLondres - Mexico - New Delhi - Panama - Paris - Rio de JaneiroSingapour - Sydney

AVANT .. PROPOS Le présent ouvrage a pour but de promouvoir l'enseignement du dessin industriel, compte tenu de la conception ou design d'ingénierie, conformément à la pratique et aux exigences actuelles des bureaux-d'études. La conception d'une machine ou d'un appareil exige la connaissance de la résistance des matériaux, des procédés de fabrication et des divers types de liaison mécanique. À cette fin, il est possible de trouver, en plus des textes pour l'enseignement traditionnel du dessin, des chapitres traitant de divers sujets, par exemple: la résistance des matériaux, la mécanique, les machines hydrartliques, les matières plastiques, les métaux ferreux et non ferreux, les procédés de fabrication, les chaînes, les courroies, les commandes, les cames de type croix de Malte et un grand nombre d'organes de liaison technique. Le format du volume permet de présenter des illustrations d'assez grandes dimensions pour une meilleure compréhension, et l'addition d'une seconde couleur facilite l'enseignement et la lecture des dessins. On a conservé les dimensions nominales des pièces sur les plans de détails et d'assemblage des exercices de dessin, afin d'enseigner aux élèves comment choisir les ajustements et les marges de tolérance nécessaires à l'assemblage des pièces. Un ouvrage de cette envergure n'aurait pas été possible sans l'aide de personnes spécialisées dans les divers domaines de l'industrie, en raison de sa complexité et de la mise au point constante de nouvelles techniques et de nouveaux produits. C'est pourquoi je remercie sincèrement toutes les personnes et toutes les entreprises qui ont si largement contribué à sa préparation. On trouvera ailleurs, aux endroits appropriés, la source des renseignements et des figures utilisés. Je remercie plus particulièrement mes collègues MM. Percy Weir et David Stewart d'Oshawa ainsi qu'Ernie Kidd, directeur de l'enseignement technique au Welland Collegiate and Vocational Institute qui m'ont apporté une collaboration précieuse et ont participé activement à la révision des textes. La technique du dessin industriel se modifie constamment suivant les progrès de la technologie. Il y a quelques années à peine, les plans de machines et appareils préparés par les ingénieurs et les dessinateurs, étaient basés sur l'assemblage de nombreuses pièces non normalisées. Aujourd'hui, la production massive de milliers de pièces standards interchangeables, faciles à obtenir, a modifié cette méthode laborieuse et coûteuse et les concepteurs préparent d'ores et déjà leurs plans en recourant à des pièces normalisées. L'appendice et les divers chapitres renferment les renseignements nécessaires pour compléter les exercices de dessin. Il faut cependant habituer les élèves à recourir aux catalogues des fabricants et à utiliser autant que possible des pièces normalisées dans leurs travaux. Les ingénieurs, les concepteurs et les dessinateurs doivent se renseigner constamment quant aux nouveaux modes de fabrication et aux nouveaux produits mis à leur disposition. Les revues Machine Design, publiée par Penton et Design Engineering, publiée par McLeanHunter, sont deux excellentes sources de renseignements. Tout commentaire ou suggestion de la part des professeurs sera hautement apprécié en vue des éditions subséquentes. CECIL H. JENSEN IV

TABLE DES MATIÈRES PREMIÈRE PARTIE:

Les normes et les conventions du dessin industriel

CHAPITRE 1:

LE LANGAGE DE L'INDUSTRIE

Évolution Conventions et normalisations Bibliographie

CHAPITRE 2:

LA TECHNIQUE GRAPHIQUE ET LA PRATIQUE EN SALLE À DESSIN

Normes du dessin industriel Lettres et chiffres Écriture à main levée • Appareil de lettrage Tracé des lignes Types de lignes • Largeur des traits • Traits continus • Traits interrompus· Lignes d'axe· Lignes brisées· Tracé des lignes Instruments de dessin et leur usage Crayons à dessiner • Le té • La règle parallèle • Équerres • Tables et appareils à dessiner • Règles • Le compas • Courbes irrégulières ou pistolets • Compas à pointes sèches • Trousses à dessin • Gabarits • Brosses • Masque à effacer ou bouclier • Règle à calcul L'esquisse Matériel à dessin Papier bond· Vélin· Toile· Herculène Présentation d'un dessin Formats normalisés des dessins· Disposition conventionnelle· Cartouches et nomenclatures • Pliage des exemplaires • Fixation de la feuille à la planche Reproduction des plans Procédés de reproduction • Systèmes de classement • Terminologie du papier à dessin et procédés de reproduction

v

3 3 4 7

9 9 9 10 14

20 22 23

25

VI

TABLE DES MATIÈRES

28

Bibliographie Problèmes

CHAPITRE 3:

29 LA GÉOMÉTRIE APPLIQUÉE

Tracé d'une ligne ou de plusieurs parallèles à une oblique donnée, à une ou à des distances déterminées • Tracé d'une droite tangente à deux cercles • Bissecter une droite • Bissecter un angle • Bissecter un arc • Subdiviser une droite en parties égales • Construire un hexagone, connaissant la distance entre les côtés • Construire un hexagone, connaissant la distance entre les sommets • Construire un octogone, connaissant la distance entre les côtés • Construire un octogone, connaissant la distance entre les sommets • Inscrire un octogone régulier dans un carré • Construire un polygone régulier, connaissant la longueur d'un côté donné • Inscrire un pentagone régulier dans un cercle Polygone régulier Tracer un cercle inscrit dans un polygone régulier et un cercle circonscrit à un polygone régulier • Construire un arc de cercle tangent aux deux côtés d'un angle droit • Construire un arc tangent aux côtés d'un angle aigu. Construire un arc tangent aux côtés d'un angle obtus • Tracer une courbe renversée ou un arc en doucine joignant deux parallèles • Construire un arc tangent à un cercle et à une droite donnés • Construire un arc tangent à deux cercles • Construire un cercle passant par trois points quelconques non en ligne droite L'ellipse Construire une ellipse - Méthode des cercles concentriques • Construire une ellipse - Méthode du parallélogramme • Construire une ellipse - Méthode des quatre centres • Construire une ellipse - Méthodes de la bande de papier • Construire une ellipse - Méthode des foyers L'hélice Construire une hélice • Construire une hélice conique La parabole Construire une parabole - Méthode scientifique • Construire une parabole - Méthode du parallélogramme • Construire une parabole - Autre méthode du parallélogramme • Construire une parabole - Tangentes enveloppantes L'hyperbole Construire une hyperbole La développante de cercle La spirale d'Archimède Construire la spirale d'Archimède La cycloïde Construire une cycloïde L'épicycloïde Construire une épicycloïde L'hypocycloïde Construire une hypocyc}oïde

CHAPITRE 4:

LA THÉORIE DE LA DESCRIPTION DES FORMES

Projections et vues Projection' Vues

35

37

40

41 42

43 43 43 43 44 44

45 45

TABLE DES MATIÈRES

Bibliographie Problèmes

CHAPITRE 5:

51 52

LES COTATIONS

Exécution graphique des cotes Ligne de cote • Lignes d'attache· Position et orientation des cotes et des annotations • Annotations • Abréviations • Lignes de renvoi Expression des unités de mesures Mesures en fractions ordinaires • Mesures en fractions décimales • Mesures angulaires • Localisation et dimensions • Cote de référence et détails non à l'échelle Règles d'inscription des cotes Cotations conventionnelles de détails courants Diamètres • Trous au foret • Rayons • Fraisure, chambrage, lamage • Spécification des procédés d'usinage • Trous oblongs • Surfaces à bouts arrondis • Chanfreins • Moletage. Points théoriques de raccordement • Éléments équidistants • Fil, métal en feuille et tiges de fleuret • Cônes • Signes d'usinage • Emploi des signes d'usinage • Omission des signes d'usinage • Indice de rugosité· Sens de l'usinage Tolérances dimensionnelles Ajustements et tolérances • Indications des tolérances Choix des ajustements Normalisation des ajustements • Description des ajustements normalisés· Système d'ajustement sur l'alésage· Système d'ajustement sur l'arbre Bibliographie

CHAPITRE 6:

VII

61

62

64

66 70

74

78

81

LES SECTiONS ET LES CONVENTIONS

La coupe Tracé du plan de coupe' Hachures· Pièces adjacentes en coupe • Sections de grande dimension· Cotation Genres de coupes Coupes complètes • Demi-coupes • Coupes à plans parallèles, à plan décalé et à plans sécants' Coupe de dessins d'assemblage' Sections rabattues et sections sorties • Disposition des sections • Coupe partielle • Coupes ou sections de détails cachés • Pièces de faible épaisseur • Nervures en coupe • Trous et plans de coupe • Tiges pleines en coupe: arbres, boulons, chevilles, clavettes, etc .• Oreilles en coupe • Rayons et bras en coupe Dessin de convention Représentation conventionnelle de détails courants Bibliographie Problèmes

83 88

93 97 99

LE DESSIN D'ATEliER

113

Dessin de détail Dessin d'assemblage Dessin d'assemblage détaillé • Dessin de conception • Dessin de montage ou d'assemblage • Dessin de catalogue • Dessins décalés sur l'axe Nomenclature

1:;.. 1JI.-,':t

CHAPITRE 7:

114

17

VIII

TABLE DES MATIÈRES

Révision des dessins Problèmes

CHAPITRE 8:

LES VUES AUXILIAIRES

Double vue auxiliaire Problèmes

Les liaisons techniques

171 173 176

LE DESSIN FIGURATIF

181

Catégories de dessins en projection Projection axonométrique Projections isométriques Tracé de lignes non isométriques • Représentation isométrique de cercles et d'arcs • Tracé de courbes irrégulières en projection isométrique • Coupes isométriques • Cotation de dessins en projection isométrique • Dessins d'assemblage isométriques • Représentation conventionnelle de détails courants Projection oblique Tracé des arcs et des cercles en projection oblique • Cotation de dessins en projection oblique • Représentation de détails courants Perspective Perspective à un point de fuite • Perspective à deux points de fuite Bibliographie Problèmes

182

CHAPITRE 9:

DEUXIÈME PARTIE:

120 121

CHAPITRE 10:

LA VISSERIE

Filets de visserie Formes des filets • Représentation graphique des filets • Assemblage des pièces filetées • Filets de formes spéciales • Filets roulés • Filets à droite et filets à gauche • Filet simple et filets multiples • Nomenclature des organes de visserie· Classement des filets· Degrés de précision des filets • Cotation des filets • Filets coniques (Tuyauterie) Matériaux de visserie Acier • Aluminium • Laiton • Cuivre • Nickel • Aciers inoxydables • Matières non métalliques Boulons, vis et écrous standards Différenciation des boulons et des vis • Degrés de qualité des boulons et des écrous carrés et hexagonaux • Tracé d'un boulon et d'un écrou· Dimensions des boulons' Vis d'assemblage' Vis de mécanique • Boulons à tôle • Écrous standards • Cotation des vis, des boulons et des écrous Écrous freinés Écrous freinés par grippage permanent du filet • Écrous freinés à montage libre • Autres genres d'écrous freinés • Utilisation des écrous freinés Écrous encastrés Écrous sur base • Écrous-agrafes • Écrous-rivets • Écrouspoinçons Écrous-lames Utilisation Goujons et tiges filetés

182

189

191 196 198 211 212

218 219

223

225 227

228

TABLE DES MATIÈRES

Normes des goujons et des tiges filetés Vis de pression Choix du calibre Vis-tarauds Vis-tarauds standards • Vis-tarauds spéciales • Trous d'implantation Rondelles Classement des rondelles Écrous rapportés Liaisons étanches Organes de liaison et d'étanchéité· Choix Dispositifs d'ancrage Organes pour l'assemblage du bois Clous • Problèmes de clouage • Vis à bois • Autres pièces de liaison Bibliographie Problèmes

CHAPITRE 11

LIAISONS TECHNIQUES DIVERSES

Clavettes Cotation des rainures de clavetage Cannelures et dentelures Goupilles Goupilles de mécanique • Goupilles de clavetage transversal • Goupilles rigides cannelées • Goupilles élastiques fendues ou enroulées • Goupilles pour démontage rapide Anneaux d'arrêt Anneaux d'arrêt plats· Anneaux d'arrêt en fil métallique· Anneaux d'arrêt en spirale Ressorts Ressorts de compression • Ressorts de traction • Ressorts de torsion ' Ressorts-moteurs • Dessins des ressorts Agrafes élastiques Agrafes à tête de flèche • Agrafes pour tiges • Agrafes pour câbles et tuyaux • Agrafes élastiques pour moulures • Agrafes élastiques en U, en S et en C Rivets Rivets normalisés • Rivets à expansion Organes de liaison soudés par résistance Procédés de soudage • Des liaisons soudées Soudage à l'arc des organes de liaison Soudage à l'arc des goujons' Soudage des goujons par percussion électrostatique • Soudures des goujons par percussion électrostatique à l'arc· Utilisation des goujons soudés· Conseils pour l'utilisation des goujons soudés Construction collée Bibliographie

CHAPITRE 12:

IX

229

234 235

238

241

241

259

lES LIAISONS TECHNIQUES PAR SOUDAGE

Concepts de la liaison soudée Avantages du soudage· Étude des assemblages soudés Procédés de soudage

265

X

TABLE DES MATIÈRES

Symboles de soudage Signification de la position de la flèche • Inscription des symboles sur la ligne de référence' Soudures en pourtour' Soudures à exécuter en chantier • Chanfreins et brisure de la ligne de renvoi • Soudures multiples Cordons de soudure d'angle Soudures sur chanfrein Soudures en bouchon Soudures en bouchon oblong Soudage à l'arc par points Soudage continu à l'arc Soudure avec reprise à l'envers Soudure à pénétration complète Recharge (Addition de métal) Soudures sur bords relevés Etude de substitution par sections équivalentes Tables d'équivalence Nomogrammes Première étude de substitution • Deuxième étude de substitution • Troisième étude de substitution Bibliographie Problèmes

TROISIÈME PARTIE:

La matière et les procédés de formage

CHAPITRE 13:

LA MÉTALLURGIE

Terminologie Fontes grises, malléables et fortement alliées Fonte grise • Fonte ductile • Fonte blanche • Fonte malléable Aciers au carbone et aciers de moulage faiblement alliés Aciers coulés fortement alliés Aciers au carbone Spécification des aciers • Organismes intéressés au classement • Tôles en acier au carbone • Tôles fortes en acier au carbone • Barres en acier au carbone· Fil en acier· Tubes et tuyaux' Profilés en acier de construction Aciers de grande résistance faiblement alliés Aciers faiblement alliés et aciers alliés moyens Aciers inoxydables Acier à décolleter Aluminium Cuivre Nickel Magnésium Zinc Titane Béryllium Métaux réfractaires Tantale et columbium (niobium) • Molybdène' Tungstène Métaux précieux Platine • Palladium • Iridium • Ruthénium • Rhodium • Osmium • Or • Argent Bibliographie

CHAPITRE 14:

lES MATIÈRES PLASTIQUES

Thermoplastiques • Plastiques thermodurcissables

268

270 271

272 273 273 274 274 275

275 275

275 276

279 283 283 284

285 285 285

290 291 291

291 291 292 292 292 292 292 292 293 293 294

295

TABLE DES MATIÈRES

Transformation des plastiques Moulage par compression· Moulage par transfert· Moulage par trempage • Moulage par injection • Extrusion soufflage • Moulage de plastiques en solution • Extrusion • Moulage en coulée • Calandrage • Enduction • Stratifiés haute pression • Stratifiés basse pression • Plasturgie des produits finis • Décoration et finition Bibliographie

CHAPITRE 15:

lES PROCÉDÉS DE FORMAGE

Généralités Moulages Moulage en sable • Moulage en carapace • Moulage en plâtre • Moulage en coquille • Moulage à la cire perdue • Moulage avec modèle gazéifiable • Moulage sous pression • Comparaison entre le moulage sous pression et les autres procédés de fabrication • Assemblage par moulage sous pression Choix d'un procédé Concept du moulage Études des formes Tracé conventionnel des pièces moulées Forgeage Méthodes de forgeage' Matière et malléabilité Concept des pièces matricées Extrusion Extrusion à froid par choc Formage à froid de têtes de boulons Emboutissage Emboutissage mécano-pneumatique Repoussage Roulage à froid Dépôt électrolytique Usinage par électro-érosion ou étincelage Formage à grande vitesse Formage par explosifs • Formage par procédé électro-hydraulique • Formage électromagnétique • Forgeage mécanopneumatique Métallurgie des poudres Bibliographie

CHAPITRE 16:

lES MONTAGES ET lES DISPOSITIFS DE FIXATION

Montages ou gabarits Étude des montages d'usinage • Montage de perçage • Éléments de montage • Guides et douilles • Cotation des dessins de montage d'usinage • Exemples d'études de montages d'usinage • Utilisation et techniques de fabrication d'outillage en plastique Dispositifs de fixation Éléments de fixation Bibliographie

CHAPITRE 17:

lES OUTilS DE DÉCOUPAGE

Principes de l'outillage à découper et à poinçonner

XI

299

302 305 305 305

310 310 3 3 315 18 18 320 320 321 321 322 322 323

324 325

327

343 347

349 349

XII

TABLE DES MATIÈRES

Rapport des dimensions entre pièces, poinçon et matnce • Outils simples de découpage et de poinçonnage • Assemblage d'un outil ouvert de découpage (non guidé) • Détails de l'outil ouvert de découpage • Assemblage d'un outil ouvert de poinçonnage (non guidé) • Détails de l'outil ouvert de poinçonnage .• Outils combinés à colonnes (guidés) • Outils multipostes • Outils de pliage Pièces et accessoires d'outillage Accessoires d'outillage· Poinçons. Vis et goupilles de fixation· Matrices • Centreurs • Dévêtisseurs • Butées • Emboîtures Bibliographie Problèmes

QUATRIÈME PARTIE:

les liaisons mécaniques

CHAPITRE 18:

LES COURROIES, LES CHAÎNES ET LES ENGRENAGES

Comparaison entre les transmissions par chaînes, par courroies et par engrenages Chaînes • Engrenages • Courroies • Comparaison entre les transmissions par chaînes et les transmissions par engrenages • Comparaison entre les transmissions par chaînes et les transmissions par courroies • Conclusion Transmission par courroie Courroies plates· Courroies trapézoïdales ou en V • Utilisation des enrouleurs ou galets tendeurs Problèmes de transmission par courroie Transmissions par chaîne Catégories • Roues à chaîne • Étude des transmiSSIOns par chaîne à rouleaux • Lubrification • Calculs des transmissions par chaîne Problèmes de transmissions par chaîne Transmissions par engrenage Roues d'engrenage droit· Crémaillère • Engrenages coniques· Roues et vis sans fin Bibliographie Problèmes de calcul des roues d'engrenage droit Problèmes de puissance de transmission des engrenages droits Perceuse manuelle de 20" sur colonne Exercices de dessin

CHAPITRE 19:

370

377

LES ACCOUPLEMENTS, LES FREINS, LES ARBRES FLEXIBLES, LES VARIATEURS ET LES RÉDUCTEURS

Accouplements Accouplements permanents • Embrayages Freins Freins mécaniques • Freins électromagnétiques Arbres flexibles Boîtes de vitesses • Boîtes de vitesses par engrenages • Variateurs de vitesse par courroie ou par chaîne • Variateurs de vitesses à friction • Variateurs de vitesses à roue libre • Variateurs électroniques • Convertisseurs de couple hydrocinétiques Réducteurs de vitesse Réducteurs sur semelle· Réducteurs montés sur arbre Bibliographie

42]

TABLE DES MATIÈRES

CHAPITRE 20:

LES COUSSINETS, LES ROULEMENTS, LES LUBRIFIANTS ET LES DISPOSITIFS D'ÉTANCHÉITÉ

Paliers Historique des roulements • Coussinets • Roulements • Choix du genre de roulement· Roulements à aiguilles' Ajustements entre roulement, arbre et logement • Dispositifs antifuites pour le graissage • Dispositifs antifuites pour le graissage à l'huile • Supports d'arbre Lubrifiants Huiles et graisses • Lubrifiants en poudre • Dispositifs de graissage Dispositifs d'étanchéité Choix d'un dispositif d'étanchéité Joints étanches en feutre Joints antifuites sur pièces tournantes • Dispositifs de protection • Dispositifs antifuites sans frottement • Segments élastiques • Joints mécaniques axiaux· Fonctionnement· Garnitures moulées • Garnitures annulaires statiques • Garnitures plates non métalliques Exercices de dessin Bibliographie

CHAPITRE 21

LES CAMES, LES ARTICULATIONS ET LES DISPOSITIFS D'ENCLIQUETAGE

Cames Nomenclature des cames • Récepteurs pour cames • Mouvements produits par les cames • Méthode simplifiée pour tracer les courbes de mouvement • Courbes de mouvement • Graphique de synchronisation • Dessins des cames • Dimensions des cames • Indexation Roues à rochets et cliquets Articulations Articulations à trajectoire linéaire • Mécanismes à cames et à leviers Exercices de dessin des cames Exercices d'indexation Exercices de tracé des articulations Bibliographie

CHAPITRE 22:

LES MACHINES HYDRAULIQUES ET PNEUMATIQUES

Hydrodynamique Principes fondamentaux • Circuits hydrauliques • Organes des machines hydrauliques Pneumatiques Eléments de commande pneumatique Schémas de circuits hydrauliques et pneumatiques Normes du tracé symbolique' Graphiques échelonnés' Tracé simple des circuits hydraulique et pneumatique Bibliographie Exercices de dessin Hydraulique • Pneumatique

XIII

427 427

433 435 436

441 442

445 445

458 458 462 467 467 469

471 471 476 479 485 486

XIV

TABLE DES MATIÈRES

CHAPITRE 23:

CINQUIÈME PARTIE:

Les spécialités en dessin industriel

LE TRACÉ DES SCHÉMAS D'ÉLECTRICITÉ

Schémas de montage Schémas de raccordements Schémas simplifiés Symboles graphiques • Circuits imprimés Schémas fonctionnels Schémas d'électricité en architecture Principe de l'obtention d'une force électromotrice sinusoïdale Exercices de dessin Schémas multifilaires • Schémas simplifiés (électricité) • Schémas simplifiés (électronique) • Schémas fonctionnel9' • Lecture de schémas d'électricité (résidences) • Exercices sur les courants alternatifs' Lecture de schémas d'électricité (commercial)

CHAPITRE 24:

LES INTERSECTIONS ET LES DÉVELOPPEMENTS

Développement droit Développement parallèle Triangulation Développement par lignes radiales Intersections Problèmes

CHAPITRE 25:

LE DESSIN DE CANALISATION

Genres de tuyaux • Raccords de tuyaux • Soupapes et robinets Dessins de canalisation Cotation des dessins de canalisation Bibliographie Exercice de dessin

CHAPITRE 26:

LE DESSIN DE CHARPENTES MÉTALLIQUES

Pratique du dessin de charpente Nomenclature· Évaluation du poids' Ossature rectangulaire· Calcul des charges aux attaches • Vues de dessus et de dessous • Détails du côté droit et du côté gauche • Cotation des dessins de détails Bibliographie Exercices

CHAPITRE 27:

LE DESSIN D'ARCHITECTURE

Étude d'un plan de maison Dimensions des pièces Dessins de présentation Plans d'architecte Détails de construction Codes du bâtiment Bibliographie Exercices d'interprétation des dessins d'architecture Exercices pour tracer des dessins de présentation Agencement d'une maison Exercice de tracé des plans d'exécution

495 495 495 498 500 500 502 505

523 523 524 526 538 543 553 555 559 559

567 567

580 580 585 585 591 591 603 610 611 616 616

TABLE DES MATIÈRES

SIXIÈME PARTIE:

La mécanique statique

CHAPITRE 28:

CHAPITRE 29:

SEPTIÈME PARTIE:

Appendice

LA STATIQUE GRAPHIQUE

Force Deux forces appliquées au même point • Résultante de plusieurs forces angulaires • Polygone des forces Exercices d'équilibre des forces Poutres Notation de Bow • Polygone d'équilibre· Méthode graphique pour déterminer la résultante et la réaction des forces appliquées verticalement sur une poutre • Méthode graphique pour déterminer la résultante de forces quelconques appliquées sur une poutre Ponts et fermes Méthode graphique pour déterminer les réactions d'une ferme soumise à des charges verticales • Méthode graphique pour déterminer les réactions d'une ferme soumise à des charges non verticales • Réaction d'appuis articulé et à rouleau • Méthode graphique pour déterminer les réactions à des charges parallèles sur une ferme - Appuis articulé et à rouleau • Seconde méthode graphique - Pour déterminer les réactions à des charges parallèles sur une ferme - Appuis articulé et à rouleau • Méthode graphique pour déterminer les réactions à des charges quelconques sur une ferme • Méthode graphique pour déterminer les réactions à des efforts quelconques sur une ferme Appuis articulé et à rouleau • Méthode graphique pour déterminer les efforts dans les éléments d'une ferme Exercices d'analyse graphique de poutres et de fermes

LA RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX

Contrainte et déformation Diagramme des contraintes et des déformations Problèmes sur les contraintes Problèmes sur les liaisons techniques Joints boulonnés et rivetés Problèmes sur les joints boulonnés ou rivetés J oints soudés Soudures à angle • Soudures aboutées Problèmes sur la résistance des soudures Poutres Moments des forces Problèmes sur les moments des forces Diagramme des efforts tranchants Diagrammes des moments fléchissants Problèmes d'efforts tranchants, de moments fléchissants et tracé de diagramme Problèmes Design des poutres Flexion des poutres Problèmes de flexion Torsion Problèmes de torsion Bibliographie Tableaux d'ingénierie Liaisons techniques Symboles graphiques Organes normalisés Index Lexique

XV

619 619 622 623

624

633 635 635 640 640 640 648 648 651 652 653 654 654 658 662 663 663 667 667 669 670 673 692 721 730 743 751

REMERCIEMENTS L'auteur tient à remercier les compagnies et les revues suivantes de leur collaboration: American Sprocket Chain Manufacturers, pour les illustrations et la documentation du chapitre 18; American Standards Association, pour les tableaux 30, 31 et 65 de l'appendice· ainsi que pour la documentation du chapitre 9; Boston Gear Works, pour les illustrations et la documentation du chapitre 18, pour les tableaux 66-68 apparaissant à l'appendice ainsi que pour les illustrations 7.38, 7.41, 19.4, 20.3, 20.15, 20.16; Canadian General Electric Company Limited, pour l'illustration 1.3 et pour les illustrations du chapitre 23; Canadian Institllte of Steel Construction, pour les illustrations et la documentation des chapitres 26 et 29, pour le tableau Il de l'appendice ainsi que pour les figures 1.5 et 11.21 ; Canadian SKF Company Limited, pour les illustrations et la documentation du chapitre 28, pour les tableaux 10, 69-71 de l'appendice et aussi pour les figures 1.2 et 7.8B; Canadian Standards Association, pour les figures 2.32, 2.33, 5.31, 5.38, 17.10, pour les tableaux 3, 14, 16-23 de l'appendice et pour la documentation des chapitres 2, 4, 5, 6, 10; Cana di an Welding Bureau, pour les illustrations du chapitre 12et pour la documentation des chapitres 12 et 13; Central Mortgage and Housing Corporation, pour les illustrations du chapitre 27; Commercial Cam & Machine Co., pour les illustrations et la documentation du chapitre 21 et pour la figure 7.52; Design Engineering, pour les illustrations du chapitre 22 et la documentation du chapitre 19; Eonic Inc., pour les illustrations et la documen tation du chapitre 21; Frigidaire Products of Canada Limited, pour les illustrations du chapitre 23; Jenkins Bros. Limited, pour les illustrations du chapitre 25; ERNEST KIDD, Technical Director, Welland High and Vocational School, Welland, Ontario; Machine Design, pour les illustrations et la documentation des chapitres 10, 11, 13, 15, 18, 19, 20, 21 et pour le tableau 32 de l'appendice; J. MOONEY, pour la documentation du chapitre 22; Publication Engineers, pour les illustrations et la documentation du chapitre 16 amSI que pour les tableaux 73-76 de l'appendice; The Society of the Plastics Industry, Inc., pour les illustrations et la documentation du chapitre 14; Standard Parts Co., pour les illustrations du chapitre 16 et pour les tableaux 77 et 78 de l'appendice; Vickers Incorporated, pour les illustrations et la documentation du chapitre 22, pour la figure 12.29; PERCIVAL WEIR, Drafting Instructor, R. S. McLaughlin Collegiate and Vocational Institute, Oshawa, Ontario; T. B. Wood's Sons Company, pour les illustrations et la documentation du chapitre 18 ainsi que les nombreuses compagnies et les nombreuses personnes qui ont contribué à l'élaboration de ce manuel. Les crédits sont accordés tout au long du texte.

C.R.J. XVI

LES N RMES ET LES C NVENTIONS DU DESSIN INDUSTRIEL

1 LE LANGAGE DE L'INDUSTRIE

Depuis les temps les plus reculés, l'homme a cherché à transmettre sa pensée et à l'exprimer, à l'aide de dessins pour qu'elle ne tombe pas dans l'oubli. Les premières formes d'écriture connues, comme les hiéroglyphes égyptiens, étaient des dessins ou graphiques. Un graphique est l'expression d'un concept au moyen de lignes tracées sur une surface. Cette définition s'applique parfaitement à la représentation d'un objet véritable par le dessin. Enfin, ce langage compris par des personnes parlant des langues différentes est universellement utilisé pour communiquer des idées et des sentiments. Au cours des siècles, le dessin a grande~ ment évolué et, de nos jours, il se divise en deux grandes classes, chacune ayant ses fins propres. Le dessin artistique exprime des idées figuratives ou non figuratives pour des fins culturelles ou commerciales tandis que le dessin industriel, utilisé dans tous les secteurs de l'industrie, transmet des idées d'ordre technique et pratique.

Même les langues les plus évoluées sont inaptes à décrire les dimensions, les formes et les relations entre les objets. Pour tout objet manufacturé, il y a des dessins qui en décrivent complètement la forme avec précision et communiquent la pensée du dessinateur à l'ouvrier. C'est pourquoi le dessin est le langage de l'industrie.

ÉVOLUTION La salle à dessin a subi de profondes transformations depuis une cinquantaine d'années. L'équipement perfectionné a non seulement modifié l'aspect des lieux, mais encore les professions de dessinateurs et d'ingénieurs qui ont rapidement évolué depuis l'ère plus ou moins artisanale jusqu'à l'ère spatiale. Ces changements sont dus à une prise de conscience, sur le plan professionnel, des nombreux facteurs qui influent sur l'efficacité du personnel. Aujourd'hui, le projeteur et le dessinateur étant des personnes hautement spécialisées, qui doivent travailler efficacement et avec grande précision, il a fallu tenir compte des locaux et des conditions de travail.

La responsabilité de l'atmosphère qui règne dans un bureau incombe à l'ingénieur en chef ou au chef dessinateur; il doit voir à l'amélioration constante des conditions de travail qui entraîne invariablement un accroissement de l'efficacité. À cette fin, il doit réévaluer périodiquement la qualité des instruments à la disposition des dessinateurs et tout ce qui peut augmenter l'efficacité et le rendement. La transformation des bureaux de dessin industriel s'est effectuée au même rythme que le développement économique du pays. On peut juger de l'importance de ces transformations en comparant une salle à dessin de la fin du siècle dernier avec une salle à dessin moderne (Fig. 1.1). Le dessinateur dispose non seulement d'un plus grand nombre d'appareils et d'accessoires, mais ceux-ci sont beaucoup plus perfectionnés. Parmi ces appareils et accessoires, on trouve par exemple, des gommes à effacer électriques, des appamils à dessiner réunissant cinq instruments différents en une seule unité de grande précision, des tables de références combinées à une table à dessin ajustable

AUJOURD'HUI

AU DÉBUT DU SIÈCLE

The Bettman Archive Inc. and Charles Bruning Company (Canada) Limited

Fig. 1.1 La salle à dessin

3

4

LES NORMES ET LES CONVENTIONS DU DESSIN INDUSTRIEL

ainsi que des papiers, des toiles ou des plastiques possédant les qualités désirables pour la reproduction. Ces améliorations et ces transformations se continuent au rythme accéléré du progrès de la technologie moderne.

À travers la longue histoire du dessin industriel, on a vu apparaître bon nombre de signes conventionnels, d'expressions, d'abréviations et de techniques nouvelles. Il est essentiel que les dessinateurs utilisent les mêmes normes, afin de garantir j'universalité de ce langage technique qu'est le dessin industriel. Sous l'égide de l'Association canadienne de normalisation (CSA) et de l'American Standards Association (ASA), des représentants du Gouvernement et des industries, engagés dans des travaux d'ingénierie, ont préparé des normes publiées dans le Mechanical Engineering Drawing Standards. Ces conventions sont constamment révisées et modifiées selon les bewins. Tout nouveau dessin devrait se tracer selon les normes et les conventions les plus récentes. Il existe cependant un grand nombre de dessins encore utilisés dans l'industrie et qui ont été tracés d'après des normes canadiennes et américaines périmées. C'est pourquoi nous avons cru bon, dans le présent ouvrage, de familiariser l'élève non seulement avec les toutes dernières techniques, mais aussi avec les méthodes périmées. Il importe aussi de ne pas modifier les normes d'un dessin à réviser ou à corriger. Les renseignements contenus dans ce manuel sont conformes aux conventions sur le

COMPRESSEUR À PISTONS

R3

Canadian SKF Company Limited

Fig. 1.2 Dessin mécanique

CI

r--:-....,,22NK'V--_I8_.'1I2rrV_n~..·_0_5__

CIRCUIT DE DROITE -12.8V

o

AMPLI D'ENTRÉE DE DROITE

R5 8.2K

RI Canadian General Electric Company limited

TÊTE DE PICK·UP

10M R7

~)JA

lM

VERS

........;;;.----U l'ALIMENTATION

Fig. 1.3 Dessin de circuits électriques

c.e. -20 V

R2 IOM

R6 8.2K

-12.8V

TR2 CIRCUIT DE GAUCHE

-nl-- - - 0

' - - - - ' V \ f V - -....

R4 -18.2V C2 22K .01 DIAGRAMME D'UN PRÉAMPLI

AMPLI D'ENTRÉE DE GAUCHE

LE LANGAGE DE L'INDUSTRIE

une imprécision peut entraîner de graves inconvénients. Peu d'étudiants en dessin industriel en feront une carrière. Cependant, les futurs ingénieurs et tous ceux qui devront œuvrer dans les industries de plus en plus complexes de la construction, de la fabrication

ou de la transformation doivent comprendre ce langage précis. Un nombre encore plus grand de personnes auront à lire des plans. Même dans la vie courante, une connaissance du dessin industriel sera d'une grande utilité pour comprendre les plans d'une maison, l'assemblage, l'entretien et les indications sur le fonctionnement de bon nom-

7

bre de produits manufacturés, ainsi que les plans et les notices de montage ou d'utilisation de certains appareils et pour le bricolage.

BIBLIOGRAPHIE 1. Charles Bruning Company (Canada) Limited.

2 LA TECHNIQUE GRAPHIQUE ET LA PRATIQUE EN SALLE À DESSIN

Les travaux d'ingénierie débutent dans la salle à dessin. Concepteurs ou ingénieurs présentent souvent leurs idées sous forme de croquis dont on fera, par la suite, des dessins aux instruments. Il importe donc, pour l'étudiant, d'acquérir une certaine habileté à faire des croquis et d'apprendre à manier les instruments de dessin avec dextérité, précision et rapidité.

NORMES DU DESSIN INDUSTRIEL1 Adoptées par l'Association canadienne de normalisation, ces normes couvrent toutes les phases du dessin industriel. Elles s'ap· pliquent surtout aux dessins définitifs, qui comprennent ordinairement des dessins détaillés de pièces ou d'assemblages, ou de

parties d'assemblages. Elles n'ont pas pour but de normaliser les pièces connexes, telles que les listes de vérification, les nomenclatures, les diagrammes schématiques, les diagrammes de câblage électrique, les graphiques de liaison, les dessins d'installation et d'usinage, les dessins architecturaux et les illustrations. Ces normes tiennent compte des exigences des procédés modernes de reproduction, y compris le microfilmage en 35 mm.

LETTRES ET CHIFFRES ÉCRITURE À MAIN LEVÉE L'écriture doit être lisible, rapide à tracer et facile à reproduire. Ces qualités sont es-

sentielles en raison de l'utilisation croissante du microfiImage, qui exige une grande netteté et une dimension appropriée des détails et du lettrage. C'est pourquoi on recommande de se conformer à ces exigences et d'éviter surtout les erreurs communes décrites ci-dessous : a) Finesse exagérée des détails b) Espaces libres trop restreints c) Lettres et chiffres d'une facture négligée d) Caractères disparates e) Erreurs mal effacées créant des images fantômes f) Utilisation de crayons, d'encres ou de caractères d'imprimerie d'opacités différentes sur un même dessin.

Aldsworth Studios, Oshawa

Fig. 2.1 Une classe à dessin moderne

9

10

LES NORMES ET LES CONVENTIONS DU DESSIN INDUSTRIEL

QRSTUVWXYZ

ABCDEFGHIJKLMNOP QHSTUVWXYZ

1234567890

1234'67890

ABCDEFGHIJKLMNOP

Al GROS CARACTÈRES UTILISÉS POUR TITRES, NUMÉROS DE DESSIN ET DESSINS DE GRANDES DIMENSIONS

ABCOE FG HI J KLMN

ABCIJEFGHIJKLMN

OPQRSTUVWXY Z

OPQRSrUVWXYZ 1234.56 '1890

1234567890 B) CARACTÈRES DE

2.1 4

! POUR DESSINS DE FORMATS A, B ET C

5 11

Sil /6

16

&

C) LES NOMBRES ET LE SIGNE ({ &» NE DOIVENT PAS TOUCHER LA BARRE DE FRACTiON

1) CARACTÈRE BÂTON UTILISÉ POUR DESSINS MÉCANIQUES ET ARCHITECTURAUX 878,1-1964

aJ:u;d~fghiildmnopqrstuvw)(yz

abcdefghijklm nopqrstuvwxyz 2) ÉCRITURE EN MINUSCULES

Fig. 2.2 Caractères droits et penchés utilisés en dessin

L'utilisation exclusive des majuscules (Fig. 2.2) facilite l'application de ces normes. On ne recommande pas l'écriture serrée ou étendue. La préférence va aux caractères droits, quoique les caractères penchés soient acceptables, mais il ne faut jamais utiliser ces deux genres sur un même dessin. On recommande une pente de 2;3 pour les caractères penchés. Les points décimaux doivent être plus prononcés que les traits des lettres et, à moins de les dactylographier, on apposera ces points à mi-hauteur des nombres.

plans doivent s'inscrire en caractères plus gros, tandis que des caractères plus petits sont acceptables dans les tableaux de révision. Pour éviter toute confusion entre nombres et lettres, dans les numéros de code par exemple, on recommande d'ajouter des empattements ou des traits caractéristiques comme ci-dessous:

1 g

S

Z

10

Il doit y avoir suffisamment d'espace libre entre les caractères, ainsi qu'à l'intérieur des lettres fermées, telles que P et R. L'espacement des lignes d'écriture doit être égal à la demi-hauteur des caractères.

On ne souligne pas les notes et autres écritures.

Cotes et notes s'inscrivent en caractères de .120 po (Ys) mais, sur des plans de formats A, B ou C, on peut utiliser des caractères de .090 po pourvu qu'ils soient bien formés. Les titres et les numéros de

L'utilisation de gabarits à tracer permet d'obtenir une écriture plus uniforme qu'à main levée. Un ensemble comprend ordinairement des gabarits de caractères, de dimen-

APPAREIL DE LETTRAGE

sions et de types divers, ainsi que des caractères inclinés à des angles différents. Le lettrage instantané est un nouveau procédé de décalquage à sec, offrant une grande variété de caractères bien formés se plaçant rapidement. Ils adhèrent fortement au papier, au bois, au verre et aux métaux. On peut les obtenir de différentes couleurs. En cas d'erreur, un ruban adhésif ou une gomme à effacer suffisent pour les enlever.

Les diverses lignes utilisées en dessin sont, en quelque sorte, l'alphabet du dessin industriel et elles diffèrent toutes, les unes des autres, tout comme les lettres. Les lignes se différencient par leur épaisseur et leur formation. Elles doivent être très visibles et contraster entre elles. Le contraste des lignes est essentiel à la clarté et à la compréhension du dessin. Le dessinateur commence par tracer des lignes guides peu prononcées pour délimiter

LA TECHNIQUE GRAPHIQUE ET LA PRATIQUE EN SALLE À DESSIN

Il

I~~q

Letra set LO

A~

3cg :~~:

• Enlevez la feuille protectrice et alignez une lettre

--,*S

L8~D.-aD

• Pressez la lettre sur la surface du travail en appuyant avec le doigt puis passez légèrement dessus avec un stylo à bille en suivant un mouvement circulaire.

1

• Soulevez la feuille avec précaution. La lettre est transférée. Continuez

!

jusqu'à ce que le mot soit complet. • Placez la feuille protectrice sur le mot et frottez en appuyant fortement avec le doigt. Ceci est extrêmement important.

*

ABC-DEF-GHI-JKLMLetraset Canada Limited

Fig. 2.4 Lellrage instantané Charles Rruning Company (Canada) limited

Fig. 2.3 Guides trace·lellre la forme générale des différentes vues de l'objet. Ces premiers traits, faciles à effacer, permettent de corriger les erreurs ou d'apporter les modifications nécessaires. Ces lignes servent ensuite de guides pour tracer les lignes définitives, selon le code des traits normalisés.

TYPES DE LIGNES Les divers types de lignes utilisés en dessin mécanique sont illustrés à la figure 2.7. Tous les traits doivent être nets et opaques pour assurer une bonne reproduction. Toute addition ou modification à un dessin dbit se faire avec des lignes de même largeu;è et d'égale opacité.

MM

POUCES

·16 ·20 ·25 '3 '4

'006 ·008 '010 '0125 '016 '020 ·025 ·032 '040 ·050 ·063

'5 ·6 '8 1'0 1·25 1·6 Fig. 2.5 Largeur des lignes

LARGEUR DES TRAITS Pour le tracé à l'encre d'un dessin, on doit choisir les quatre largeurs de traits indiquées à la figure 2.5. Ils seront fins, moyens, forts et très forts. Pour les dessins au crayon, il est plus pratique de combiner les traits fins et moyens et de n'utiliser que deux largeurs, sauf pour le contour des vues partielles et des traces de plans de coupe pour lesquelles on utilise des traits très forts. À cette fin, on se sert d'un crayon dur pour les traits fins et d'un crayon plus mou pour les traits forts. Les lignes très fortes se tracent en deux traits ou plus. La largeur choisie peut dépendre de la dimension du dessin; il importe d'utiliser des traits plus forts pour des dessins de grandes dimensions afin d'en conserver la clarté pour la reproduction en dimensions réduites et sur microfilm. Pour obtenir un contraste suffisant, on suggère que les traits choisis à la figure 2.5

le soient d'après les proportions indiquées à la figure 2.6. Par exemple, pour les dessins au crayon, on peut choisir .008, .016, et .025 pour les dessins de petites dimensions, et .0125, .025 et .040 pour les dessins de grandes dimensions.

TRAITS CONTINUS Les traits continus sur les dessins peuvent être très forts, forts ou fins. Les traits forts servent à tracer le contour des détails visibles, les interruptions courtes en lignes brisées ou ondulées et les lignes dito. Les traits fins servent à tracer les lignes d'attache, les lignes de cote, les hachures et les lignes brisées utilisées pour les interruptions longues. Les traits très forts servent à l'identification des vues partielles et aux tracés de plan de coupe simples.

TRAITS INTERROMPUS

1

FINS MOYENS

1-6

FORTS

2'5

TRÈS FORTS

4

Fig. 2.6 Proportions de la largeur des traits

1 1 3

Toute ligne décrivant des détails cachés doit toujours commencer et se terminer par un tiret; ce tiret doit toucher les lignes entre lesquelles il est tracé, à l'exception du cas où un tel trait allongerait la ligne continue d'une partie visible de la pièce. Les tirets doivent se rencontrer aux angles. Les arcs doivent débuter par des tirets aux points de tangence. Ces détails apparaissent à la figure 2.8.

12

les traits ci·contre servent à indiquer la PETITE COUPE SIMPlE ~ e ...;p=~,.w-~

COUPES COMPLIQUÉES

GOUPE

trace de la coupe imaginaire pratiquée sur la pièce. Référence: Fig. 6.4

DÉCALÉE

Les hachures indiquent les surfaces que l'on imagine coupées suivant la ligne de plan. l'espacement et la disposition des lignes symbolisent le matériau utilisé pour la pièce. (FIN)

Référence: Fig. 6.5

\tUE PARTiEllE

Ce trait continu très fort indique le sens d'observation et la portion d'une pièce tracée en vue partielle.

(TRÈS FORT)

On se sert des lignes brisées pour réduire la longueur de la vue d'une pièce uniforme par INTERRUPTION LONGUE [FORT) ë'~~"""";""'~","'\2.""',,$.-"""~,-~J"--""

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73

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INDICE DE RUGOSITÉ

Al SYMBOLE CSA

J

L'état de la surface d'une pièce, arbre ou palier par exemple, influe directement sur sa durée et sur son utilisation possibles. Il importe donc de coter la qualité des surfaces sur les dessins, car toute surface quelle qu'elle soit comporte des rugosités microscopiques, quel qu'en soit le degré de précision. Cette rugosité résultant de l'usinage et des outils utilisés, se cote par un indice de rugosité représentant la dé-

Al

ANGLE

~ ... ~IN-CLUS ,~=ffi ! ----i~Q~

~

B) SIGNE PÉRIMÉ

_§1::3

LL_-

1

..lNG-U-EU-Il--... 1 LO

!

\/

V-,,>·_=J~

Cl SYMBOLE ASA Bl

Fig. 5.26 Signes de façonnage

EMPLOI DES SIGNES D'USINAGE USINÉ PARTOUT

Tout comme les dimensions, les signes d'usinage ne sont pas répétés et ils doivent apparaître sur les vues où s'inscrivent les cotations des surfaces à usiner.

12~

SAUF INDICATIONS A

C)

Fig. 5.25 Cotation des formes coniques

1. V USINÉ PARTOUT I~ SIGNES D'USINAGE

Fig. 5.27 Inscription des signes de façonnage

Le dessinateur doit indiquer sur les plans de pièces à forger ou à couler, les surfaces à usiner ou à finir. Ces renseignements servent au modeleur qui devra prévoir le matériel en surplus pour la pièce finie. Pour une surface à usiner, sans qu'il soit nécessaire d'en définir le degré de rugosité ou le procédé, on utilisera le signe illustré à la figure 5.26 selon les indications de la figure 5.27. S'il faut usiner toute la pièce, on omet les signes d'usinage que l'on remplace par la note générale USINER EN ENTIER.

Fig. 5.29 Caractéristiques d'une surface façonnée

SAUF INDICATIONS

Fig. 5.28 Cotation de l'indice de rugosité

74

LES NORMES ET LES CONVENTIONS DU DESSIN INDUSTRIEL

venait possible. C'est ainsi que l'on remplaça une cotation unique par deux dimensions limites déterminées selon l'usage de la pièce. Ces limites, dont l'une est maximale et l'autre minimale, établissent une zone ou tolérance qui permet l'interchangeabilité des pièces et, par suite, la production en série. La tolérance est la différence entre la valeur maximale et la valeur minimale acceptable pour la réalisation d'une dimension. Ces dimensions sur le dessin donnent une description de la pièce en tous points parfaite, mais impossible à réaliser. La forme définitive et les dimensions de l'objet fabriqué se représentent sur un dessin en le décomposant en ses éléments géométriques. Les tolérances dimensionnelles sont donc l'expression exacte des limites d'une pièce ou d'un ensemble pour chaque détail ou chaque dimension, qui permet d'en établir et d'en vérifier le degré de qualité. Il importe donc que ces indications sur le dessin soient claires et conformes aux exigences de la technique. Théoriquement, la cotation des indications de précision est une chose très simple qui consiste à inscrire les variations permises sur chaque dimension. La pratique prouve cependant que la cotation et l'interprétation des tolérances sont des problèmes

NOTA: Le degré de rugosité étant assujetti à la précision de la machine, au choix de la vitesse et de l'avance de l'outil, de sa qualité et de son étal, ainsi qu'à l'habileté du mécanicien, explique l'étendue des marges de rugosité indiquées au lableau.

Fig. 5.30 Gamme des indices de rugosité résultant des procédés d'usinage courants

\ viation moyenne par rapport à une surface parfaite, sur une longueur type de .03 po sur cette surface, exprimée en micropouces (un micropouce = .000001). Les mesures de rugosité sont normalement prises perpendiculairement au sens des rayures d'usinage ou des stries de rectification sur la surface.

SENS DE l'USINAGE En raison de leur peu d'importance, le sens des rayures et des stries sur une surface se spécifie rarement. Cependant, si nécessaire, le sens de l'usinage se cote à l'aide d'une annotation ou d'un signe approprié (Fig. 5.31).

Il semble inconcevable que les tolérances dimensionnelles sur un dessin, qui aujourd'hui nous paraissent si naturelles, aient

débuté il Y a à peine une soixantaine d'années, lorsque l'on songe que l'histoire du dessin industriel date de 6 000 ans. Cependant, chez les ingénieurs et les ouvriers, des causes diverses expliquent cette lente prise de conscience de l'impossibilité de fabriquer un objet avec une précision absolue. Lorsqu'un habile artisan d'autrefois prétendait donner aux objets des dimensions exactes, il sous-entendait que son travail était plus précis que les instruments de mesure dont il disposait. L'utilisation d'instruments modernes lui aurait vite démontré qu'il y avait des variations dans ses mesures exactes. C'est d'ailleurs ce qui se produisit à la suite du progrès technologique. Dès que l'on comprit qu'il y avait toujours eu des différences dans les dimensions des objets manufacturés et qu'il était possible de tolérer des variations entre des limites qui ne nuisent en rien au bon fonctionnement d'une machine, il parut évident que la fabrication de pièces interchangeables de-

\ FAÇONNAGE RECTIliGNE

~

Il

FAÇONNAGE CONCENTRIQUE El

Fig. 5.31 Cotation du sens de façonnage (CSA 878.1-1964)

beaucoup plus complexes qu'on pourrait le croire. Le dessin industriel est, par définition, un moyen de communication de renseignements techniques qui permet de décrire parfaitement et avec précision les caractéristiques physiques d'une pièce ou d'un ensemble,

LES COTATIONS

telles qu'elles sont voulues par le concepteur. Rien ne doit donc être laissé à l'imagination ou au jugement de l'exécutant, qui ne doit en aucun cas se permettre de modifier le dessin ou d'imaginer une cotation quelconque. Pour correspondre aux désignations de langage graphique ou de langage de l'industrie, le dessin industriel doit avoir un dictionnaire reconnu, ainsi qu'une technique permettant l'utilisation précise de ce langage. C'est pourquoi la normalisation de la technique du dessin à l'échelle nationale s'est imposée graduellement et inévitablement, tout comme pour les autres normes.

GRANDEUR NOMINALE

COTE NOMINALE

Fig. 5.32 Vocabulaire des tolérances et des limites

COTE NOMINALE ET ÉCART PERMIS

La précision étant coûteuse, il importe pour des raisons économiques évidentes que, dans la plupart des cas, on n'exige pas la même précision pour tous les détails d'une pièce et, à cette fin, un système de cotation s'impose. Ordinairement, il suffit de quelques dimensions pour décrire une pièce avec exactitude. En dessin industriel, les dimensions dont la précision doit être de plus de 1/64 po se cotent généralement en décimales, et celles dont la précision a peu d'importance se cotent sous forme de fractions ordinaires. Pour les pièces d'assemblage, il ne suffit pas de choisir une certaine marge de tolérance pour garantir l'interchangeabilité. Il faut, de plus, déterminer un jeu entre les pièces d'un ensemble; c'est pourquoi, avant de pouvoir calculer les limites de tolérances et d'ajustement, il faut comprendre clairement les définitions suivantes: 2 Cote nominale. La cote nominale est la dimension maximale parfaite servant de base aux limites et aux marges de tolérance. Grandeur nominale. Cette expression désigne la dimension ou l'ordre de grandeur utilisés pour fin d'identification. Cotes limites. Les cotes limites sont les dimensions maximale (cote supérieure) et minimale (cote inférieure) acceptables d'une grandeur donnée.

1-500

j'500 ~ ·004

LIMITES

, . .4 9 6 UM1TE lNFÉH!EURE 1. 5 04 liMITE SUPÉRIEURE

TOLÉRANCE

-008

AJUSTEMENTS ET TOLÉRANCES Comme il a été mentionné précédemment, l'exécutant ne peut fabriquer une pièce correspondant exactement aux dimensions du dessin; c'est pourquoi il faut lui indiquer les variations permises ou tolérances. Par exemple, on cotera une dimension de 1.500 po ± .004 po, ce qui signifie que la pièce ouvrée peut mesurer entre 1.496 po et 1.504 po, que la tolérance permise est de .008 po, et que les deux dimensions en sont les limites.

75

DiffÉRENCE ENTRE LES liMITES Mt\XiMI\lE MINIMALE

Écarts. Les écarts supérieur et inférieur sont les différences entre les cotes limites supérieure et inférieure et la cote nominale.

Ajustement iucertaiu. Ajustement qui peut résulter en un ajustement libre ou serré (Fig. 5.39B).

Tolérance. La tolérance est le degré d'imprécision permis dans les dimensions de la pièce; elle représente la différence entre les cotes limites.

Système de l'alésage normal. Dans ce système, le diamètre minimal d'alésage sert de base, le jeu désiré entre les pièces en contact s'obtenant par la modification du diamètre théorique et par l'écart sur l'arbre.

Système de tolérance ou condition «au maximum de matière». Le système d'écart est un système dans lequel la cote nominale correspond à l'une des cotes limites. Dans la tolérance sur l'arbre, la cote nominale correspond à la limite supérieure, l'écart permis étant toujours négatif. Dans la tolérance sur l'alésage, la cote nominale correspond à la limite inférieure, l'écart permis étant toujours positif. Ajustement. L'ajustement désigne le degré de liaison des pièces entre elles, c'est-à-dire le jeu ou le degré de serrage nécessaires à l'assemblage. Jeu. Le jeu est un intervalle prévu entre deux pièces frottantes pour assurer les mouvements. Il comprend aussi une marge de tolérance acceptable entre les dimensions des pièces, qui détermine le degré d'ajustement. Il peut être minimal ou négatif et maximal ou positif. Ajustement libre. Forme d'ajustement telle, qu'il en résulte toujours un jeu lors de l'assemblage (Fig. 5.39A).

Système de J'arbre normal. Dans ce système, le diamètre maximal de l'arbre sert de base, l'ajustement désiré entre les pièces en contact s'obtenant par la modification du diamètre théorique et par l'écart d'alésage.

INDICATIONS DES TOLÉRANCES3 LES TOLÉRANCES DIMENSiONNELLES Il faut une indication de précision pour chaque cote d'un dessin, à l'exception de : 1. Toute cote identifiée comme étant une ligne de base, de repère ou de référence dont les limites dépendent des limites d'autres cotes

2. Toute cote identifiée par POSITION RÉELLE (TP) ou autres cotes assujetties à d'autres indications de précision ou à d'autres exigences sur le dessin 3. Toute cote limite supérieure ou inférieure déterminant une zone de référence

INSCRIPTION DES TOLÉRANCES

Ajustement serré. Forme d'ajustement permettant la liaison des pièces entre elles (Fig. 5.39C).

L'inscription des tolérances sur le dessin peut se faire comme suit:

Ajustage. Opération destinée à donner à une pièce la dimension exacte que requiert son ajustement à une autre.

a) Note de tolérance générale. s'appliquant à toute dimension sans cote de tolérance

76

LES NORMES ET LES CONVENTIONS DU DESSIN INDUSTRIEL

COTES À ÉCARTS CUMULATIFS ET NON CUMULATIFS

CD

+-000 '743-'002

1

.873

Il importe de vérifier l'effet de chaque tolérance sur les dimensions avoisinantes, afin d'éviter les effets additifs. D'ailleurs, les tolérances sont additives ou cumulatives dès que deux dimensions ou plus déterminent la position d'une surface ou d'un détail dans une direction donnée.

1

~

f?aif?a 1

'875

1

l+Q02-1

I~

1

Les notes générales de tolérance simplifient beaucoup le dessin et économisent temps et effort. Les exemples suivants (tolérances types) illustrent bien leur importance : 1. À moins d'indication contraire, la marge de tolérance pour toute dimension exprimée en décimales sera de ± .005

Al TOLÉRANCES AU MAXIMUM DE MATIÈRE

co..

NOTES GÉNÉRALES DE TOLÉRANCE

4 (REF.

',000 -,005

1·000 -·005

j·ooo 1 1·000 -·005 '\ -'005

+-001 ,748--002

-748 :t-OOI

J A

f%ài~

~ifffà 1...

..1.75 1 :t -001

1 -

..

1

+,002 '751_-001

Al COTES À ÉCARTS CUMULATIFS ARÊTE DE REPÉRAGE «An 4·000 -. 005

Il) TOLÉRANCES À DOUBLE ÉCART

3'000 -,005

Fig. 5.33 Systèmes de tolérance au maximum de matière el à double écart

b) Cotation des tolérances ou des limites directement sur la dimension appropriée c) Notes de tolérance géométrique géné-

rale ou particulière d) Marges de tolérance déterminées pour divers types d'usinage par des normes établies dans d'autres industries

CHOIX DU MODE

DE COTATION DES TOLÉRANCES Le choix d'une méthode de cotation appropriée des tolérances se fait d'après des critères tels que les exigences inhérentes à l'utilisation des pièces, les méthodes probables d'usinage et de vérification, et le nombre de pièces à produire. La marche à suivre est la suivante:

2'000 -·005 1

1. Indiquer par une note une marge de tolérance générale aussi grande que possible, mais conforme aux normes requises pour l'ensemble de la pièce

"000 -'005

J A

2. Inscrire les marges de tolérance sur les cotes de position des trous, des chevilles, des fentes et d'autres détails du même genre 3. Ajouter des annotations appropriées, telles que REF. ou BASE, sur les dimensions non assujetties aux marges de tolérance 4. Ajouter des tolérances individuelles aux dimensions exigeant une plus grande précision que celle qui est prévue dans la note générale

5. Modifier les cotations, si nécessaire, pour éviter les tolérances cumulatives ou en fonction des procédés d'usinage et des méthodes de mesure

B) COTES À ÉCARTS NON CUMULATIFS ARÊTE DE REPÉRAGE «A»

Fig. 5.34 Cotation en parallèle

2. À moins d'indication contraire, la marge de tolérance pour toute surface finie sera la suivante :

Dimension en po jusqu'à 3 plus de 3 jusqu'à 12

Tolérance ± .005

± .010

77

LES COTATIONS

+,000 1·000-'003

1·001 ·997

.!

+,001 ·999 - ·002

DIMENSIONS AU MAXIMUM DE MATIÈRE INSCRITES AU·DESSUS DE LA LIGNE

1:gg1

1·003 "007

Bl COTATION D'UN SEUL ÉCART

Al INSCRIPTION DES COTES LIMITES

+,004

iloo03-0001

110003+00031 Dl COTATION DE DEUX ÉCARTS SUR L'ARBRE ET D'UN SEUL SUR L'ALÉSAGE

Cl COTATION DE DEUX ÉCARTS DONT UN EST ÉGAL À ZÉRO

Fig. 5.35 Cotation des tolérances et des limites

± .015 ± .020

plus de 12 jusqu'à 24 plus de 24

3. Les tolérances des dimensions fractionnaires seront les suivantes : Dimension en po jusqu'à 6 plus de 6

Tolérance ± 1/64 ± 1/32

Méthode B. Spécifier une cote limite avec un écart dans une direction seulement. Dans ce cas, la cote limite doit correspondre à la dimension maximale de la pièce mâle ou à la dimension minimale de la pièce femelle (Fig. 5.35B). Tout comme à la figure 5.35A, il importe d'exprimer cotes et écarts par un nombre égal de décimales.

Méthode C. Spécifier une cote limite avec tolérance dans une direction seulement, en donnant la cote 0 à l'un des écarts (Fig. 5.35C). Les méthodes B et C sont les plus utilisées pour les cotes de tolérance incluant l'ajustement entre deux pièces, lorsque les grandeurs nominales correspondent à la quantité maximale de matériel.

4. La tolérance d'épaisseur des pièces brutes coulées sera de ± 12lh % 5. Tolérance angulaire ± lh

0

TOLÉRANCES DE DIMENSIONS INDÉPENDANTES Lorsqu'il est nécessaire ou souhaitable d'établir une marge de tolérance pour une dimension indépendante, on devrait utiiiser l'une des méthodes suivantes : Méthode A. Coter directement les limites inférieures et supérieures de dimension ou de position (Fig. 5.35A) pour donner au mécanicien les renseignements essentiels lui permettant de fabriquer la pièce sans recourir aux signes mathématiques. Il importe d'utiliser un même nombre de décimales pour exprimer les deux limites. Sur une dimension d'alésage, la limite inférieure étant la première atteinte en cours de fabrication, elle s'inscrit au-dessus de la ligne de cote. L'inverse s'applique à la dimension d'un arbre. Pour les dimensions de position, il est préférable d'inscrire la limite supérieure en premier lieu.

1·500 +,005

1--'250 ±'005

+,000 Fig. 5.36 Inscription des tolérances et des limites

1.. ',625-',005

1..

L'ANNOTATION DE TOLÉRANCE S'APPLIQUE AUX DIMENSIONS NON TOLÉRANCÉES

-1

-1

2·005 2'000

~2"25+'005

-1

78

LES NORMES ET LES CONVENTIONS DU DESSIN INDUSTRIEL

Méthode D. Spécifier une cote nominale et deux écarts inférieur et supérieur, placés au-dessus et au-dessous de' la ligne mais dont aucune des limites ne doit nécessairement égaler cette cote nominale (Fig. 5.35D). Lorsque les écarts, les limites ou les deux à la fois sont disposés les uns audessus des autres, on doit aligner les points décimaux.

100±'01

1·00±·01

1·00±·01

1·00±·01

COTE RÉSULTANTE=4·00 ±·04

INSCRIPTION DES TOLÉRANCES Si l'espace est suffisant, les tolérances peuvent s'inscrire à droite de la cote et au même niveau ou directement sous la cote. Lorsque la ligne de cote n'est pas sectionnée pour y intercaler les dimensions ou que l'on utilise les cotes limites, la ligne de cote devrait être continue et passer entre les limites. Lorsque les espaces sont insuffisants, les tolérances s'inscrivent à l'extérieur des lignes d'attache" au niveau des lignes de cote ou de chaque côté de leur extension.

Al ÉCARTS CUMULATIFS

NOTA

LIGNE DE REPÉRAGE

4·00±·01

COTATION BASÉE SUR UN REPÈRE Un repère est un détail (point, ligne ou surface) à partir duquel la position d'autres détails se détermine. Le centre d'un cercle et les axes de cylindre ou de symétrie peuvent servir de repère. La figure 5.37 décrit un exemple typique de la détermination des positions de divers détails, à partir d'une ligne de repère. Sans cette méthode, la distance entre la première et la dernière position pourrait varier énormément, par addition ou par soustraction des tolérances permises entre chacun des trous. La cote à partir d'un repère rend les dimensions indépendantes les unes des autres et permet de respecter la tolérance générale de .01.

CHOIX DES AJUSTEMENTS On choisit les limites de grandeurs en vue d'obtenir l'ajustement requis en fonction de l'utilisation de la pièce et du service exigé de l'équipement. L'Association canadienne de normalisation a adopté le système d'ajustement basé sur l'alésage, dans lequel la limite minimale du diamètre de chaque trou sert de base. L'ajustement désiré s'obtient en modifiant l'arbre et les tolérances des pièces en contact. Les tables 16 à 20 de l'appendice ont été préparées pour donner une suite standardisée de types et de degrés d'ajustements basée sur l'alésage, afin d'obtenir le même degré de jeu ou de serrage dans une ordre de grandeur donné, en assemblant deux pièces d'une même division. Ces tables in-

2·00±·01 3-00 ±'Ol Bl ÉCARTS NON CUMULATIFS Fig. 5.37 Cotation basée sur une ligne de repérage diquent le jeu obtenu entre deux pièces, selon les limites prescrites.

lettres. FN4, par exemple, désigne un ajustement serré de degré 4.

On a préparé ces tables d'après trois types d'ajustement: l'ajustement libre, l'ajustement de position et l'ajustement serré.

Chaque symbole, formé de deux lettres et d'un nombre, indique un ajustement complet pour lequel le degré de jeu ou de serrage minimal et maximal et les dimensions limites des pièces en liaison s'obtiennent directement en consultant les tables d'ajustement à l'appendice.

NORMALISATION DES AJUSTEMENTS Les ajustements standards ont pour but de simplifier les dessins d'études, les spécifications et les croquis à l'aide d'un code (Fig. 5.38). Toutefois, ce code ne doit pas servir sur les dessins d'exécution; pour ces derniers, il faut déterminer les limites de grandeur et les y inscrire. On utilise les lettres suivantes comme symboles: RC LC LT LN FN

Ajustement Ajustement Ajustement Ajustement Ajustement

tournant et glissant de position libre intermédiaire de position serré de position forcé ou fretté

Ces lettres, utilisées avec un nombre, déterminent le degré de jeu ou de serrage pour le type d'ajustement représenté par les

DESCRIPTION DES AJUSTEMENTS NORMALlSES2 ASSEMBLAGES TOURNANTS OU GLISSANTS Ces ajustements pour lesquels les tolérances et les jeux sont déterminés, représentent un type d'ajustement spécial avec un jeu suffisant pour la lubrification, qui permet un rendement mécanique uniforme sur toute la gamme des dimensions. Les jeux ayant trait aux deux premiers types d'ajustement augmentent beaucoup moins avec le diamètre que pour les autres types, afin de conserver la position déterminée avec précision, même s'il peut en résulter un jeu moins libre, et peuvent se décrire comme suit :

79

LES COTATIONS

130 LN

Al ARBRE MONTÉ SUR DOUILLE

ment. Pour les diamètres plus grands, elles peuvent se resserrer à la suite d'une légère variation de température. (Nota: LCI et LC2, ajustements de position libres, peuvent aussi être choisis comme ajustements glissants avec des tolérances plus grandes.)

RCl Ajustement glissant juste, sert d'ajustement de position précise pour des pièces assemblée's sans jeu perceptible, pour l'assemblage de grande précision, les jauges par exemple'. RC2 Ajustement glissant destiné aux ajustements de précision, mais avec un jeu plus grand que celui du RCL Les pièces usinées avec cette précision tournent facilement, mais ne sont pas destinées à tourner Iibre-

DIAMÈTRE NOMINAL DE L'ARBRE (MAX.)

'"

TOLÉRANCE SUR L'ARBRE JEU MAXIMAL JEU MINIMAL

=

ReJ Ajustement tournant très précis, destiné aux roulements huilés des plus précis, tournant à faible vitesse et sous des char-

'"1

en

~

1

1. ·744 ·746 .1

l===:1-DIAMÈTRE MINIMAL DE L'ARBRE

r~~~~

TOLÉRANCE-+!

Bl ROUE DENTÉE SUR ARBRE MONTÉ SUR COUSSINET

TOLÉRANCE SUR L'ALÉSAGE

j~"

~.,..,.,........~~

: DIAMÈTR~ 1

MINIMAL DE L'ALÉSAGE OU DIAMETRE NOMINAL

1

1 ·750

1---;'7"'5~2?n".,.r-

DRAFTING SPECIALTIES CO.

7.3 Dessin de délail de plusieurs pièces sur un même dessin

TORONTO, ONTARIO

DÉTAILS D'UN COMPAS

0-10259

116

LES NORMES ET LES CONVENTIONS DU DESSIN INDUSTRIEL

MACHINE À AFFÛTER MONTÉE SUR PIÉDESTAL Al COUPE D'UN DESSIN D'ASSEMBLAGE

BROCHE DE PERCEUSE

BI

Fig. 7.4 Dessins d'assemblage

COUPE D'UN SOUS·ASSEMBLAGE

The Timken Raller Bearing Company

LE DESSIN D'ATELIER

117

DÉTAil «Au

VOIR DÉTAIL «A»

~~~~~~~~~~~~=~-~~~~=

Il

Il Il Il Il Il 1 Il

Il

Il

Il

Il

Il

rtJ",:::r---------- _ - _ -_ -_ ----F-1ij) L..::_.::J...------ _ _ _ _ _ _ --c.....J_::J LANGUETTE DE BOIS

1fo;; PRESS/ON

CLAVE TTE-!VSt1t1é /1' 6tJJ

4-

ECROU~

/?ESSPATSP; ,GlU/NA':;;;

9

..1 )(7

4

4

On modifie, un dessin, à la suite d'une amélioration des procédés de fabrication, pour réduire les coûts, corriger les erreurs et améliorer l'appareil. Il importe d'inscrire clairements ces modifications courantes sur un tableau qui donne J'indice se rapportant au détail ou à la pièce, ainsi que la date, la description, le nom de l'auteur, la date et le numéro d'approbation. Ce tableau se place au côté inférieur droit, à la verticale ou à l'horizontale, au bas de la feuille. Si pour des modifications assez importantes, il est nécessaire de refaire le plan, on affecte un nouvel indice au numéro du plan et l'on inscrit au tableau de modifications «PLAN REFAIT ».

P

"Y J? cVVErrJi Zt) r/Alt8 ()(/ 1. ONS hf.&"%. J Offt:J l'lOI/EH .!.X;J. -/~ ()~ NR)(.

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2

.È.)(ZX'l~ '1

A~/ER

1

,18 71$";;'

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AcIlN~

REPÈRE

fig. 7.10 Nomenclature

/0 1/

z

tUP.

7

At./êR

.l-p - /~

0111(.

1/&

AC,jé"/?

/'f/)fffIV

1:-

/J

1/;/ f----------i----i-

A) NOMENCLATURE TYPE - lES PiÈCES DE '1 À 13 SONT DES PRODUITS MANUfACTURÉS

-r ~

~t....-t·I-IIiINB

si ----------1"'"' I. . 1- """'1'"' ' '---- 2 jÎ

- - - . . ,PIlPi 1IIl111-

DÉSIGNATION

10 , -

-1...

MATIÈRE

OBSERVATION

U?'i---...jJ Al RÉVISIONS DU DESSIN

REPÈRE

....L

RÉVISIONS

~

T

1

INDICE

DESCRIPTION

2

1

11 LONGUEUR ORIGINALE 5 16

2

CHANFREINS AJOUTËS

1 DATE ET APPROBATION J.~~

/~/f'/?,11. ';,,,-~

:1(//;;/7;;'

B) DIMENSIONS TYPES B] TABLEAU VERTICAl. DE RÉVISION

pour en faciliter l'utilisation et la reproduction. Cette liste étant destinée au Service des achats, il importe d'inscrire les dimensions brutes du matériel plutôt que celles de la pièce. Lorsqu'il s'agit d'une pièce coulée, on remplace les dimensions de la pièce par le numéro du modèle. Tout produit fini, tel que boulon, écrou ou palier, doit être identifié par un numéro

de pièce. Ce numéro, inscrit à la nomenclature avec les renseignements nécessaires, permet à l'acheteur de commander le matériel. Lorsqu'une nomenclature est placée au bas de la feuille, l'ordre d'inscription se fait de bas en haut, tandis que lorsqu'elle est placée au haut de la feuille, l'ordre d'inscription se fait de haut en bas pour permettre d'éventuelles additions.

TABLEAU DEl---",---L.---I---'---'--_+RÉVISION CI TABLEAU HORIZONTAL DE RÉVISION

Fig. 7.11

Révisions du dessin

LE DESSIN D'ATELIER

121

PROBLÈMES Fig. 7.12 Base en escalier

Fig. 7.13 Cornière de liaison

Fig. 7.14 Base d'encrier

Fig. 7.15 Cornière double

122

LES NORMES ET LES CONVENTIONS DU DESSIN INDUSTRIEL

Fig. 7.16 Cornière de guidage

21-

"

5

i 2

Fig. 7.17 Bloc de guidage

Fig. 7.18 Bloc en biseau

LE DESSIN D'ATELIER

Fig. 7.19 Roue à rochet

1

2

1'1'1'1'1'1'1'1'1

o

1

1

3

4" "2 4"

Fig. 7.20 Presse parallèle

Fig. 7.21 Support d'organe d'allumage

123

124

LES NORMES ET LES CONVENTIONS DU DESSIN INDUSTRIEL

Fig. 7.23 Butée

Fig. 7.22 Chariot coulissant

Fig. 7.24 Bras pivotant

Fig. 7.25 Couvercle en bout d'arbre

125

LE DESSIN D' ATELIER

Fig. 7.26 CI ef de serrage ouverte

5 FILETS ET ARRONDIS R l

16

W EN CARACTÈRES DE 1

'Ii

HEX. 1 ENTRE LES PLATS

4 TROUS, FORET

2.

16

Fig. 7.27 Plaque décalée

SPHÈRE DIA

Fig. 7.28 Poignée SAIGNÉE DIA

i - 16 UNC - 2A CHANFREIN

~ x 45'

~x

iz

i

126

LES NORMES ET LES CONVENTIONS DU DESSIN INDUSTRIEL

DÉTAIL DU PIED

II~r

[J 2x6 Ix6 2x4

RI

Fig. 7.29 Serre· livres

Fig. 7.30 Chevalet -l

t

(5 Z

(jJ

FilETS ET ARRONDIS

Ri

PIÈCE 3 - 2 MONTAIHS

D'ÉTRIER EN FONTE

FIXER l,' PIÈCE ASSEMBLEE A UNE PlAQUE D'ACIER DE D'ÉPAiSSEUR À l'AIDE DE 4 BOULONS ET ÉCROUS HEX,

t i

PO UNe x 1

ET DE RONDElLES DE BLOCAGE - MONTRER LA PLAQUE D'ACIER EN LIGNES DE PARTIES ADJACENTES,

PIÈCE 4 - ARBRE E~I ACIER lAMI~lÉ A fROID

7,39 Ilouletle 3

i6

PIÈCE 2 - 1 ROULETTE EN ACIER

t

LE DESSIN D'ATELIER

2 TROUS PERCÉS ET FRAISÉS POUR VIS DE MÉe.

l

4

PIÈCE 4 - 1 PLAQUE EN ACIER DOUX

33 FORET

64 x

13

i6

REPÉRAGE D'APRÈS LA BASE

J.. x

J - 20 UNe - 2B

4 1

3

4

4

-x-

PIÈCE 5 - 1 VIS DE MÉe. FRAISÉE

l_ 20 4

PIÈCE 2 - 1 MÂCHOIRE DE SERRAGE EN fONTE

PIÈCE 6 - 1 POIGNÉE EN ACIER LAMINÉ À fROID ROND,l.

8

,la' 2. 16

x

- 18 UNC AUX DEUX BOUTS

PIÈCE 7 - 1 VIS DE MÉe. FRAISÉE

.!.. - 20 4

.

.

PIEGE 8 - 2 ECROUS "EX. -

5

16

x

1 4

- 18 UNC

TÂCHES

Al SUR UNE FEUILL.E DE FORMAT "B", TRACER UN PlAN D'ASSEMBLAGE EN COUPE DE CET ETAU, EN POSITION D'OUVERTURE DE 2" ET NE FAIRE QUE LA COTATION ESSENTIELLE

SAIGNÉE

ta ~ x

k

Bl SUR UNE F~UllLE OE FORMAT "C", TRACER lES PLANS D'ATElIER DE CHAQUE PIECE

PIÈCE 3 - 1 VIS DE SERRAGE CHANFREIN

1 16

EN ACIER DOUX X

45° Fig. 7.40 Étau de perceuse

4

2 ,~ 8

16

133

134

PIÈCE 4 - 1 ROULEMENT - x 4012

3

PIÈCE 5 - 2 AXES GUIDES, TIGE DE FLEURET PIÈCE 6 -

Ï6

xl

2 GOUPILLES, TIGE DE FLEURET ~ XII

4'

16

PIÈCE 7 - 1 HUILEUR - GF·D5 PIÈCE 8 - 2 BOULONS HEX. ORDINAIRES .!. x 1 ~ - 20 NC 1'4 8 • PI ÈCE 9 - 2 ECROUS HEX. ORDINAIRES - 20 UNC

4

TÂCHES

A] SUR UN FEUILLE DE FORMAT «BD, TRACER DEUX DESSINS D'ASSEMBLAGE DU SUPPORT D'ARBRE RÉGLABLE, LE PALIER ÉTANT A SON PLUS HAUT POINT ET EN POSITION EXTREME CONTRE LA BASE (TRAITS INTERROMPUS] COTATION POUR CATALOGUE SEULEMENT

DÜAIL DE L'OUVERTURE DU LOGEMENT DfTAIL DU LOGEMENT DE ROULEMENT

FORET

B] SUR UNE FEUILLE DE FORMAT «CD, TRACER LE DESSIN D'ATELIER DES PIÈCES

l-+--~..... 4

2 TROUS, FORET ~

'32

PI~CE 2 - 1 LOGEMENT DE

ROULEMENT EN FONTE

EXTRÉMITÉS, CHANFREINSJ..x 45"

2 TROUS, DIA .625

16

..0. FORET

1. 16

7

d-623

2 TROUS, TROUS OBLONGS

PIÈCE 1 - 1 BASE EN FONTE

Fig, 7.41 Support d'arbre réglable

.0'

i

FORET

1.

16

PIÈCE 3 - 2 AXES EN ACIER LAMINf À FROID

Boston Gear Works

LE DESSIN D'ATELIER

TÂCHES

....---:--r--+--t-+-... ____ ~

Al SUR UNE FEUillE DE FORMAT .. B», TRACER UN PLAN D'ASSEMBLAGE DE LA CLEF À MOLETTE, %" ENTRE lES MÂCHOIRES COMPLÉTER PAR UNE NOMENCLATURE

II')I~

f

BI SUR UNE FEUILLE DE FORMAT .. C», TRACER LES PLANS D'ATELIER POUR CHAQUE PIÈCE

9 16

-

PIÈCE 1 - 1 CORPS DE CLEF EN ACIER FORGÉ

- filET ACME, PAS 5

2 BOUTS CHANFREIMS,

1 32 x

45', FORET

13 64

PIÈCE 3 - 1 ÉCROU EN ACIER

9 i6 - FILET ACME,

PAS 5

3

i6

PIÈCE 2 - 1 MÂCHOIRE RÉGLABLE EN ACIER

Fig. 7.42 Ciel à molette

PIÈCE 4 - 1 AXE EN ACIER

135

136

LES NORMES ET LES CONVENTIONS DU DESSIN INDUSTRIEL

DOUILLE EN ACIER TREMPÉ ROUE A CHAINE TAcHE N" 1 - SUR UNE FEUILLE DE FORMAT «B», TRACER DEUX DESSINS D'ASSEMBLAGE DE CETTE ROUE À CHAINE SUR MANCHON DE SORETÉ POUR ARBRE DE 1% ROUE DENTÉE SIMPLE, DE 8.250 x .284, PAS V2 , NB DE DENTS 50

BAGUE D'ARRET

TÂCHE ru" 2 - TRACER LES DESSINS D'ATELIER DU MANCHON PORTE·ROUE, DU MOYEU A BRIDE ET DE LA BAGUE D'ARR ET TRACÉS PRÉCÉDEMMENT

5p·20 5p·21 5p·22

3 3~6

31~6

% K6 )1

7% 8% 9%

3% 3% 4%

5M3 5p·24 5p·25

4 4% 4%

)1 ~6 %

10 11)1 12)1

4)1 5 5)1

Fig. 7.43 Roue à chaîne sur manchon de sûreté

4% 5% 6% 6X 7 8

4% 5% 6% 6% 7Ys 8Ys

4~6

4W6 5316 5 1){6 6~6

61~6

2)1 2% 3

% % 1

3)1 3% 4%

1 lYs 1%

1~6 1~6

1){6

HI6

1){6

HI6

4-)1" 4-%" 4-%"

lJ{6

lJ{6

1% 1% 1%

4-%" 4-%" 6-%"

W6 1~6

1~6 1~6

1~6 1~6

1~6

6% 7 8 8% 9% 10%

Sadler Conveyor and Equipment Lld.

137

LE DESSIN D'ATELIER

-ICIO

21 - 12

N

UNe - 2A

ÉCROU À CRÉNEAUX

GOUPillE FENDUE

1 RI6

Fig. 7.44 Crochet de grue

g1

..... w

'00

-

3 VIS D'ASS. EQUIDISTANTES,

1

"21 - 13 UNC

3 NERVURES DE'2

ÉQUIDISTANTES ENTRE LES VIS

t"' t1:I

en

RONDELLE DE FREINAGE

Z

~ ~

t1:I

en t1:I >-3 t"' t1:I

en

8 z -3

....

~

en 0

c:: 0 t1:I

en

-IN .r)

-1'11" ~ 'II"

~

0

Il")

M

"'il?

en .... Z ....

Z

0

c::en >-3 ~

tiî t"'

r-.. CLAVETTES

i

~ 6 ANNEAUX TRUARC 5100-122

3 VIS D'ASSEMBLAGE,

~ ~---3~ MOYEU AMOVIBLE CONIQUE, RAINURE DE

Fig. 7.45 Organe de transmission

1

T6

1

SUR '2 LONGUEUR,

5 ï6 x

ÉQUIDISTANTES SUR CERCLE DE DIA AVEC RONDELLES DE FREINAGE

A L'OPPOSÉ

DE LA CLAVETTE

2 UNC,

3~ 16

LE DESSIN D'ATELIER

6

139

TROUS ÉQUIDISTANTS, FORET

I~

PltCE 1 - 1 EMBOUT EN ACIER

DÉTAIL «AD

PIÈCE 3 - 1 PISTON EN ACIER

EXTRÉMITÉS ÉQUARRIES ET MEULÉES

3 '5 16 PIÈCE 4 - 1 RESSORT EN ACIER

PIÈCE 5 - TORE

rp

i2

x DI

1I! Bellows·Valvair, Lld.

Fig. 7.46 Clapet de retenue

HEXAGONE, SUR PLATS PIÈCE 2 - 1 CORPS EN ACIER

..!.? - 5 ACME

140

MOLETER

16

PIÈCE 1 - 1 MÂCHOIRE AJUSTABLE EN ACIER FORGÉ

15 _ 5 16

ACME

PIÈCE 2 - 1 MOLETTE EN ACIER

1

4 FORET

11

64

PIÈCE 3 - 1 POIGNÉE EN ACIER FORGÉ

TÂCHES

FORET ru" 31 x

3 8

Al SUR UNE FEUILLE DE FORMAT «Bn, TRACER UN PLAN D'ASSEM·

BLAGE DE CEnE CLEF A MOLETTE, SUR UN TUYAU DE IV, IPS. TRACER lE TUYAU COMME UNE PIÈCE ADJACENTE (TRAIT MIXTE FIN À DOUBLE TIRET COURT) ET COMPlÉTER PAR UNE NOMENCLA.

TURE El SUR UNE FEUILLE DE FORMAT «Cn, TRACER LE PLAN D'ATELIER DES PIÈCES

16

PIÈCE 7 - 2 RIVETS RAINURÉS ORIV·LOK ru" 6 x

2.

(APPENDICE)

16

PIÈCE 5 - 2 RESSORTS EN ACIER, JAUGE N" 20 (.032)

Fig. 7.47 Clef 11 tubes

PIÈCE 6 - 1 RIVET

I~

VUE ErJ BOUT

À TÊTE RONDE EN ACIER PIÈCE 4 - 1 TÊTE EN fONTE

gH

4 TROUS,

fom

il. , CH, iL x 1. 64

32

141

4

JO ·9387

'9375

FORET

12. x .2., 64 16

PERCER PAR·DESSOUS

4 TROUS ÉQUIDISTANTS FORET.2

,

PIÈCE 3 -

j

32

PISTON EN ALUIIIIINIUM

fORET~x 1264

FORET Q

16'

x 1l. , 2x .§ 888

- 24 UNF - 2B

PIÈCE 1 - 1 EMBOUT EN ACIER

COUPE «A» PIÈCE 4 - 1 RESSORT EN ACIER, BOUTS OUVERTS EN MEULES

Ilia

k SUR PLAT 116

16

3 8

~ ..

CÔNE 45",

9.0'~

e- n

- 24 UNF - 2A

3 JO -

IIIIIN.

16

PIÈCE 5 - 1 POINTEAU fiLETÉ EN ACIER

4 TROUS DIA

3~

PIÈCE 2 - ! CORPS EN ACIER PIÈGE 7 -34 VIS D'ASS., 6 PANS CREUX, ru" 10 x

14-24 UNe

PIÈCE 8 - 1 RONDEllE DE FREINAGE FENDUE

PIÈCE G - 1 JOINT EN NÉOPRÈNE

Fig. 7,48 Clapet de retenue

Bellows-Valvair, Ltd.

142

LES NORMES ET LES CONVENTIONS DU DESSIN INDUSTRIEL

LE PISTON·PLONGEUR REPOUSSE LE COIN SOUS LA POUSSÉE DU MOUTON

VERTICAL EST TRANSFORMÉ EN LE RESSORT DE DÉGAGEMENT, COMPRIMÉ PAR LE COIN, DÉGAGE LE POINÇON DE LA PIÈCE

MOUVEMENT HORIZONTAL

RESSORT DE RETOUR POUR REMETTRE LE MÉCANISME EN POSITION

EMPLACEMENT DE LA PIÈCE À POINÇONNER

LA PIÉCETTE EST ÉJECTÉE VIA LA

Piston· plongeur Organe de retour à ressort

1------------ 7'/8-------1 t--------------81f2---------j TAcHE 1 - SUR UNE FEUILLE DE FORMAT «B», TRACER LE PLAN D'ASSEMBLAGE, COMPRENANT UNE COUPE DE FACE ET UNE VUE DE DESSUS DE LA POINÇONNEUSE A L'EMPORTE.PIÈCE, AINSI QU'UNE NOMENCLATURE. LARGEUR DU CORPS DE L'APPAREIL: Vs"

TACHE 2 - TRACER LE PLAN D'ATELIER DES PIÈCES ET ÉVALUER LES COTATIONS MANQUANTES

Fig. 7.49 Poinçonneuse horizontale à l'emporte-pièce

Strippit Tooi & Machine Co.

4 TROUS, DIA

7 ï6

TETE DU CYLINDRE

......._ _ , .2. --_..
8

1----- ,

~

----.-

EN ACIER SAE 1045

2-----'

BAGUE DE RETENUE 4 VIS D'ASS. 5 x 1 - 18 UNC,

T6 ÉQUIDISTANTES SUR CERCLE Rf2,16 , AVEC RONDELLE DE FREINAGE

23

FORET ~-

ANNEAUX DE RETENUE

,

2' NPT PISTON EN MEEHANITE

ENSEMBLE DU CORPS DU CYLINDRE

NOTA: LES COTES CORRESPONDENT AUX DIMENSIONS NOMINALES; L'ÉTUDIANT DEVRA DÉTERMINER LES JEUX, LES CATÉGORIES D'AJUSTEMENT ET CHOISIR LES TORES (O-RINGS), LES BAGUES DE RETENUE, LES GARNITURES, LES JOINTS D'ÉTANCHÉITÉ, ETC.

Fig. 7.50 Vérin hydraulique à simple tige et à double effet

Bellows-Valvair, Ltd_

DIA ----04

1

:4

f------ COURSE 4

i --.....,.----/-

~'1 ..' - ' - - 1

J...? X1 16 I..J.

8

TIGE DE PISTON EN ACIER

FORET 37 ~ NPT 64' 8

EN BRONZE TÊTE DE TIGE

il

om

4 VIS O'MS.

~. X 1 ~

- 18 UNe,

ÉQUIDISTANTES SUR CERCLE

2~,

AVEC RONDElLE DE FREINAGE

DIA

3 ANNEAUX D'ARRÊT

SAE 1045

5 8-

11 UNe -

PISTON EN MEEHANITE

FORET

E _28 64

NPT

NOTA: LES COTATIONS REPRÉSENTENT LES GRANDEURS NOMINALES l'ÉlÈVE DOIT DÉTERMINER LES JEUX, LES AJUSTEMENTS ET CHOISIR LES JOINTS TORIQUES, LES GARNITURES, ETC,

Bellows-Valvair, ltd.

Fig. 7.51 Vérin hydraulique, double tige el double Illfet, dia 2", course 4"

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COUVERCLE OE CARTER DE TRANSMISSION, FONTE C·1508, FINI AU CHOIX

/ 8 TROUS À 45' D'INTERVALLE SUR CERCLE e 8, TARAUD ~ - 13 NC

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SAIGNÉE DE LUBRIFICATION 312

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PIÈCE 13 - 1 VIS DE RÉGLAGE EN ACIER

PIÈCE 15 - 1 ÉCROU EN ACIER

PIÈCE 14 - 1 TIGE DE CENTRE

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III 2UNF-2A

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PIÈCE 17 - 1 MANCHE EN ACIER

PIÈCE 18 - 1 SUPPORT DE MANCHES, EN ACIER

Delro Industries Limited

Fig. 7.64 Extracteur à bras parallèles (suite)

165

166

LES NORMES ET LES CONVENTIONS DU DESSIN INDUSTRIEL

TUYAU STANDARD

1 2 TROUS, FORET

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TUYAU STANDARD

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PI~CE 1 - 1 BATI

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VOIR DÉTAIL AGRANDI

PI~CE 2 - 1 CYliNDRE HYDRAULIQUE

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PI~CE 3 - 1 PIED DE LEVAGE

Fig. 7.65 Monte·charge hydraulique

PIÈCE 4 - 2 BRAS DE LEVAGE

LE DESSIN D'ATELIER 13 2 TROUS, FORET 64

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PIÈCE 6 2 ARERES EN ACIER

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PIÈCE 17 - 2 BOULONS HEX.,

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PIECE 18 - 4 ECROUS HEX_,

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PIÈCE 19 - 2 GOUPilLES fENDUES, DIA

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PIÈCE 20 - 6 GOUPillES fENDUES, DIA..!.. XI..!..

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PIÈCE 10 -

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1 ARBRE EN ACIER DOUX

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1 CLIQUET EN ACIER DOUX

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PIÈCE 8 2 ARBRES EN ACIER

PIÈCE 7 -

TÂCHE - SUR UNE FEUillE DE FORMAT .. e», TRACER UN PlAN D'ASSEMBLAGE SUR UNE VUE DU MONTE-CHARGE HYDRAULIQUE, LA PlAQUE DE LEVAGE 14 ÉTANT il 3 PIEDS AU-DESSUS DU SOL

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9 64

TUYAU STANDARD 1

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PIÈCE 13 - 2 BARRES DE GENOUillÈRE

Fig. 7.65 Monte-charge hydraulique (suite)

PIÈCE 14 - 1 PlAQUE DE LEVAGE

9 ï6 PIÈCE 15 - 1 LEVIER EN ACIER DOUX

167

168

LES NORMES ET LES CONVENTIONS DU DESSIN INDUSTRIEL 1

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2 TROUS,

AUX DEUX BOUTS

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PIÈCE 2 - 1 PLAQUE SUPPORT DE PIÈCE EN ACIER DOUX

11 tORET 32 • TARAUD POUR TUYAU

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BÂTI EN FONTE

1

PIÈCE 3 - 1 COLONNE DE GUIDAGE EN ACIER

PIÈCE 4 - 1 SUPPORT DE BIJTÉE EN ACIER

PIÈCE 5 - 1 BOULE EN

ACIER LAMINÉ il FROID

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11:::.~~=2l-1---'...Y:I~~~ T:h! ~ --[J ~ 2~-~tr PIÈCE 6 - 1 VIS DE BUTÉE EN ACIER lAMINÉ À fROID

PIÈCE 8 -

PIÈCE 7 ! SUPPORT DE ViS DE BUTÉE EN ACIER LAMINÉ

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1 BASE DE BUTÉE EN ACIER LAMINÉ À FROID

Acme Industrial

Fig. 7.66 Montage de perçage

LE DESSIN D'ATELIER

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SAIGNEE

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PIÈCE 10 - 1 SUPPORT DE PERÇAGE EN FONTE

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PIÈCE 9 - 1 DOUILLE EN V, EN ACIER LAMINÉ A FROID

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LOGEMENT POUR CLAVETTE, DISQUE N° 404

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PIÈCE 14 - 1 CONf DE GUIDAGE EN ACIER LAMINÉ À FROID

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PIECE 11 - 1 MANCHE EN ACIER LAMINÉ À FROID

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169

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FRAISURE POUR VIS DE MÉC. FRAiSEE N" 10

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ANGLE DE PRESSION PAS .262, G

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PIÈCE 12 - 1 COLONNE DE LEVAGE 1(')0

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Canadlan Institute of Steel Construction

252

LES LIAISONS TECHNIQUES

TYPES DE PETITS RIVETS

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SPH~RIQUE

Dans le soudage par points, le courant électrique circule à travers toute la surface de l'électrode. Le soudage se fait ordinairement à l'aide d'un poste de soudage à levier à commande hydraulique, à air comprimé ou même à ressort, pour appliquer les pressions. La longueur des leviers peut varier de 12 à 60 pouces. Ces appareils, conçus à l'origine pour le soudage par points de tôles de grandes dimensions, s'adaptent cependant très bien à certaines pièces de liaison. Bien que ces procédés de soudage soient semblables en plusieurs points, il faut en reconnaître les différences. Le coût d'un poste de soudage par points, par exemple, est beaucoup moins élevé que celui d'un poste de soudage par bossage. Cependant, ce dernier aura plus de souplesse et donnera beaucoup plus de latitude au concepteur. Le soudage par points a l'avantage de permettre de fixer un organe de liaison au moment de l'assemblage. L'utilisation de pièces de liaison conçues pour les appareils de soudage par points peut diminuer le temps d'installation et en accroître les possibilités.

DES LIAISONS SOUDÉES L'emploi des organes de liaison soudés exige quatre conditions préalables: 1. Les matières employées doivent se souder par résistance. On utilise ordinai-

ANNEL~

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PROCÉDÉS DE SOUDAGE Pour le soudage avec bossage, la chaleur de fusion se concentre sur les bossages ou projections préparées sur la pièce de liaison. Ces bossages se fondent dans la surface du support pour former la soudure. On recommande à cette fin un poste de soudage par pression à commande électronique. Ces appareils, équipés d'un vérin à air comprimé monté au-dessus des électrodes, maintiennent ces dernières dans un alignement plus précis, tout en contrôlant la pression avec précision.

BOMB~

NERVUR~

PYRAMIDAL

Machine Design, Vol. 37, N' 6, 1965.

Fig. 11.28 Types usuels de bossage

faut prendre 1 000 pièces au minimum pour réduire suffisamment le prix de revient de ces pièces de liaison. 4. On doit disposer de l'équipement de soudage approprié. L'intégration convenable du soudage des organes de liaison dans une chaîne d'assemblage accroît souvent le rythme de production et simplifie certains procédés d'assemblage. La réduction du prix de revient qui en découle devient un avantage appréciable sur les autres modes de fixation. Soudées au début de la fabrication, ces pièces forment une liaison permanente insensible aux vibrations. Elles sont aussi toutes désignées pour l'assemblage sur des pièces accessibles d'un seul côté où le serrage de boulons serait difficile sinon impossible, ou sur des tôles nécessitant une liaison par pièces filetées. Le choix d'un organe de liaison soudé et le mode de soudage dépendent de trois considérations principales:

1. Quel est le degré d'importance de la pièce de liaison à la résistance, à la traction, au couple et au cisaillement ?

2. L'importance

de

l'esthétique.

Vau-

drait-il mieux protéger les surfaces extérieures contre les marques, l'altération de la couleur, etc. ?

3.

L'importance

de

l'encombrement.

Doit-on utiliser la pièce de liaison dans un espace restreint ou à l'intérieur d'un assemblage?

258

LES LIAISONS TECHNIQUES

LES SOUDURES PAR POINTS AVEC BOSSAGE S'UTILISENT • lorsqu'on dispose de l'équipement approprié. • Pour des raisons d'esthétique: le soudage sur bossage ne défigure pas les surfaces du côté opposé à la soudure. • Pour le soudage de plusieurs pièces simultanément. • Pour maintenir un espacement minimal entre les pièces. • Pour des soudures sur une pièce d'épaisseur variable. • Pour le soudage sur des pièces de formes spéciales ou pour obtenir une soudure étanche. • Pour faciliter le soudage automatique à la chaîne et la localisation des pOints de soudage. • lorsque le soudage automatique doit se faire sans sur·, veil lance, pendant de longues périodes.

LES SOUDURES PAR POINTS S'UTILISENT • Lorsqu'on dispose de l'équipement approprié. • Lorsque les légères traces laissées par les électrodes sont sans importance. • Lorsque d'autres pièces de l'assemblage se fixent à la soudure par points. • Lorsque le soudage automatique se fait sous surveil· lance. Les électrodes s'écrasent assez rapidement et Il faut interrompre la production régulièrement pour les remettre en bon état. • Pour souaer Jes métaux dissemblables, tels que l'alu· minium, le cuivre ou le magnésium. • Lorsque la forme, la dimension ou l'encombrement ne permettent pas l'emploi de goujons soudés.

concepteur. On réalise ainsi des assemblages parfaitement étanches sous pression, qui permettent d'utiliser toufe la résistance de la pièce de base facilement, rapidement et à un prix de revient très faible. Ces procédés éliminent les opérations de perçage, de taraudage ainsi que le soudage ou le brasage manuel de boulons et d'écrous de formes diverses. La figure 11.30. décrit trois méthodes courantes de soudure à l'arc : a) L'arc électrique. b) Par percussion électrostatique. c) Par percussion électrostatique à l'arc. Tous ces procédés requièrent un arc électrique pour obtenir la chaleur nécessaire au soudage des pièces. Le goujon, attaché au porte-électrode, sert d'électrode et si nécessaire, le bout à souder contient un flux décapant. Les différences entre les divers procédés affectent la méthode utilisée pour obtenir l'arc, contrôler le cycle de soudage et l'intensité du courant.

Ce procédé, qui est le plus couramment utilisé, s'applique partout où l'on fabrique des pièces et des assemblages métalliques.

Cette méthode est une modification de la précédente, la différence se situant dans le mode de formation de l'arc électrique .

~o" Al GOUJON MIS EN CONTACT AVEC LA BASE

Le soudage à l'arc des goujons utilise la

L'équipement de soudage est portatif et d'une grande souplesse d'utilisation, laissant ainsi libre cours à l'imagination du

Dans ce procédé, une petite saillie à la base du goujon vient en contact avec la pièce de support. L'énergie provenant d'un condensateur fait fondre la saillie et une partie de la pièce de support. À ce moment, un ressort se détend et force le goujon en position dans le métal fondu avant la fin de la décharge électrique. La soudure ainsi obtenue couvre uniformément toute la surface en contact. Le cycle de soudage, d'une durée de une à quatre millisecondes, ne cause pas d'accumulation de chaleur dans le support. On peut ainsi souder des goujons à des tôles fines, sans risque de décoloration ou de déformation.

SOUDAGE À L'ARC DES GOUJONS

Machine Design, Vol. 37, W 6, 1965.

chaleur d'un arc électrique pour liquéfier une quantité suffisante de matière. Les pièces sont ensuite pressées fortement l'une contre l'autre pour former une liaison permanente. On soude ainsi des goujons de grosseurs, de formes et de types variés. Cependant, il importe de fabriquer ces goujons en matière soudable et de prévoir à un bout, une forme appropriée au mode de soudage. On utilise tous les modèles de postes de soudage à courant continu, bien qu'il existe des appareils spécialement conçus pour le soudage des goujons. On utilise des batteries d'accumulateurs, des condensateurs ou les deux à la fois, comme source d'alimentation, en plus de recourir parfois aux gaz inertes pour prévenir l'oxydation.

SOUDAGE DES GOUJONS PAR PERCUSSION ÉLECTROSTATIQUE

SOUDURE DES GOUJONS PAR PERCUSSION ÉLECTROSTATIQUE À L'ARC

Fig. 11.29 Choix du mode de soudage pour les pièces de liaison soudées

SOUDAGE À L'ARC DES ORGANES DE lIAISON 9

On l'emploie surtout avec des pièces de base dont la résistance se compare à celle de la pièce de liaison, bien qu'on l'utilise parfois avec des pièces plus minces.

Bl GOUJON ÉLOIGNÉ POUR FORMER UN ARC ET FOND RE LE BOUT DU GOUJON ET LA BASE 1l SOUDAGE

Uu,,,,, Ji =

Al GOUJON EN POSITION

Bl SAILLIE EN CONTACT AVEC LA BASE

A L'ARC

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Cl GOUJON PLONGÉ DANS LE MÉTAL FONDU

Dl SOUOURE TERMINÉE

DES GOUJONS

Ji Jll Jl1 Cl LE COURANT ÉLECTRIQUE S'ÉTABLIT

Dl L'ARC QUI EN RÉSUlTE LIQUÉFIE LA SAILLI E

El SOUDURE TERMINÉE

2l SOUDAGE DE GOUJON PAR PERCUSSION ÉLECTROSTATIQUE

Jl Al GOUJON EN CONTACT AVEC LA BASE

0 Al t

Bl GOUJON SOULEVÉ POUR FORMER UN ARC

Cl GOUJON PlONGÉ DANS LE MÉTAL FONDU

Dl SOUDURE TERMINÉE

3l SOUDURE DE GOUJON PAR PERCUSSION ÉLECTROSTATIQUE A L'ARC

Fig. 11.30 Soudage à l'arc des goujons

Machine Design, Vol. 37, W 6, 1965.

LIAISONS TECHNIQUES DIVERSES

Soudage à l'arc des goujons

Soudage de goujon par percussion électrostatique

Soudage de goujon par percussion électrostatlque'à l'arc

A A A A

A A A A

A A A A

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A A C A A

Forme de la liaison Ronde .......................•.................................................. Carrée ......................................................................... Rectangulaire ............................................................ Irrégulière .................................................................. Diamètre ou surface de la liaison Dia 1/16 po à 1/8 po .............................................. Dia t/8 po à 1/4 po .............................................. Dia 1/4 po à 1/2 po ................................................ Dia 1/2 po à 1 po .................................................... Jusqu'à .05 p02 .......................................................'" De plus de .05 p02 ................................................... Matière de la base Acier au carbone ...................................................... . Acier inoxydable ...................................................... Acier ail ié .................................................................. . Aluminium ................................................................... Laiton ............................................................................. Matière de la base Acier au carbone ...................................................... . Acier inoxydable ...................................................... Acier allié .................................................................. Aluminium .................................................................. Laiton ............................................................................. Épaisseur de Moins que De .01.5 po De .062 po De plus de

la base .015 po .................................................. . à .062 po .............................................. à .125 po ............................................ .125 po ..................................................

Critères de résistance La chaleur affecte la surface exposée ............ .. Jeu entre goujon et plaque .................................. En fonction de la liaison ...................................... En fonction de la base ..........................................

B B C

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jons de 5/16 po et plus. Les deux méthodes par percussion électrostatique servent au soudage des goujons de plus petits diamètres. Le tableau à la figure 11.31 permet de choisir le procédé approprié en se fondant sur certains critères affectant la résistance de la soudure: l'épaisseur de la base, la nature du métal, le type de goujon ainsi que son diamètre et sa forme.

2. Choix d'un modèle de goujon standard. Les goujons standards coûtent moins cher que ceux de formes spéciales et s'obtiennent facilement. On peut réaliser une économie appréciable en faisant un léger compromis sur le diamètre et la longueur, et ce, sans affecter l'utilité ou la résistance de l'assemblage. 3: Standardisation des diamètres et des longueurs. Tout changement de diamètre ou de longueur de goujons, destinés à des usages différents, exige ordinairement un réajustement de la machine, y compris le réglage de la durée du cycle et de l'intensité du courant électrique. Le recours si possible à un seul goujon résulte donc en une économie de temps et de main-d'œuvre.

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8) CLIVAGE

A) TENSION A B C -

o-

N'exige ni équipement ni procédés spéciaux. Pour des besoins particuliers exigeant des techniques spéciales qui' justifient l'expérimentation et la mise au pOint de techniques de soudage. Utilisations peu nombreuses. Non recommandé. Mode de soudage inexistant actuellement.

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C) CISAILLEMENT

Machine Design, Vol. 37, N' 6, 1965.

Fig. 11.31 Tableau des procédés de soudage des goujons

Cette procédure se rapproche de celle utilisée pour le soudage à l'arc, c'est-à-dire que le goujon s'éloigne de la base après la mise en contact.

UTILISATION DES GOUJONS SOUDÉS Le soudage des goujons s'utilise partout dans les ateliers de fabrication de pièces et d'assemblages métalliques. On peut souder parfaitement une pièce de liaison d'un diamètre inférieur à 3/32 po et un goujon ou une tige filetée jusqu'à 114 po de diamètre. La longueur de la pièce de liaison peut varier de 14 po à 40 po ou plus, selon les besoins. On fabrique ces

259

D) PElAGE 3M Company

Fig. 11.32 Efforts divers que subissent les constructions collées organes de liaison en acier doux, en acier inoxydable, en acier allié, en aluminium, en laiton, en bronze ou en magnésium.

CONSEILS POUR L'UTILISATION DES GOUJONS SOUDÉS Les points suivants permettent de réduire considérablement le prix de revient des goujons soudés : 1. Choix du procédé de soudure approprié. L'épaisseur de la pièce de base dé'termine ordinairement le mode de soudage à utiliser. Le soudage à l'arc électrique s'utilise couramment pour des gou-

CO~STRUCTION CO~LÉE'O Les adhésifs remplacent souvent avantageusement les soudures, les rivets et autres liaisons techniques. On les utilise dans l'assemblage de pièces de matières diverses, en aluminium, en laiton, en magnésium; en acier, en acier inoxydable, en titane et en cuivre. Il faut cependant noter qu'en les substituant à un autre mode de liaison, les adhésifs donnent rarement leur meilleur rendement. L'explication réside dans le fait que, contrairement aux, autres organes de liaison, les adhésifs forment un joint efficace au contact de surfaces plus impor-

260

LES LIAISONS TECHNIQUES

tantes. Théoriquement, il suffit d'une surface de contact pour obtenir la résistance nécessaire, puisque toutes les surfaces en liaison supportent la charge. Quelques-uns des principaux facteurs à considérer pour les assemblages collés apparaissent dans ce chapitre, conformément aux renseignements fournis par la Minnesota Mining and Manufacturing Co., London, Ontario.

PAR RECOUVREMENT SIMPLE

PAR EMBRÈVEMENT

PAR RECOUVREMENT SIMPLE BISEAUTÉ

À TRAIT DE JUPITER

A MI·ÉPAISSEUR

Al LIAISONS SOUMISES AU CISAILLEMENT

ASSEMBLAGES PAR RECOUVREMENT Un assemblage à clin biseauté a plus d'efficacité qu'un simple joint à clin. Les rives biseautées augmentent la flexibilité aux endroits sujets à plier sous l'effort.

SUR SIMPLE CORNI ÈRE

PAR CORNIÈRES PAR CORNIÈRES À DEUX RAINURÉES RAINURÉES CORNI ÈRES

B) LIAISON D'ANGLES

L'assemblage à trait de Jupiter situe le joint collé sur le plan des efforts de cisaillement des pièces. Cependant, l'usinage nécessaire peut rarement s'obtenir avec les tôles. L'assemblage à lll1-epaisseur résiste mieux au fléchissement que le trait de Jupiter, mais il présente aussi des difficultés d'usinage. L'assemblage par embrèvement situe le joint collé sur le plan des efforts de cisaillement des pièces. L'application d'une pression pendant le durcissement de l'adhésif est facile et il suffit d'une simple opération de formage pour préparer les pièces.

PROFIL EN T PROF! l EN TRAPÈZE

PIÈGE ONDULÉE OU GAUFRÉE

Cl LIAISONS DE PIÈCES DE RENFORT POUR rOtES fiNES

À MORTAISE ET À TENON

À PAUME CAR RÉE

À ONGLET ET LANGUETTE RAPPORTÉE

Dl ASSEMBlAGE EN ANGLE ~OUR PORTES ET fENÊTRES 3M Company

ASSEMBLAGES D'ANGLES Les assemblages d'angles sont plus ou moins sujets au clivage et au pelage, selon l'épaisseur des pièces.

ASSEMBLAGES ABOUTÉS Deux pièces aboutées résistent mal au clivage et on recommande plutôt les assemblages encastrés. L'assemblage à miépaisseur à rainure et languette permet de contrôler l'épaisseur de l'adhésif. De plus, le montage devient facile et l'alignement ne pose aucun problème.

ASSEMBLAGES DE RENFORT Lorsqu'on soumet à un fléchissement une tôle collée à une pièce de renfort, l'assemblage a tendance à peler. L'accroissement ou la diminution de l'épaisseur de l'une des pièces corrige un peu cette tendance. On peut aussi corriger ce défaut en utili-

Fig. 11.33 Assemblages collés

sant des p!eces de renfort conçues pour fléchir avec la tôle. On utilise plusieurs types de pièces de renfort, tels les profilés en T, en trapèze, ondulés ou gaufrés. Quoique le profilé en T soit simple, on utilise plus couramment le profilé en trapèze dont la rigidité est excellente. Par contre, les profilés ondulés ou gaufrés assurent la planéité de toute la surface.

L'assemblage à onglet, utilisé dans la fabrication de contre-portes ou de cadres, peut se coller. Cependant, pour obtenir une surface collée suffisante, on utilise les assemblages à paume carrée, à mortaise et à tenon ou encore à onglet et languette rapportée. Le joint à paume serrée est simple mais requiert des opérations d'usinage. Les joints à mortaise et à tenon sont excellents mais requièrent aussi des opérations d'usinage. Par contre, on doit considérer j'emploi du joint à onglet et languette rapportée surtout pour j'assemblage de pièces creuses produites par filage.

ASSEMBLAGES DE PIÈCES CYliNDRIQUES Les assemblages en T et à recouvrement de pièces cylindriques sont deux types de joints qui s'adaptent bien au collage. Toutes les surfaces en contact étant collées, ces assemblages offrent plus de résistance. De plus, ce mode de fabrication améliore l'apparence des joints qui ne se déforment pas aux températures élevées du soudage.

1. BRAENDEL, F. W., in Machine Design, 1965.

«

Pin Fasteners", Vol. 37, N° 6,

2. WURZEL, H., R. J. MUNSEY, et H. E. McCORMICK, « Retaining Rings ", in Machine Design, Vol. 37, N° 6, 1965. 3. The Wallace Barnes Company Ltd.

4. SEITL, W. L, et S. PETRUS, « Spring Clips ", in Machine Design, Vol 37, W 6, 1965. 5. WEISSMAN, T. E., « Guide to Fastening Deviees ", in Canadian Machinery and Metaill'orking, Vol. 73, N° 12, 1962. 6. HARTWELL, A. et al., "Small Rivets», in Machine Design, Vol. 37, N° 6, 1965.

7. FREEMAN, T. R., «Blind Rivets », in Machine Design, Vol. 37, N° 6, 1965.

ASSEMBLAGES EN CORNIÈRE Il est possible d'assembler en cormere des pièces de tôle ou d'agglomérés collés moyennant certaines modifications. Les cornières de renfort permettent l'assemblage par adhésif et forment des joints étanches. Les cornières à rainures et les cornières doubles sont les types les plus courants et forment des joints plus rigides.

8. GREY, G. F., {( Resistance Welded Fasteners », in Machine Design, Vol. 37, W 6, 1965. 9. SINGLETON, R. c., « Arc Welded Fasteners ", in Machine Design, Vol. 37, N' 6, 1965. 10. 3M Company.

LES LIAISONS TECHNIQUES PAR SOUDAGE

The James F. Lincoln Arc Welding Foundation

Fig. 12.1 Pièces diverses fabriquées ou assemblées par soudage

261

262

LES LIAISONS TECHNIQUES

3. On peut recourir à la construction tubulaire. Le but principal du soudage consiste à réunir diverses pièces métalliques en une seule structure capable de supporter les charges prévues. La réalisation d'assemblages soudés efficaces et peu coûteux exige du dessinateur une bonne connaissance des principes de base du soudage, de ses avantages et de ses limites.

4. Les structures soudées permettent de minimiser le bruit dans les constructions urbaines, facteur très important dans l'érection des édifices à proximité des écoles et des hôpitaux.

À ÉVITER

5. L'absence de têtes de rivets ou de boulons simplifie le travail des peintres et diminue les frais d'entretien.

Le concepteur s'efforcera d'utiliser le mo-

~~"'"?~~~ ou

BOUT À BOUT

RECOUVREMENT

EN CORNIÈRE

EN T

À ÉVITER

RELEVÉS

Fig. 12.2 Types d'assemblages soudés

de de construction le plus économique pour obtenir la structure projetée la plus agréable. À cette fin, il peut recourir selon les exigences, au soudage et au boulonnage; il peut même prévoir des pièces matricées, forgées ou moulées. Il doit aussi tenir compte des possibilités qu'offrent les tuyaux et les profilés de construction.

À ÉVITER

2. Ces constructions soudées allient la légèreté à une plus grande résistance.

C) EN CHAUDRONNERIE ET VAISSEAUX SOUS PRESSION

2. La netteté d'un cordon de soudure améliore souvent l'apparence d'une charpente.

En chaudronnerie, le soudage remplace avantageusement le rivetage employé antérieurement.

Cl ÉViTER L'OBLIGATION DE FAÇONNER LA SOUDURE

Dl SOUDER UNE PIÈCE ÉPAISSE PLUTllT QU'UNE PIÈCE EN SURÉPAISSEUR POUR OBTENIR UNE SURFACE À fAÇONNER

Canadian Welding Bureau

Fig. 12.4 Conseils sur l'utilisation des soudures

Cl SOUDURE

Al SOUDURE SUR

Bl CORDON DE

CHANFREIN

SOUDURE D'ANGLE

EN BOUCHON

AMORCE

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Fig. 19.5 Caractéristiques générales des accouplements variables courants limité de joints universels disponibles comparativement à celui des accouplements variables en simplifie le choix. Le cardan à croisillon ou joint de Hooke demeure le plus courant; il comprend un croisillon relié aux arbres par des chapes. Le croisillon, toujours à angle droit avec l'arbre entraîné, ne forme pas une liaison homocinétique, la vitesse angulaire de l'arbre mené subissant une variation sinuso1dale. En plus de cet inconvénient majeur, ce mécanisme ne peut compenser le manque de parallélisme et la variation des distances entre les arbres par suite d'un mouvement anOn corrige ces inconvénients gulaire. en utilisant deux joints universels et un joint télescopique ou coulissant semblable au joint homocinétique Hotchkiss, utilisé sur certains véhicules automobiles. Dans ce cas, l'arbre de transmission et celui du pignon du différentiel sont parallèles, ce qui permet aux deux joints d'annuler entièrement les fluctuations du mouvement de rotation. Lorsqu'on utilise ainsi deux joints universels, les chapes en bouts d'arbres doivent être parallèles, sinon la fluctuation des vitesses angulaires augmente au lieu de s'annuler. Afin d'obtenir une vitesse angulaire constante à l'aide d'un seul joint, il faut utiliser un joint homocinétique. Dans la plupart de ces mécanismes, la liaison s'effectue par une rotule qui maintient constamment le

centre de rotation au point de rencontre des axes de la machine. Ils sont cependant plus compliqués et plus coûteux que les joints de Hooke. Le joint universel à la figure 19.6 illustre un de ces joints homocinétiques. La liaison se fait par des billes d'acier montées dans des chemins de rou-

lement, grâce auxquels le sommet de l'angle formé par lés axes se situe toujours sur le plan des points de contact entre les billes et les chemins de roulement. Les arbres flexibles transmettent également une vitesse constante, mais se limitent à des puissances relativement faibles.

/ Fig. 19.6 Joint hOMocinétique

The Bendix Corporation

418

LES LIAISONS MÉCANIQUES

EMBRAYAGES L'embrayage sert à mettre en marche ou à arrêter une machine ou un organe de machine en rotation sans arrêter le moteur. Les embrayages servent à une foule d'autres usages, tels que le maintien d'une vitesse, d'un couple ou d'une puissance constante et comme limiteurs de couple. On les utilise aussi pour le débrayage automatique, les mises en marche et les arrêts instantanés ou progressifs et autres fonctions, tels les mécanismes antirecul et à roue folle.

Il existe trois sortes d'embrayages d'usage courant: mécaniques, électromagnétiques et hydrocinétiques. Ces catégories se subdivisent en plusieurs variétés possédant des caractéristiques spéciales répondant à des exigences différentes.

COUPlEURS 2 Les coupleurs se classent en deux catégories: les coupleurs instantanés et les embrayages progressifs. Les coupleurs instantanés fonctionnent par un engrènement de

Al MANCHON

BI

MANCHON

A GRIFFES

A GRIFFES

CARRÉES

ORIENTÉES

dents métalliques ou griffes sur l'arbre moteur avec les éléments correspondants sur l'arbre entraîné. Les embrayages progressifs permettent la liaison en rotation avec l'arbre mené par la mise en contact d'éléments ou d'organes tels que disques, bandes, ou sabots. Les coupleurs instantanés peuvent se briser mais ne glissent pas, tandis que les embrayages progressifs glissent mais ne se brisent pas. Coupleurs instantanés. Le coupleur instantané ne glisse pas sans se briser. À capacité égale, ce coupleur est plus petit, plus léger et moins coûteux qu'un embrayage progressif. Il est aussi moins compliqué et ne requiert pas d'ajustement pour compenser l'usure. Cet organe dégage peu de chaleur et les embrayages répétés ne l'affectent pas. Cependant, l'embrayage avec un arbre en mouvement produit toujours un choc, quelle qu'en soit la vitesse,; il devient impossible aux vitesses plus élevées, bien que dans ces cas, le débrayage soit parfois possible. Un autre inconvénient du coupleur instantané réside le plus souvent dans l'impossibilité de réaliser la liaison sans un certain mouvement entre les arbres pour permettre l'enclenchement des pièces. Le coupleur instantané, moins courant que l'embrayage progressif, s'emploie tout de même dans un grand nombre d'appareils, dans des transmissions synchronisées, par exemple. On l'utilise aussi dans les machines-outils, les machines de bureau, les appareils ménagers actionnés par de petits moteurs, ainsi que dans les machines mues par des moteurs plus puissants, telles que les presses, la machinerie lourde et les transmissions pour véhicules automobiles. On fabrique trois modèles de coupleurs instantanés, en plus de nombreux modèles hybrides. Le manchon à griffes carrées (Fig. 19.7A) exigeait un jeu important au début lorsqu'on l'utilisait avec le fini brut de fonderie. Les manchons à griffes sont peu volumineux, peu coûteux et de construction simple. Ils ne dégagent aucune chaleur; l'embrayage ne se fait qu'à faible vitesse, mais ils peuvent fonctionner à des vitesses élevées.

Cl

À DISQUES DENTÉS A, B, link·Belt Limited C. The Bendix Corporation

Fig. 19.7 Embrayages instantanés

Ce mécanisme s'emploie moins souvent aujourd'hui, parce que l'embrayage entre des arbres en mouvement offre des dangers. En effet, le coupleur instantané peut causer le bris des mécanismes lorsque les machines possèdent un moment d'inertie élevé.

Les manchons à griffes orientées (Fig. 19. 7B) éliminent plusieurs des inconvénients du manchon à griffes carrées. Ces manchons à griffes orientées s'emploient généralement sous leur forme brute de fonderie. Cependant lorsqu'on doit débrayer des mécanismes en mouvement, on doit spécifier un fini d'usinage pour pouvoir les lubrifier. Les manchons à griffes orientées permettent l'embrayage à des vitesses plus élevées que les précédents; cependant, l'accrochage violent demeure inévitable lorsque le moment d'inertie de la charge est élevé. Ce coupleur ne s'utilise que dans une seule direction et les efforts en sens inverse le font fonctionner comme un mécanisme à cliquet ou à rochet. Les embrayages à disques dentés comportent des dents de formes diverses pour obtenir un embrayage très résistant que l'on peut débrayer à vitesses très élevées. Embrayages progressifs par friction mécanique. Ces mécanismes possèdent de nombreux avantages. L'arbre conduit, entraîné par friction, augmente progressivement sa vitesse jusqu'à atteindre celle de l'arbre moteur, éliminant ainsi le choc de démarrage. Sans griffe ni denture, l'embrayage se fait à des vitesses élevées. De plus, la tendance au glissement sous l'effet des chocs soudains ou d'une surcharge protège les mécanismes. L'embrayage par friction mécanique se classe en deux catégories: les embrayages à friction cylindrique où l'adhérence mécanique s'obtient perpendiculairement aux axes par le contact à l'extérieur ou à l'intérieur d'un cylindre et les embrayages à friction axiale où l'adhérence mécanique ré· sulte d'une pression axiale entre les pièces, comme dans les embrayages à cônes ou à disques. La force centrifuge n'affecte que peu ou pas ces derniers. À dimensions et à poids égaux, on peut leur donner de plus grandes surfaces de contact pour dissiper

CONES PRESSÉS L'UN DANS L'AUTRE PAR UN RESSORT

o(SOUE

~Eoo-

PLATEAU

[RESSORT

:4

~mAl CONIQUE

BI MONODISQUE

Fig. 19.8 Embrayages à friction

LES ACCOUPLEMENTS ... ET LES RÉDUCTEURS

419

la chaleur produite; enfin, O'n O'btient des efforts de friction équilibrés.

tre la bague extérieure pour transmettre à l'arbre le mouvement de rotation.

ficacement les machines contre les surcharges et facilitent les démarrages en douceur.

L'embrayage conique est sans dO'ute le plus ancien (Fig. 19.8A). Ce mécanisme très simple, pour un diamètre et une pression donnés, peut transmettre des effO'rts assez considérables. L'utilisation de ces embrayages se limite actuellement à des vitesses périphériques peu élevées pO'ur les dispositifs d'avance, de machines-outils, les accessoires de taraudage pour perceuses, les transmissions synchronisées par synchromesh et autres machines de faible puissance. Dans ces conditions, l'embrayage instantané n'endommage pas les mécanismes. On utilise aussi les embrayages coniques comme limiteurs de charge.

Cependant, lorsque l'arbre moteur tourne en sens cO'ntraire ou que la bague extérieure tourne plus rapidement que la bague intérieure, les galets se déplacent et rompent la liaison.

Le modèle le plus simple et le plus courant, représenté schématiquement à la figure 19.10, consiste en un embrayage à disque unique mû par un électro-aimant. Le courant électrique produit un champ magnétique dans l'électro-aimant, lequel attire l'armature en fO'rme de tore. La bobine de l'électro-aimant, enroulée autour du moyeu, produit un champ magnétique lequel se propage radialement par la partie arrière de l'aimant jusqu'à la jante dont la surface de contact porte une matière adhérente. Quant à l'armature' en fer, il s'agit ordinairement d'un disque segmenté.

EMBRAYAGES ÉLECTROMAGNÉTIQUES3 Les embrayages électromagnétiques remplissent les mêmes fO'nctiO'ns que les embrayages mécaniques, mais sont contrôlés par un champ électromagnétique plutôt que par un mécanisme. On fabrique des embrayages de précision miniatures de ~ po de diamètre; les plus gros peuvent avoir un diamètre de 25 po. Tous ces embrayages se contrôlent par l'action d'un champ électrO'magnétique-; ainsi, la commande à distance s'effectue facilement et économiquement.

Al GALETS COINCtS ENTRE LES BAGUES FORMANT UNE LIAISON

Bl GALETS otGAGtS BAGUE EXTtRIEURE LlBtRtE

Fig. 19.9 Embrayage à roue folle Les embrayages à disque simple ou à disques multiples fO'rment un ensemble de plusieurs disques de friction montés sur des plateaux, que l'on met en contact par un jeu de ressorts et de leviers (Fig. 19.8B). En raison du mouvement longitudinal, la force centrifuge ne peut affecter ces embrayages; les efforts de friction s'équilibrent assez facilement et on peut obtenir des surfaces de frottement considérables pO'ur un encO'mbrement et un pO'ids donnés.

Les embrayages électromagnétiques fonctionnent soit par prise directe, soit par accouplement glissant. LO'rsqu'il faut embrayer et débrayer une machine plus de 12 fois par minute (ou plus de 4 ou 5 fois par minute pour un moteur électrique abrité) , ces embrayages s'avèrent efficaces, car le mO'teur peut tourner continuellement éliminant ainsi les arrêts et les démarrages à chaque opératiO'n. Le couple de certains mO'teurs étant plus élevé à vitesse normale qu'au démarrage, les embrayage-s électromagnétiques permettent l'entraînement de machines sans ralentir le moteur. Dans d'autres cas, ces embrayages protègent ef-

COUPLEURS HYDROCINÉTIQUES4 Les coupleurs hydrocinétiques sont semblables aux convertisseurs de couple, sauf qu'il n'y a pas de stator entre la turbine et les aubages (Fig. 19.11). Ces coupleurs transmettent l'énergie sans modifier ou accrO'ître le cO'uple, mais ils peuvent s'employer parfois comme variateurs de vitesse. Le fonctionnement des coupleurs hydrocinétiques s'apparente à celui des embrayages centrifuges, mais n'étant jamais entièrement débrayés, ils fonctionnent avec plus de douceur. De plus, ils possèdent les avantages suivants: 1. Le démarrage se fait en douceur à cause du glissement qui amortit les secousses et empêche le blocage du moteur; on peut donc éviter l'emplO'i de moteurs spéciaux pour prévoir le démarrage et les surcharges.

Les embrayages à roue fO'lle n'admettent qu'un seul sens d'entraînement, le mécanisme tournant librement en survitesse. Ce mécanisme est très simple (Fig. 19.9). Lorsque l'arbre entraîne le moyeu dans le sens indiqué par la flèche sur la figure, les galets roulent sur les rampes fO'rmées par l'inclinaison de la denture, se coincent conARMATURE hECTRO·AIMANT

Twln Dlsc Clutch Company, Racine, Wisconsin

Fig. 19.10 Embrayage électromagnétique

Fig. 19.11 Coupleur hydrocinétique

420

LES LIAISONS MÉCANIQUES

2. L'amortissement des chocs et des vibrations permet d'obtenir une transmission sans heurt et très douce. 3. Ils servent à répartir et à équilibrer les charges dans les machines à moteurs multiples. 4. Le grippage de l'arbre mené ne modifie pas la puissance du couple appliqué par le moteur.

Fonctionnement. Le mouvement du moteur entraîne des aubes radiales dans un demitore. Ces aubes transmettent l'énergie cinétique à une huile spéciale. L'huile, ainsi eutraînée, cède cette énergie à un aubage correspondant monté dans un autre demi-tore fixé à l'arbre de transmission. Lorsque l'arbre moteur tourne à une vitesse constante, celle de l'arbre mené peut varier entre zéro et 98 % de celle du moteur. En on n'obtient jamais une vitesse constante. Pour obtenir un couple sur l'arbre mené, un certain glissement s'impose entre les deux demi-tores. Pour un glissement nul, on obtient aussi un couple nul sur l'arbre mené. L'application d'une charge de plus

en plus grande produit un glissement et le couple transmis s'accroît rapidement pour atteindre 100% lorsqu'on arrête l'arbre mené, à la condition de ne pas modifier la vitesse du moteur.

Un frein consiste en un accouplement dont on a immobilisé l'une des pièces; on utilise les freins pour arrêter ou pour ralentir un mouvement. Ils se divisent en deux grandes catégories: les freins mécaniques et les freins électriques.

fREINS MÉCANIQUES 5 Les freins mécaniques transforment en chaleur l'énergie cinétique des machines en mouvement pour ensuite la disperser dans l'atmosphère, Pour la commande des freins, on utilise un système mécanique, hydraulique, à air comprimé ou électrique. Les surfaces frottantes se composent de garnitures en matières organique, métallique, céramique; on utilise deux de ces trois matières ou les trois à la fois. Les garnitures en matière organique s'utilisent le plus souvent étant donné leur très grande souplesse.

FREiNS À RUBAN Ce type de freins compte parmi les plus anciens; il se compose d'une bande d'acier doublée d'une garniture. Ordinairement, l'effort de traction sur la bande agit dans le même sens que le couple freiné, ce qui a pour effet de resserrer la bande plus fortement autour de l'arbre freiné. Cependant, certains freins à ruban moins courants ne produisent pas. cet effet d'autoserrage et répartissent ainsi également les efforts sur la circonférence de l'arbre freiné. D'autres modèles permettent un freinage efficace dans les deux sens de rotation (Fig. 19.12A). Il existe aussi un genre de freins à ruban avec disques qu'on utilise surtout dans les machines agricoles (Fig. 19.12B).

Dans le choix d'un frein, on doit tenir compte de deux facteurs importants: le couple ou la résistance requise pour produire j'effet de freinage désiré et la quantité d'énergie que le frein devra disperser par suite de freinages répétés.

Al FREIN DE SECOURS POUR CAMION. ORDINAIREMENT INSTALLÉ SUR LA TRANSMISSION

On fabrique trois sortes de freins pour le commerce, les freins à ruban, à tambour ou à disques (à étriers fixes). Il existe aussi certains freins spéciaux peu utilisés et dont il ne sera pas question dans ce chapitre.

Al ACTIONNÉ PAR DES RESSORTS, RElAcHt ÉlECTRIQUEMENT

Dl ACTIONNÉ ÉLECTRIQUEMENT BI fREIN li RUBAN ET À DISQUES UTILISÉ DANS lES MACHINES AGRICOLES A. Dings Brakes Co. B. Warner Electric Brake & Clutch Company

The Bendix Corporation

The Bendix Corporation

Fig. 19.13 Frein Il tambour

fig. 19.14 Freins électromagnétiques il disques

LES ACCOUPLEMENTS. "

La tension sur le ruban s'applique par

divers organes de liaison selon l'usage. Par exemple, des ressorts peuvent appliquer la tension qu'un vérin hydraulique ou autre mécanisme peut annuler.

FREINS À TAMBOUR Les freins à tambour sont sans aucun doute les plus connus à cause de leur emploi généralisé dans les véhicules automobiles. On en fabrique deux modèles: avec mâchoires montées à l'extérieur ou avec mâchoires montées à l'intérieur; les dimensions varient entre 5 po X 1 po et 30 po x 12 po et même plus. Le frein à tambour avec mâchoires à l'intérieur s'emploie plus fréquemment. Dans ces freins, les points d'appui des mâchoires flottantes se déplacent pour que les mâchoires puissent s'appuyer également contre le tambour. Par cette méthode, on obtient un freinage équilibré, tout en profitant d'un certain effet d'autoserrage.

FREINS ÉLECTROMAGNÉTIQUESb Le frein électromagnétique fonctionne selon les même principes que l'embrayage, à

Al CABLE

cette différence près que l'élément récepteur ne bouge pas. Tout comme les embrayages, il existe quatre modèles de base : à poudre magnétique, à courants de Foucault, à moteur électrique en court-circuitant l'induit et par friction mécanique. On compte parmi les plus en usage le frein à disques à friction actionné électromagnétiquement. On l'utilise habituellement pour bloquer complètement les mécanismes et non pour produire un ralentissement. Pour un freinage ou un ralentissement continu, on doit préférer les autres freins électromagnétiques. Les embrayages et les freins électromagnétiques se ressemblent à un point tel que les données et les renseignements sur les uns s'appliquent aussi aux autres.

ARBRES FLEXIBLES Les arbres flexibles permettent de transmettre à volonté l'énergie mécanique dans toutes lèS directions. Ils servent à entraîner les compteurs-indicateurs de vitesse, les instruments indicateurs et autres enregistreurs. Ils peuvent aussi, par contrôle à distance, actionner divers mécanismes soit en mouvement rotatif, soit en mouvement alte'matif. Les arbres flexibles s'emploient pour entraîner des mécanismes dans lesquels l'arbre moteur vibre continuellement ou lorsque les arrêts et les démarrages causent une fluctuation soudaine des efforts. Ils peuvent corriger les erreurs d'alignement sans causer de vibration. Les arbres flexibles dans les outils portatifs constituent aussi une autre utilisation d'importance.

Bl GAINE

Il ~CROU MALE GLISSANT

~~8 2l ~CROU FEMELLE GLISSANT Cl EMBOUTS DE GAINE

On utilise de plus en plus les arbres flexibles pour le contrôle à distance, et à grande vitesse de mécanismes réversibles. On les utilise aussi pour l'ajustement des sièges d'automobiles et pour la commande des glaces et de la capote des automobiles décapotables, pour actionner les verrières et les ailerons des avions, ainsi que pour les soupapes et les appareils enregistreurs, etc. 7Les arbres flexibles sont conçus pour transmettre la puissance en rotation entre des mécanismes ne pouvant se relier par un arbre rigide ou par un autre mode de transmission. Les principaux éléments d'un arbre flexible (Fig. 19.15) sont:

Dl EMBOUTS DE CABLE

Fig. 19.15 Principaux éléments d'un arbre flexible

1. Le câble, formé par l'enroulement à pas serrés de plusieurs rangs de fils en acier. Il représente l'élément de transmission.

ET LES RÉDUCTEURS

421

2. Les embouts de câble, fixés au câble, permettent la liaison entre les éléments moteur et mené. 3. La gaine se présente sous forme d'un tuyau flexible à l'intérieur duquel tourne le câble. Elle guide et supporte le câble qui transmet le mouvement, tout en le protégeant de la poussière et de's dommages; elle maintient aussi la lubrification. 4. Les embouts de gaine servent à fixer le câble flexible aux carters et aux bâtis des mécanismes qu'ils relient.

BOÎTES DE VITESSES Les boîtes de vitesses permettent de réaliser, à partir d'un arbre moteur tournant à vitesse constante, une gamme plus ou moins étendue de vitesses. Ces organes servent sur de nombreuses machines, depuis les petites machines-outils jusqu'aux camions. Les vitesses se limitent à quelques rapports bien définis ou peuvent varier à l'infini sur toute la gamme. L'efficacité assez élevée atteint plus de 90% dans certains modèles. Les boîtes de vitesses se divisent en trois grandes catégories: a) Rapports fixe's b) Rapports variables, à gamme limitée c) Rapports variables, sans limite Dans ce chapitre, on traite des cinq principaux types de boîtes de vitesses. On inclut le convertisseur de couple' hydrocinétique que l'on considère comme un appareil mécanique, même s'il s'agit d'un appareil hydraulique. Dans chaque cas, nous expliquons les principes de base et les caractéristiques de la boîte de vitesses dont le choix, en définitive, vise l'obtention du mécanisme le mieux approprié et le plus économique.

BOÎTES DE VITESSES PAR ENGRENAGES8 Les appareils de transmission à vitesses multiples permettent d'obtenir des rapports de vitesses précis et très efficaces. Ils servent sur les machines-outils, sur l'équipement mobile et autres appareils requérant un choix de rapports de vitesses déterminés. Les boîtes de vitesses se divisent en deux grandes catégories: les boîtes à commande manuelle et les boîtes à commande automatique.

DISPOSITIFS DE BASE Les dispositifs les plus courants comportent des axes parallèles que l'on divise en quatre genres différents.

422

LES LIAISONS MÉCANIQUES

Baladeurs à griffes. Plusieurs roues de différents diamètres, clavetées sur un arbre, s'engrènent avec des roues folles sur un arbre parallèle (Fig. 19.17B). Le changement de rapport s'obtient au moyen de baladeurs à griffes clavetés coulissants qui entraînent la roue folle; cette dernière donne le rapport de vitesses requis. Les boîtes de vitesses à baladeurs à griffes s'emploient sur un grand nombre d'appareils, y compris les transmissions industrielles lourdes. Tous les genres de roues dentées peuvent servir dans ces boîtes de vitesses; elles peuvent être droites, hélicoïdales, à chevrons ou coniques. Dans les véhicules automobiles à commande manuelle, les boîtes de vitesses combinent les deux systèmes: le baladeur à

MANCHON RACCORDt AU MOTEUR

ARBRE RÉCEPTEUR

- ARBRE DE RENVOI

ROUES GLISSANTES

Al BALADEUR A ROUES

COU~ ARBRE

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RÉCEPTEUR

CLAVETtES

ARBRE MOTEUR

Dl BALADEUR A GRIFFES ARBRE MOTEUR

SATELLITE

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ARBRE RtCEPTEUR ROUES RÉCEPTRICES CLAVETtES Cl SATelLITE FOU

Rockwell Manufacturing Company, Power Tooi Division

PIGNON PLANtTAIRE

Fig. 19.16 Variateur de vitesse pour un lour de 14" Baladeurs à roues. Le changement de rapport se pratique par le déplacement de roues coulissantes montées sur un ou plusieurs arbres de renvoi parallèles (Fig. 19.17A). Le changement de rapport exige ordinairement le débrayage de l'arbre moteur.

En général, la commande des boîtes de vitesses à baladeurs à roues se fait manuellement au moyen d'un levier ou d'un volant. On peut les obtenir avec un ou plusieurs arbres récepteurs orientés de manière différente ainsi qu'avec les dispositifs de montage appropriés.

PORTE. SATELLITE

COURONNE

Dl PLANÉTAIRE

Fig. 19.17 Boîtes de vitesses

LES ACCOUPLEMENTS .,. ET LES RÉDUCTEURS

griffes et des roues d'engrenage hélic01dales pour la marche avant et le baladeur à roues d'engrenage droites pour la marche arrière. Satellite fou. Un arbre supporte des roues clavetées fixes de différents diamètres (Fig. 19.17C). Un satellite fou monté sur un basculeur mobile se déplace soit avec une roue coulissante montée sur un autre arbre pour changer le rapport, soit en mettant en prise les premières roues avec d'autres roues fixes. Ce mécanisme permettant d'obtenir un grand nombre de rapports très rapprochés s'emploie fréquemment sur les machines-outils. En reliant deux boîtes de vitesses à satellite fou, on obtient une transmission comportant un très grand nombre de rapports de vitesses à partir d'un moteur à vitesse constante. Ordinairement ces appareils se commandent manuellement et le changement ne peut se faire sans arrêter le mécanisme. Planétaire. De toutes les boîtes de vitesses, les systèmes planétaires, pour une même gamme de rapports et de capacité de transmission, comptent parmi les plus souples et

423

les moins encombrants (Fig. 19.17D). Par contre, ils sont les plus coûteux à cause des systèmes d'embrayage et de freinage essentiels pour la commande du mécanisme. De plus, ces boîtes de vitesses offrent un choix de rapports de vitesses limité. On équipe la plupart des boîtes de vitesses planétaires d'une commande automatique laquelle modifie le rapport en fonction de la vitesse de rotation et de l'importance du couple.

VARIATEURS DE VITESSES PAR COURROIE OU PAR CHAÎNE9 Les variateurs de vitesses par courroie ou par chaîne permettent de réaliser, à partir d'un arbre moteur tournant à vitesse constante, une gamme étendue de vitesses sans rapports déterminés. Ces variateurs, entraînés surtout par des moteurs électriques, contiennent souvent un moteur intégré auquel on ajoute parfois un réducteur pour obtenir des vitesses réduites. Ces appareils de transmission, assemblés sur un bâti ou dans un carter, peuvent se

Cone-Drive Gears, Division Michigan Tooi Company

Fig. 19.19 Variateur de vitesse par friction monter horizontalement, verticalement ou à 45 Les rapports de vitesses varient entre 10 pour 1 et 2 pour 1 et même jusqu'à 16 pour 1 dans certains modèles. Une gamme type de vitesses, obtenue en utilisant le variateur avec et sans réducteur, s'échelonne entre 4660 tr/mn et 1.7 tr/mn. Certains modèles récents augmentent cette gamme jusqu'à 16000 tr/mn au moyen d'un multiplicateur de vitesse intégré. 0

•

Il existe plusieurs accessoires offerts avec ces variateurs de vitesses, tels que freins, embrayages spéciaux et accouplements, moteurs spéciaux et mécanismes de' commande perfectionnés. Chaîne ou courroie métallique. Le variateur illustré à la figure 19.18 fonctionne à l'aide d'une chaîne spéciale à dentures latérales, lesquelles s'engrènent dans des dentures disposées en rayon sur des flasques coniques coulissantes. Le changement des rapports de vitesses fonctionne sur le même principe que celui des variateurs de vitesses par courroie. link-Belt Llmited

Fig. 19.18 Variateur de vitesse par chaîne

Courroie en V. Des variateurs de vitesses très peu encombrants, fabriqués d'après le

424

LES LIAISONS MÉCANIQUES

principe des poulies à flasques réglables, s'obtiennent avec des gammes de rapports très étendues. La modification des rapports s'accomplit en changeant la position de la flasque mobile de la poulie motrice. La variation de tension sur la courroie en V ajuste automatiquement la poulie réceptrice, dont la flasque coulissante reste soumise à une pression par un ressort. L'éloignement de la flasque réduit la tension sur la courroie; il en résulte une réduction égale de la tension sur la poulie réceptrice. La flasque coulissante de cette dernière se rapproche sous la poussée du ressort; la courroie remonte ainsi vers l'extérieur de cette poulie, ce qui modifie le rapport de vitesses.

VARIATEURS DE VITESSES À fRICTION 'O Ces variateurs sont conçus pour transmettre à peu près sans vibration, les mouvements de rotation par friction aux points de contact des éléments. Le changement des rapports de vitesses s'effectue par le déplacement radial des points de contact entre les roues motrice et réceptrice. La pression exercée sur les éléments actifs produit l'adhérence par friction aux points de contact. Cette friction à son tour détermine la capacité de transmission de l'appareil. Ces variateurs, tout comme les variateurs à roue libre, ne s'emploient que dans les labora-

toires et pour certains procédés speCiaUX, depuis la mise au point d'appareils de contrôle électroniques pour les moteurs électriques asynchrones ou à courant continu.

STATOR

Ces variateurs permettent de réaliser la variation de vitesses en continu entre 1.5 tr/mn et 40 tf /mn, et tout comme les précédents, leur utilisation est limitée. Ces mécanismes font place aux contrôles électroniques. La figure 19.20 représente un de ces variateurs de vitesses.

Al CONVERTISSEUR DE COUPLE

A CARTER

ROTATIF

VARIATEURS ÉLECTRONIQUES Ces appareils comportent un redresseur de courant formé de divers dispositifs à semiconducteurs, tels les diodes à jonction, les thyristors et les triacs équivalant à deux thyristors montés tête-bêche. On peut ainsi fabriquer un grand nombre de variateurs de vitesses pour contrôler des moteurs accouplés ou non à des réducteurs ou à des multiplicateurs de vitesses. Un variateur électronique peut inclure un circuit de freinage plus efficace qu'un frein mécanique, des dispositifs de contrôle à distance, etc., et peut répondre à tous les besoins. Ces variateurs de vitesses sont réellement des variateurs de couple. Pour une charge fixe, la vitesse de rotation diminue ou s'accroît en fonction de l'énergie électrique fournie au moteur par l'appareil de contrôle. Lorsqu'il faut maintenir une vitesse constante sous des charges variables on doit ajouter des circuits de rétroaction compliqués qui augmentent considérablement le coût de ces variateurs.

Les convertisseurs de couple hydrodnétiques permettent de varier dans une certaine limite le couple reçu, en fonction de la résistance offerte par la charge. Ces appareils ressemblent aux coupleurs hydrocinétiques auxquels on a ajouté un stator (aubage fixe).

Zero· Max Industries, Incorporated

TURBINE

VARIATEURS DE VITESSES À ROUE lIBRE "

CONVEIUISSEIJRS DE COUPLE HYDROCINÉTIQUES '2

Fig. 19.20 Variateur de vitesse il roue libre

POMPE

Le schéma de la figure 19.12A montre le fonctionnement d'un convertisseur type à un seul étage. Il comprend trois organes: la pompe, la turbine et le stator. La pompe, entraînée par le moteur, transmet l'énergie cinétique à une huile Spéciale qui la retransmet à la turbine montée sur l'arbre récepteur. À sa sortie de la turbine, le fluide s'engage dans !'aubage du stator qui, à son tour, le dirige vers la pompe et en modifie la direction selon j'importance de la charge entraînée.

BLOQUÉ

VITESSES ÉGALES

Dl ÉCOULEMENT DANS UN CONVERTISSEUR Machine Design. Vol. 37, N" 14, 1965

Fig. 19.21 Convertisseur de couple réglable

Sous une faible charge, la turbine tournant pratiquement à vide, le fluide circule dans l'aubage de la turbine avec peu de perte de vitesse pour ensuite circuler dans le stator. À sa sortie du stator, le fluide s'engage dans l'aubage de la pompe à un angle très faible. En augmentant la charge, la vitesse de la turbine diminue. Le fluide ralenti s'engage dans le stator pour retourner à la pompe à un angle différent, ce qui accroît l'effort du couple moteur proportionnellement à l'effort plus grand fourni à la turbine. La figure 19.21B illustre la différence dans l'écoulement du fluide dans les divers aubages, lorsque la turbine bloque ou tourne librement.

Tout organe qui, intercalé dans une transmission entre le moteur et le récepteur, permet de réduire la vitesse dans un rapport constant tout en conservant au rendement près la puissance à transmettre, porte le nom de réducteur de vitesse. Dans cette section, nous ne mentionnons que les réducteurs de vitesse à train d'engrenages enfermés dans un carter, quoique les mêmes données s'appliquent également aux multiplicateurs de vitesse qui leur ressemblent. D'ailleurs, certains réducteurs s'emploient souvent comme multiplicateurs. Les réducteurs de vitesse à train d'engrenages se classent en deux catégories: les réducteurs sur semelle et les réducteurs montés sur arbre.

LES ACCOUPLEMENTS . .. ET LES RÉDUCTEURS

forts transmis par les engrenages et le graissage se fait par barbotage. La liaison entre le moteur et les réducteurs montés sur arbre se fait ordinairement à l'aide d'une transmission par courroie en V. On fabrique ainsi des ensembles avec des rapports de vitesses de 10 tr/mn à 400 tr/mn, d'une puissance de 180 HP dont le couple atteint parfois 150000 lb/po.

Winsmlth. Division 01 U.M.C.

Fig. 19.22 Réducteur de vitesse sur semelle

On fabrique aussi des unités à faible puissance ou moto-réducteurs comprenant des réducteurs de petite dimension avec moteur intégré.

RÉDUCTEURS SUR SEMELLE'3 On fabrique une variété de réducteurs sur semelle assemblés avec différents genres de roues dentées: hélicoldales, hélicoïdales doubles, coniques hélicoïdales, droites, droites à chevrons, à roues et vis sans fin tangentes ou globiques. On peut combiner un ou plusieurs de ces éléments. La disposition des arbres moteur et récepteur peut être concentrique, parallèle, à angle droit vers le bas, vers le haut ou latérale. Dans certains cas, on monte en série deux, trois ou même quatre réducteurs pour obtenir plusieurs rapports de vitesses, de 1.5 pour 1 à 3 600 pour 1.

Le rapport de vitesses de ces réducteurs reste invariable; on peut cependant modifier le rapport de transmission de la courroie en V pour réduire ou augmenter la vitesse de rotation. On utilise aussi un variateur par courroie pour faciliter les changements de vitesse fréquents. Quant à l'arbre récepteur, des bagues permettent de l'adapter à l'arbre moteur de la machine entraînée.

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En plus des réducteurs courants, bon nombre de modèles spéciaux s'obtiennent sur le marché.

RÉDUCTEURS MONTÉS SUR ARBRE'4 Le· carter d'un réducteur monté sur arbre n'a pour tout support que l'arbre moteur de la machine entraînée. En conséquence, il faut retenir le carter pour l'empêcher de tourner librement. À cette fin, on prévoit un dispositif d'ancrage pour fixer le carter à un élément rigide.

Ces réducteurs à engrenage simple ou à train d'engrenages se composent de roues dentées droites, hélicoïdales ou à chevrons, dont les arbres moteur et récepteur sont concentriques ou parallèles (Fig. 19.23). Les arbres se montent sur des paliers en butée et cylindriques pour résister aux ef-

Fig. 19.23 Réducteur monté sur arbre

Dodge Manulacturing Corporation

20 LES COUSSINETS, LES ROULEMENTS, LES LUBRIFIANTS ET LES DISPOSITIFS D'ÉTANCHÉITÉ

PALIERS' HISTORIQUE DES ROULEMENTS La conception et la mise au point des principes de base ainsi que l'utilisation des paliers antifrictions remontent à plusieurs siècles. À l'origine, leur unique fonction consistait à diminuer le frottement. Depuis les temps les plus reculés et sur toute la surface terrestre, les hommes ont cherché à déplacer des objets lourds. Nous savons que vers l'an 1100 avant Jésus-Christ, on diminuait le frottement par l'insertion de rouleaux entre un objet à mouvoir et la surface sur laquelle il se déplaçait. Les Assyriens et les Babyloniens utilisaient des rouleaux pour déplacers d'énormes pierres servant à ériger leurs monuments et leurs palais. Au cours de ['histoire, on retrouve plusieurs exemples semblables imaginés par l'homme pour résoudre le problème du frottement. Toutes les pièces de machinerie en rotation reposent sur une forme quelconque de paliers. Ces derniers peuvent se classer en deux groupes: les coussinets et les roulements.

COUSSINETS Les coussinets représentent le moyen le plus simple et le plus économique de supporter des pièces en rotation. Ils ne contiennent pas de pièces mobiles et se fabriquent ordinairement à l'aide d'une pièce en métal circulaire dans laquelle on insère un arbre. COUSSINET LOGEMENT DE COUSSINET AJUSTEMENT SERRÉ AJUSTEMENT TOURNANT

TOURILLON

Fig. 20.1 Coussinet

Fig. 20.2 Méthodes ordinaires de graissage des coussinets

Al CANALISATION DANS L'ARBRE

Bl CANALISATION SUR COUSSINET

On nomme tourillon la partie d'un arbre supportée par un coussinet; lorsqu'il s'agit d'un axe, on le nomme portée, tandis que le mot fusée désigne le bout supporté d'un essieu. L'efficacité d'un coussinet dépend de la vitesse de rotation, de la nature des surfaces frottantes, du jeu, de la température, de la lubrification, de l'importance de la charge, etc. Le facteur primordial consiste à maintenir la pellicule lubrifiante entre les surfaces pour réduire le frottement, éliminer la chaleur et prolonger la durée en évitant le contact métal contre métal. La période critique survient lors du démarrage et de l'arrêt, lorsque la charge provoque un contact entre les surfaces frottantes. Les tourillons doivent avoir une surface lisse et plus dure que celle des coussinets. Plus l'arbre est lisse, meilleur est le rendement. Pour des raisons pratiques, la longueur des coussinets devrait ordinairement varier entre une à deux fois le diamètre de l'arbre. Le diamètre extérieur des coussinets devrait avoir au moins 25% de plus que celui de l'arbre. On fabrique le plus souvent les coussinets en bronze, en métal antifriction ou babbitt et en laiton. À moins que ces coussinets ne soient du type autolubrifiant, on doit graisser les surfaces. À cette fin, on

427

prévoit des rainures à l'intérieur des coussinets pour permettre la formation de ia pellicule lubrifiante. On recommande les coussinets autolubrifiants lorsque le huilage est difficile ou impossible. Il faut cependant prévoir une lubrification supplémentaire pour en accroître la durée et le rendement. La figure 20.3 montre quelques méthodes pour obtenir un graissage supplémentaire efficace des coussinets imprégnés. COUSSINET

COUSSINET

COUSSINET

Boston Gear Works

Fig. 20.3 Graissage supplémentaire des coussinets imprégnés

428

LES LIAISONS MÉCANIQUES

3, Le choix d'un roulement à rotule à billes ou à rouleaux s'impose lorsqu'un montage comporte des erreurs d'alignement entre le logement et l'arbre, 4, On ne devrait soumettre les butées à billes qu'à des charges axiales, À vitesse élevée, un roulement à billes à gorge profonde ou à contact oblique s'avère un meilleur choix pour les charges axiales,

5, Les roulements à rotule à billes et à rouleaux possèdent un coefficient de friction très faible,

Al RADIALE

Bl AXIALE

Cl COMBINÉE (RADIALE ET AXIALE)

6, Les roulements à billes à gorges profondes s'obtiennent dans le commerce avec les dispositifs d'étanchéité intégrés permettant ainsi la prélubrification et j'utilisation durant de longues périodes sans attention,

Fig, 20,4 Charges supportées par les roulements

ROULEMENTS Les roulements se classent en trois catégories: les roulements à billes, à rouleaux et à aiguilles, Chaque catégorie peut se subdiviser en deux groupes principaux: les roulements cylindriques et les butées, Sauf pour des modèles spéciaux, les roulements à billes et à rouleaux se composent de deux bagues concentriques entre lesquelles on dispose les éléments de roulement séparés par une cage, La cage maintient les éléments de roulement à intervalles réguliers autour de l'arbre, Ces éléments de roulement sont maintenus en position par des gorges toriques ou chemins de roulement pratiqués respectivement sur les surfaces intérieure et extérieure des deux bagues, La figure 20,7 donne la nomenclature d'un roulement.

CHOIX DU GENRE DE ROUlEMENT I Il existe une grande variété de roulements de grosseurs et de genres différents et les projeteurs n'ont que l'embarras du choix, Chaque genre possède des caractéristiques particulières qui répondent mieux à certains usages, Bien que le choix d'un roulement puisse parfois poser un problème compliqué, dont la solution requiert une grande expérience, les renseignements suivants peuvent servir de guide pour les utilisations ordinaires: 1. Généralement, dans les petites dimensions et pour des charges légères, le choix des roulements à billes s'avère le moins dispendieux tandis que celui des roulements à rouleaux dans les grandes dimensions devient plus économique pour les lourdes charges,

2, Les roulements à rouleaux résistent mieux aux chocs et aux efforts soudains que les roulements à billes,

ROULEMENTS À ROTULE, SUR DEUX RANGÉES DE BILLES les roulements à rotule, sur deux rangées de billes, roulent dans des gorges formées sur la bague intérieure et à angle droit avec l'axe de la bague. la bague extérieure, ne comportant qu'une seule gorge à portée sphérique, permet aux billes et à la bague intérieure de modifier leur position angulaire pour compenser les erreurs d'alignement entre deux roulements supportant l'arbre ou résultant de la flexion de l'arbre, ou d'une déformation du bâti. Ces roulements ne peuvent appliquer d'efforts latéraux pouvant causer la flexion de l'arbre. Ce dernier point devient essentiel pour les appareils de grande précision, tournant à des vitesses élevées. les roulements à billes à rotule supportent les charges dynamiques radiales et les charges dynamiques axiales moyennes dans les deux directions.

ROULEMENTS À GORGES PROFONDES, SUR UNE RANGÉE DE BILLES les roulements à gorges profondes, sur une rangée de billes, supportent en plus des charges radiales, des charges dynamiques axiales assez considérables dans deux directions, même aux vitesses très élevées. Cet avantage résulte de l'ajustement précis des billes dans les gorges profondes sur les deux bagues. Ces roulements exigent un alignement précis au montage. Ils s'obtiennent aussi avec des dispositifs antifuites qui retiennent le lubrifiant et les protègent contre l'introduction de poussières.

ROULEMENTS À BILLES À CONTACT OBLIQUE les roulements à billes à contact oblique supportent des charges élevées dans une direction axiale, parfois combinées à des charges dynamiques radiales moyennes. l'importance de l'angle des gorges avec l'axe détermine la résistance du roulement aux charges axiales. On les monte seuls, pour résister à des charges axiales dans une direction, et par paire, soit dos à dos, soit face à face, pour résister aux charges dans les deux directions. Dans ce cas, il faut cependant rectifier les surfaces en contact.

ROULEMENTS À GORGES PROFONDES, SUR DEUX RANGÉES DE BILLES les roulements à gorges profondes, sur deux rangées de billes, ressemblent aux modèles sur une rangée de billes. Toutefois, les gorges sont légèrement inclinées vers l'extérieur, ce qui limite le mouvement axial beaucoup plus que les roulements sur une seule rangée. Ces roulements supportent des charges assez considérables dans les deux directions axiales et leur capacité radiale est élevée.

Canadian SKF Company Limited

Fig. 20,5 Roulements anlifriclions

LES ROULEMENTS

ROULEMENTS À AIGUIllES z L'Anti-Friction Bearing Manufacturers' Association définit le roulement à aiguilles comme suit: roulement cylindrique avec ou sans cage, dont les rouleaux ferment entièrement le cercle; ils possèdent de très grands rapports longueur/diamètre et largeur / diamètre.

Pour éviter tout malentendu, il importe d'utiliser les expressions roulements à aiguilles jointives et roulements à aiguilles avec cage. Le jeu entre les rouleaux représente un facteur important dans les roulements à aiguilles, car il sert à maintenir le parallélisme des rouleaux avec j'axe de rotation. Les roulements à aiguilles peuvent supporter ROULEMENTS

429

des charges plus importantes, malgré leur diamètre extérieur réduit, en raison du faible diamètre des rouleaux qui permettent d'obtenir un plus grand nombre de points de contact. Par contre, les roulements avec cage pour guider et séparer les rouleaux supportent des charges un peu moins importantes, mais peuvent fonctionner à des vitesses plus élevées. De plus, l'espace libre entre les rouleaux augmente considérablement la contenance en graisse et du même coup, la durée du prégraissage.

Al SANS SUPPORT

ROULEMENTS À AIGUILLES SANS SUPPORT La figure 20.6A illustre le roulement à aiguilles le moins coûteux, ne comportant ni cage ni bague extérieure.

A ROTULE SUR ROULEAUX SPHËRIQUES

Les roulements à rouleaux sphériques possèdent une résistance tant à cause du nombre de rouleaux qu'à cause de leur forme préCision du guidage. Ces roulements compensent les erreurs ment, sans diminuer leur résistance aux chal"ges radiales. De supportent de fortes charges dans les deux directions axiales.

inégalée, et de la d'aligne~

plus, ils

Bl AVEC CAGE

ROULEMENTS

A ROULEAUX CYLINDRIQUES

Les roulements à rouleaux cylindriques possèdent une très grande résistance aux charges radiales. La précision du guidage est telle que leur mouvement est très près du roulement sans glissement. Cette caractéristique permet de les utiliser à des vitesses très élevées. Les modèles, dont une seule bague comporte une gorge, permettent un certain jeu axial et se démontent facilement, même si les deux bagues sont montées avec un ajustement serré. Les modèles sur deux rangées assurent la stabi 1ité radiale essentielle aux broches des machines-outils.

BUTÉES À BILLES les butées à billes sont essentiellement des roulements à effet simple. Les gorges sont perpendiculaires à l'axe. ce qui leur donne une très grande résistance aux charges axiales et réduit les mouvements au minimum. On utilise de préférence les surfaces d'appui planes, surtout pour résister aux lourdes charges ou lorsqu'il faut limiter les déplacements axiaux au minimum sur les tourillons de machines-outils, par exemple.

Cl AVEC BAGUE EXTÉRIEURE

A. The Torrington Company B, C. Orange Roller Bearing Co., Inc.

Fig. 20.6 Roulements Il aiguilles

BUTÉES À ROULEAUX,

A ROTULE

les butées à rouleaux, à rotule, sont fabriquées pour supporter de lourdes charges axiales ou des charges combinées, mais surtout en direction axiale. Ces roulements sur une rangée de rouleaux ont une bague extérieure à portée sphérique qui sert de rotule pour corriger les erreurs d·alignement. La cage, centrée par une bague intérieure, est conçue pour qu'on y applique le lubrifiant sous pression. Il en résulte un graissage approprié entre les rouleaux et la bague intérieure. Ces roulements donnent un meilleur rendement lorsqu'on les graisse à l'huile lourde.

Le concepteur doit déterminer le diamètre des rouleaux à environ 10% du diamètre d'axe en axe des éléments roulants. Le nombre de rouleaux s'établit ainsi à environ 30, c'est-à-dire entre les limites admises de 28 et de 35. Pour ce qui est de la longueur, elle doit correspondre à un rapport longueur/diamètre compris entre 8 pour 1 et 4 pour 1.

ROULEMENTS À AIGUIllES AVEC CAGE Fig. 20.5 Roulements (suite)

Canadian SKF Company limited

Dans les cas où la bague extérieure et l'arbre sont trempés et rectifiés, mais où le

430

LES LIAISONS MÉCANIQUES

Un roulement à aiguilles avec bague extérieure consiste en une bague en acier embouti, à faible teneur en carbone, à l'intérieur de laquelle on insère des rouleaux en acier à haute teneur en carbone trempés, rectifiés et polis. Les bords de la bague' sont repliés vers l'intérieur et engagent les tourillons des rouleaux pour les retenir en position tout en formant le chemin de roulement. Le montage se fait avec ajustement serré de position dans le logement pour éviter l'ovalisation et maintenir l'assemblage en position. De plus, ces roulements ne requièrent ni épaulement ni anneau d'arrêt pour les retenir sur l'arbre.

[------LARGEUR-------j

BAGUE

CHEMIN DE ROULEMENT INTÉRIEUR

Al CONGÉ

BI GORGE Canadian SKF Company Limited

Fig. 20.8 Épaulement minimal sur arbre et logement une gorge ou par un congé de rayon plus petit que l'arrondi de la bague intérieure. Cette règle s'applique également au montage de la bague extérieure dans le logement.

Fig. 20.7 Nomenclature des roulements montage de roulement à aiguilles est difficile, le roulement à aiguilles avec cage s'avère très utile (Fig. 20.6B). L'assemblage des rouleaux peut se faire à la main et on ajoute des rondelles pour retenir le tout axialement.

ROULEMENTS À AIGUILLES AVEC BAGUE EXTÉRIEURE Ces roulements coûtent à peine plus cher que les roulements à aiguilles sans support dont ils possèdent la résistance, mais ils se montent beaucoup plus facilement (Fig. 20.6C).

Canadian SKF Company limlted

AJUSTEMENTS ENTRE ROULEMENT, ARBRE ET LOGEMENT 1 Pour qu'un roulement à billes ou à rouleaux puisse fonctionner convenablement, on doit choisir avec soin les jeux entre la bague intérieure et l'arbre et entre la bague extérieure et le logement. On obtient le jeu désiré en choisissant les tolérances appropriées pour le diamètre de l'arbre et pour le logement. Les roulements se montent directement sur l'arbre ou sur des bagues coniques. Lorsqu'on les monte directement sur l'arbre, la bague intérieure doit s'appuyer sur un épaulement de l'arbre de hauteur appropriée. Cet épaulement, usiné à angle droit avec l'axe de rotation, doit se terminer par

Pour retenir la bague intérieure sur l'arbre, on utilise couramment un écrou et un frein d'écrou. Cette méthode est non seulement efficace et commode, mais les écrous et les freins d'écrou spécialement fabriqués à cette fin s'obtiennent facilement dans le commerce. Une languette à l'intérieur du frein d'écrou s'engage dans une rainure pratiquée sur l'arbre, tandis qu'une des languettes extérieures est reliée dans une des encoches pratiquées sur l'écrou. Pour le montage de roulements simples, on peut utiliser au lieu d'un écrou, un anneau d'arrêt inséré dans une gorge sur l'arbre. On utilise aussi des entretoises pour retenir la bague intérieure des roulements. Ces entretoises s'insèrent sur les arbres entre deux roulements relativement peu éloignés ou entre un roulement et une autre pièce, telle qu'une poulie ou une roue d'engrenage. Lorsqu'un roulement n'a pas à résister à des efforts axiaux, on se contente parfois de l'appuyer contre l'épaulement sans autre forme de blocage sur l'arbre. Dans ce

LES ROULEMENTS

431

ÉCROU ANNEAU D'ARRÊT

Al ÉCROU

Al FREIN D'ÉCROU

El ANNEAU D'ARRÊT

Cl ENTRETOISE

ÉCROU

El MONTAGE À ÉPAULEMENT

Dl ENTRETOISE

MANCHON DE DÉMONTAGE

MANCHON DE SERRAGE

El MANCHON DE SERRAGE

F) MANCHON DE SERRAGE

Gl MANCHON DE DÉMONTAGE Canadian SKF Company Limited

Fig. 20.10 Montage axial des bagues intérieures

Cl MANCHON DE DÉMONTAGE Canadian SKF Company Limited

Fig. 20.9 Éléments de montage cas, on pratique les logements dans une même pièce ou dans des pièces assemblées et on bloque les bagues extérieures par divers dispositifs. Ainsi, tout effort axial sur l'arbre se transmet de l'arbre au roulement et du roulement à la butée retenant la bague extérieure. L'ajustement serré de position des roulements sur les arbres standards de grande

dimension n'étant pas pratique, on utilise des manchons coniques dont la conicité correspond à celle de l'alésage du roulement. Ces manchons comportent une fente afin de permettre le serrage sur l'arbre ainsi qu'un filet sur la section étroite pour y visser l'écrou de montage. Au montage, l'écrou provoque le serrage du roulement sur le cône et celui du cône sur l'arbre. Ces manchons permettent le montage sur des arbres de qualité commerciale, sans autre forme d'usinage; le serrage obtenu suffit ordinairement pour résister aux efforts axiaux. Si les conditions d'opération exigent un ajustement de position de la bague extérieure d'un roulement fermé, résistant aux poussées latérales dans les deux directions, on peut alors positionner l'arbre selon les méthodes illustrées à la figure 20.11. En A, on donne un jeu latéral de .002 po à .004 po au roulement prisonnier pour maintenir

la position longitudinale de l'axe, tandis qu'en B, le roulement libre peut se déplacer quelque peu dans son logement.

Al ROULEMENT PRISONNIER

El ROULEMENT LIBRE Canadian SKF Company Limited

Fig. 20.11 Montage de la bague extérieure

DISPOSITIfS ANTimITES POUR lE GRAISSAGE La protection et le bon fonctionnement des roulements exigent l'installation de dispo-

432

LES LIAISONS MÉCANIQUES

dispositifs antifuites et des dispositifs de protection montés entre le logement et l'arbre. RONDElLE

Al GARNITUR"E SEULEMENT Bl GARNITURE ET RONDELLE

Canadian SKF Company Limited

Fig. 20.12 Dispositifs antifuites des roulements pour le graissage sitifs antifuites, afin d'empêcher le lubrifiant de s'en échapper et les saletés d'y pénétrer. La méthode la plus simple et la moins encombrante consiste à insérer une garniture ou rondelle métallique mince dans une gorge pratiquée sur un ou sur les deux côtés de la bague extérieure. Ces garnitures touchant presque la bague intérieure, le lubrifiant projeté par la force centrifuge ne peut s'en échapper par l'espace libre. Pour les autres roulements, on trouvera plus loin dans ce chapitre la description détaillée des

DISPOSITIFS ANTIFUITES POUR LE GRAISSAGE À L'HUILE Ces dispositifs ont pour but d'isoler les roulements des poussières atmosphériques ou abrasives et d'éviter les pertes de lubrifiant. On assure la protection des roulements soit par l'intermédiaire de rondelles en contact avec l'arbre, soit par des collerettes ou des rainures. Les rainures sur l'arbre en rotation ou les collerettes projettent l'huile par effet centrifuge dans une autre rainure fixe, d'où elle retourne au roulement par une ouverture prévue à cette fin. Le dispositif illustré à la figure 20.14A évite les pertes d'huile, mais ne doit s'employer que dans les installations comportant peu de danger de contamination par la poussière ou l'humidité. La figure 20.14B illustre des labyrinthes conçus pour protéger le roulement, tout en prévenant les pertes de lubrifiant.

SUPPORTS D'ARBREl Un support d'arbre (Fig. 20.15 et 20.16) se compose d'un roulement ou d'un coussinet monté dans un logement usiné à cette fin dans une pièce spécialement conçue pour s'adapter au bâti d'une machine. Cet assemblage, formant un tout, comporte les dispositifs nécessaires de graissage et de protection pour assurer le bon fonctionnement du palier. On trouve dans le commerce des supports munis de paliers (coussinets ou roulements) s'adaptant aux arbres de toutes dimensions. Certains modèles sont conçus de façon à protéger le roulement contre les agents ex-

térieurs et à empêcher les fuites de lubrifiant. D'ailleurs, on les obtient souvent prélubrifiés avec des joints d'étanchéité montés en permanence. Modèles fixes et ajustables ou à rotule. Les modèles fixes requièrent un ajustement précis entre eux pour obtenir un fonctionnement satisfaisant. Bien que ces modèles soient moins coûteux à l'achat, leur prix de revient s'avère souvent beaucoup plus élevé que celui des dispositifs ajustables ou à rotule, à cause des frais de montage et d'ajustement. Les dispositifs à rotule ou ajustables compensent les légères erreurs d'alignement au montage, la flexion de l'arbre et les changements survenant après l'installation. Les supports à rotule comportent un logement de palier ajustable pivotant dans les deux sens, un dispositif à rotule à l'intérieur du logement, ou enfin un roulement à rotule. Modèles avec ou saus jeu latéral. Les supports d'arbre avec jeu latéral permettent un certain déplacement longitudinal ou compensent la dilatation thermique, lorsque l'échauffement de l'arbre ne correspond pas à celui du bâti. Dans les coussinets, le déplacement axial reste toujours possible, tandis que pour les roulements, il faut prévoir à cet effet un jeu dans le logement. Les supports de palier sans jeu latéral positionnent l'arbre avec précision. Ils servent aussi plus ou moins de butée selon le degré de résistance du roulement aux pressions axiales. On limite le jeu latéral des supports d'arbre avec coussinets en fixant sur l'arbre des bagues de positionnement de chaque côté du coussinet. Quant aux supports avec roulement, il suffit d'un montage prisonnier pour la bague extérieure

Al RDNDELLE DE FEUTRE

Bl RAINURES D'~TANCHÉITÉ

Cl JOINT ROTATIF

Dl LABYRINTHES ANTIFUITES

Canadian SKF Company Limited

Fig. 20.13 Dispositifs d'étanchéité des carters pour le graissage

Al RAINURES D'ÉTANCHÉITÉ

Fig. 20.14 Dispositifs d'étanchéité des carters pour le graissage à l'huile

Bl LABYRINTHES ANTIFUITES

Canadian SKF Company Limited

LES LUBRIFIANTS

433

couches en mouvement l'une par rapport à l'autre se séparent constamment, absorbant moins d'énergie que le frottement entre deux surfaces solides. Théoriquement, la friction dans un roulement est nulle. Cependant, la matière utilisée n'étant pas parfaite, elle possède une certaine élasticité; les éléments roulants et les chemins de roulement se déforment donc sous la charge causant un certain frottement. De plus, ces éléments glissent les uns sur les autres ou sur la cage qui les sépare. C'est pourquoi le graissage des roulements s'impose. Al PALIER ÉTANCHE A BRIDE, AVEC ROULEMENT À ROTULE

Les lubrifiants se divisent en trois groupes: les huiles, les graisses et les lubrifiants solides.

HUILES ET GRAISSES4 Le genre de palier utilisé dans une machine dépend en grande partie de' la nature et du genre de lubrifiant ainsi que du mode de graissage.

Bl PALIER ÉTANCHE SUR BASE, AVEC ROULEMENT À ROTULE Boston Gear Works

Fig. 20.15 Paliers et d'une bague intérieure fixée selon les procédés ordinaires. Les supports d'arbre offrent un moyen simple et facile de monter des arbres parallèlement à la surface de montage. Les trous oblongs de boulonnage facilitent l'a-

lignement et on prévoit parfois des trous de goupillage pour le positionnement définitif. Les supports d'arbre peuvent comporter un logement d'une seule pièce ou de deux pièces démontables, avec des paliers rigides ou ajustables, avec ou sans jeu latéral.

LUBRIFIANTS Un lubrifiant remplit deux fonctions principales dans un palier: a) Il empêche le frottement entre les pièces en mouvement b) Il disperse la chaleur produite à l'intérieur du palier L'une de ces fonctions ou les deux peuvent s'avérer essentielles au bon rendement d'un palier.

Boston Gear Works

Fig. 20.16 Palier ajustable avec coussinet

Dans un palier graissé, lorsque l'arbre est immobile, il existe un certain contact entre les aspérités micrométriques des pièces à travers le film d'huile. Lorsqu'on met l'arbre en mouvement, le contact se brise et l'huile s'infiltre entre les pièces pour les séparer entièrement. Le film ainsi formé entre les surfaces se sépare en deux couches adhérant à chaque surface. Ces deux

L'huile est une substance grasse, onctueuse, liquide à la température ordinaire et insoluble dans l'eau, d'origine végétale, animale ou minérale. Les huiles minérales se composent d'hydrocarbures liquides. Les graisses sont des substances semblables aux huiles, fusibles à des températures peu élevées. Celles que l'on utilise dans les machines sont des mélanges de graisses et d'huiles partiellement saponifiées, de consistance épaisse et résistant bien à la chaleur. Auparavant, on croyait que la partie saponifiée agissait comme réservoir d'huile, d'où elle s'échappait sous l'effet de la pression et de la chaleur pour lubrifier les surfaces frottantes. Cette théorie semble' partiellement vraie. Les molécules saponifiées, formant de longues chaînes, sont attirées par les surfaces métalliques auxquelles elles adhèrent pour séparer les surfaces frottantes. L'huile et la graisse servent à lubrifier les paliers (roulements ou coussinets). En fait, les deux lubrifiants peuvent s'employer parfois dans certains appareils, mais chaque genre a son utilité propre.

AVANTAGES DE L'HUILE Voici quelques-uns des avantages de l'huile: 1. La vidange et le remplissage sont faciles et simplifient la tâche lorsque la lubrification doit se faire périodiquement. De plus, le volume d'huile dans le carter ou le réservoir se vérifie mieux.

434

LES LIAISONS MÉCANIQUES

2. L'huile utilisée pour les paliers peut parfois servir à d'autres parties de la machine, simplifiant ainsi un deuxième graissage. 3. L'huile, à l'instar de la graisse, refroidit plus facilement les surfaces de palier et de logement. De plus, les huiles peuvent lubrifier des mécanismes fonctionnant à des vitesses et des températures plus élevées que les graisses. 4. L'huile, circulant dans tout le mécanisme entre les pièces frottantes, entraîne les saletés, l'eau et les particules détachées par l'usure.

AVANTAGES DE LA GRAiSSE Voici quelques-uns des avantages de la graisse: 1. La graisse, moins fluide que l'huile, s'échappe moins facilement des mécanismes, ce qui simplifie l'usage de dispositifs antifuites.

2. Les mécanismes ainsi graissés demandent moins d'entretien et des graissages moins fréquents.

3. La graisse a l'avantage d'être plus étanche que l'huile pour prévenir l'infiltration de l'eau et des saletés dans les mécanismes.

CHOIX D'UNE HUILE Les huiles comprennent un grand nombre de lubrifiants ayant des caractéristiques différentes. Plusieurs de ces propriétés physiques sont importantes, mais la viscosité reste la plus essentielle. La viscosité détermine la résistance de l'huile aux charges, l'épaisseur de la pellicule formée entre les pièces, la température du palier en fonctionnement et l'importance du frottement. C'est pourquoi on utilise presque universellement le degré de viscosité comme base pour le classement des huiles.

surfaces viennent alors en contact, les pièces s'usent et provoquent le grippage du mécanisme. Dans ces conditions, un lubrifiant en poudre s'impose.

CHOIX D'UN LUBRIFIANT EN POUDRE Le choix d'un lubrifiant en poudre s'impose pour séparer des surfaces frottantes soumises à de lourdes charges. Composés de lamelles formant des couches successives qui adhèrent moins fortement entre elles qu'avec les surfaces frottantes, ces lubrifiants facilitent ainsi le glissement des pièces. La résistance aux charges et aux températures élevées limite le choix de ces lubrifiants au nombre desquels on trouve surtout des poudres de graphite, sulfures de molybdène et de tungstène, tandis que pour des charges moins importantes, on ajoute le tétrafluoroé,thylène et le nylon. Ces lubrifiants s'emploient soit en poudre composée d'une seule matière ou d'un mélange, soit en suspension dans l'huile, dans la graisse, dans un liant organique ou inorganique, ou dissous dans un solvant. Le choix d'un lubrifiant solide et d'un mode d'utilisation approprié dépend de la durabilité, de l'importance de la charge, de la vitesse entre les pièces, du coût, de la température ambiante et de la nature corrosive ou abrasive du milieu ambiant. Les vides poussés et la radioactivité en limitent le choix encore davantage. Il faut aussi tenir compte de la pureté du lubrifiant, de la dimension des grains et de la nécessité d'un traitement d'apprêt des surfaces frottantes.

DISPOSITIfS DE GRAiSSAGEb Il existe de nombreux dispositifs de graissage, à partir du graisseur isolé jusqu'aux systèmes automatiques. Ces dispositifs se subdivisent en deux groupes, selon qu'il s'agisse d'un dispositif intégré au mécanisme

Les dispositifs intégrés comportent une réserve de lubrifiant dans le logement d'un palier ou d'un groupe de paliers. Les dispositifs extérieurs comprennent des réservoirs de lubrifiant dans un carter intégré à la machine, mais placé à l'écart du palier, ainsi que des dispositifs extérieurs qui communiquent souvent à la réserve de lubrifiant pour y ajouter du lubrifiant au besoin. Les dispositifs de graissage isolés comprennent les godets, les bouchons graisseurs et les graisseurs compte-gouttes. Les graisseurs centralisés alimentent plusieurs paliers par un réseau de canalisation.

GRAISSAGE MANUEl Plusieurs dispositifs portatifs ou semi-portatifs s'emploient pour lubrifier les roulements à tour de rôle. Exception faite des burettes à bec rigide ou flexible, les petits graisseurs portatifs contiennent environ 1 lb de lubrifiant et sont munis d'un tuyau rigide ou flexible avec raccord qui s'adapte aux dispositifs de graissage des paliers, même dans les endroits difficiles d'accès. Les graisseurs portatifs de dimension moyenne contiennent de 25 à 30 lb de lubrifiant et souvent le contenant de livraison leur sert de réservoir. Les gros appareils fixes contiennent de 110 à 400 lb; ils sont munis de longs tuyaux flexibles, montés sur des enrouleurs à ressort, et de raccords adaptés aux dispositifs de graissage sur les machines. Le graissage manuel exige nécessairement des dispositifs accessibles. Le dispositif le plus simple consiste en un trou pour le graissage à l'huile d'un palier. Cependant, on y ajoute ordinairement un godet ou un couvercle à ressort pour protéger le roule-ment contre les poussières et éviter l'obturation du trou. Lorsque le lubrifiant ne coule pas facilement, on utilise des bouchons graisseurs comportant un obturateur à ressort, auxquels s'ajoute le raccord d'un graisseur actionné par une pompe.

LUBRIFIANTS EN POUDRE Toute surface métallique présente des inégalités microscopiques quelle que soit la précision du fini. Sur des surfaces glissant l'une contre l'autre, ces aspérités causent parfois des problèmes de lubrification. Normalement, la pellicule formée par le lubrifiant suffit pour empêcher le contact entre les surfaces. Cependant, si la charge imposée à la pellicule excède sa résistance ou que la vitesse entre les pièces ne suffise pas à maintenir cette pellicule par un effet hydrodynamique, les aspérités sur les deux

ou d'un dispositif extérieur. Les paliers peuvent se graisser séparément ou par groupe.

Les graisseurs à haute pression sont les plus efficaces. Les mâchoires du raccord se referment autour du graisseur de forme sphérique et la pression du lubrifiant resserre les deux ouvertures l'une contre l'autre pour former un joint étanche pendant le graissage. Machine Design, Vol. 35, N' 14, 1965.

Fig. 20.17 Graisseur comp!e·gouiies

Les dispositifs de graissage doivent être accessibles, non seulement pour le graissage

LES DISPOSITIFS D'ÉTANCHÉITÉ

435

manuel, mais aussi lorsqu'on prévoit l'installation d'un système centralisé. Le filetage pour tuyaux sert presque universellement à fixer les dispositifs de graissage. Pour les petits graisseurs, on emploie couramment le filet conique lA-28 UNF-3B. Lorsqu'un dispositif de graissage ne peut se monter sur une pièce fixe', il faut en faire l'installation en bout d'arbre.

Machine Design, Vol. 35, W 14, 1963.

Al BAIN D'HUilE

Hl BARBOTAGE

fig. 20.18 Graissage 11 l'huile

PALIERS ISOLÉS Lorsque la durée prévue d'un palier autograisseur (roulement prélubrifié ou coussinet sintérisé imbibé d'huile ou graphité) s'avère suffisante, l'installation d'un dispositif de graissage ne s'impose pas, bien qu'un dispositif intégré OK extérieur puisse accroître le rendement de ces roulements. Réservoirs intégrés. Le réservoir de lubrifiant intégré est le système de graissage le plus ancien. Il consiste à remplir les vides d'un roulement ou les gorges d'un coussinet. On recourt à cette méthode pour les paliers individuels, fonctionnant à faible vitesse dans des milieux ambiants corrosifs, lorsque le graissage s'avère difficile ou impossible pendant le fonctionnement de la machine. Pour le graissage à l'huile, des mèches ou des garnitures en laine servent de réservoir et transmettent le lubrifiant par contact avec la pièce mobile. Réservoirs extérieurs. Ces dispositifs servent au graissage des paliers isolés et comprennent plusieurs types : graisseurs comptegouttes, à niveau constant, réglés par dilatation thermique, à godets, à mèche et sous pression. Le graisseur compte-gouttes demeure le plus en usage (Fig. 20.17). Dans ce type de graisseur, un pointeau et un viseur permettent de régler le débit de l'huile.

PAlIERS MUlTiPLES Le graissage de plusieurs paliers exige un carter dans lequel on maintient un niveau suffisant de lubrifiant. L'étanchéité d'un carter s'impose autant pour éviter les pertes de lubrifiant que pour empêcher la contamination. La figure 20.18 illustre les modes de lubrification les plus courants utilisés dans des carters.

CHOIX D'UN DISPOSITIF Il 'ÉTANCHÉITÉ7 De nombreux dispositifs d'étanchéité exis· tent de nos jours pour répondre à tous les besoins. Il faut néanmoins procéder à un

Cl BARBOTAGE ET CIRCULATION D'HUilE SOUS PRESSION

Les huiles lourdes pour engrenages posent des problèmes particuliers. Elles se décomposent habituellement à une temp~rature de 200°F et forment un dépôt sur l'arbre, sous le dispositif antifuites qui s'use ainsi rapidement par frottement. De plus, plusieurs de ces lubrifiants durcissent rapidement les nitriles (buna N) et les acrylonitriles et décomposent les caoutchoucs de silicone.

malgré leur plus faible résistance à l'usure, leur fragilité aux basses températures et leur coût plus élevé. Les nitriles (buna N) résistent mal aux températures et aux vitesses élevées. On tente le plus possible de retenir l'air hors de l'appareil à cause des poussières de toutes natures et de l'eau qu'il transporte. Le choix de la matière utilisée pour un joint d'étanchéité dépend souvent de la nature des poussières, à cause de l'usure très rapide qu'elles peuvent provoquer. Les poussières et la saleté s'infiltrent entre le joint et l'arbre et causent l'usure extrême et l'éraflement des pièces. L'eau et le sel provoquent la rouille de l'arbre dont la surface devient rude, ce qui use rapidement les joints. La température du milieu ambiant a un effet radical sur la durée du joint et influence grandement le choix de la matière qui le compose. Ordinairement, la température de fonctionnement d'un mécanisme correspond aux conditions extrêmes. La tendance normale des concepteurs à rechercher le maximum de sécurité les conduit à spécifier des températures beaucoup tfOp élevées, ce qui réduit considérablement le choix des garnitures. Ils doivent ainsi choisir des joints plus coûteux soit en acrylonitrile, plus cassant aux basses températures, soit en caoutchouc de silicone, moins stable dimensionnellement.

Aux températures élevées, les huiles lourdes pour engrenages affectent les acrylonitriles si rapidement qu'il faut utiliser ordi· nairement les acryliques avec ces huiles,

La nature et le fini de l'arbre jouent aussi un rôle important dans le choix d'un joint d'étanchéité. Tous les joints donnent d'excellents résultats sur un arbre trempé dont

choix judicieux, les installer correctement et en faire l'inspection régulièrement, en tenant compte de plusieurs facteurs. Toutefois, le milieu ambiant a plus d'importance que tout autre facteur dans le choix d'un dispositif antifuites et, à cette fin, il faut connaître : a) La nature du fluide à retenir dans l'appareil b) La nature du fluide à retenir hors de l'appareil c) La température moyenne du milieu ambiant d) L'arbre auquel on destine le dispositif e) L'outillage disponible pour la fabrication ou pour l'installation des dispositifs Il s'agit ordinairement de retenir le lubrifiant à l'intérieur d'un mécanisme et on doit se rappeler que même la composition des lubrifiants de même nature varie beaucoup.

436

LES LIAISONS MÉCANIQUES

l'indice de rugosité ne dépasse pas 20 micropouces (un micropouce = un millionième de pouce). Par contre, les arbres plus rug)leux usent les acrylonitriles et les caoutchoucs de silicone et même les nitriles (buna N). De plus, une surface rugueuse entraîne souvent l'huile par effet de vissage et cause des fuites incontrôlables. Le récent développement de bagues d'usure nOfmalisées, comportant un indice de rugosité de 10 à 25 micropouces, élimine plusieurs des problèmes occasionnés par le fini de surface des arbres. Ces bagues d'usure se remplacent facilement, en même temps que le joint d'étanchéité, sans qu'on ait à repolir l'arbre. L'installation convenable d'un dispositif antifuite résulte d'un ensemble de petits détails minutieux d'usinage et de montage, mis au point après de nombreuses années d'expérience pratique. C'est pourquoi, en raison du coût élevé de l'outillage, il faut tenir compte de l'outillage dont on dispose avant de choisir un dispositif antifuite ainsi que la matière entrant dans sa fabrication.

MATIÈRES POUR GARNITURES Le choix de l'élastomère (caoutchouc obtenu par polymérisation), constituant la garniture étanche, dépend du genre de lubrifiant et de la température ambiante dans la machine. La température excédant rarement 220 o P, on emploie le plus souvent Je buna N (nitrile). Ce caoutchouc peu coûteux résiste mieux à l'usure et se moule très facilement. Les caoutchoucs de silicone, bien que possédant des avantages dans certains cas, ne peuvent pas tous s'employer. La plupart de ces produits se décomposent rapidement au contact de plusieurs huiles utilisées dans les transmissions automatiques et de certaines huiles à moteur. Les caoutchouc de silicone servent parfois dans des garnitures en contact avec les huiles lourdes pour engrenages, lorsque la température ne dépasse pas 150 o P. Ces produits résistent mal au frottement contre des surfaces poussiéreuses ou sales. Ils donnent d'excellents résultats lorsque l'arbre doit tourner pendant de courtes périodes sans graissage, en raison de la quantité d'huile absorbée sous l'effet de la chaleur. À l'arrêt et en refroidissant, l'huile s'échappe lentement et sert de graisseur au moment voulu. C'est pourquoi les caoutchoucs de silicone augmentent de volume de 5% à 20% pendant le fonctionnement. Conséquemment, le design doit compenser cette instabilité dimensionnelle. Les joints en caoutchouc de silicone coûtent un peu plus cher que les joints en acrylonitrile.

Les caoutchoucs synthétiques fluorés, tels les vitons, donnent d'excellents résultats pendant de longues périodes à des températures très élevées, au contact de la plupart des lubrifiants. À basses températures, ils raidissent sans devenir cassants. À cause de leur faible coefficient de friction, ils polissent les arbres au lieu de les user. Les vitons résistent aux dépôts de carbone et de vernis formés par les lubrifiants. Très coûteux, on limite leur utilisation aux températures élevées. Cependant, en vue de diminuer le coût des joints de viton, on a accompli d'énormes progrès dans la mise au point de nouveaux dispositifs d'étanchéité et de procédés de fabrication.

ÉTUDE DES DISPOSITIFS ANTIFUITES

MONTAGE Le montage exige un alésage circulaire ct lisse, à bord chanfreiné. Il faut réduire au minimum les traces des outils de coupe et éviter celles que forme le recul de l'outil. Enfin, il faut prévoir dans l'alésage un épaulement qui soit concentrique avec l'arbre.

n faut chanfreiner l'arbre et sa surface doit posséder un indice de rugosité d'environ 20 micropouces avec un nombre de dureté Rockwell de plus de C45 pour les installations sujettes à l'usure par frottement et au-dessus de E80 lorsque les conditions de propreté sont excellentes. Pendant le montage, on doit recouvrir d'une bague les rainures de clavetage ainsi que les cannelures et éviter de rayer ou d'endommager la surface de l'arbre.

Les divers joints étanches en usage de nos jours exigent des garnitures, à simple ou à double surface de contact, collées à des boîtiers métalliques qui en augmentent la résistance et la rigidité. Le collage des éléments élimine les fuites causées par des défauts de fixation. Le, centrage du boîtier métallique, au moment du moulage permet la fabrication de pièces de précision.

On évite les déformations du joint par le montage à la presse ou au moyen d'un vérin hydraulique. À cette fin, on applique la pression à la périphérie du joint d'étanchéité à l'aide d'un outil de diamètre inférieur de quelques millièmes de pouce à celui du joint.

Depuis plusieurs années, on a entrepris des études très poussées afin de vérifier l'efficacité de profils variés pour les garnitures étanches. Une forme idéale se détermine difficilement à cause des exigences contradictoires. La garniture doit être suffisamment flexible pour suivre les déplacements axiaux de l'arbre, mais assez rigide pour résister aux efforts latéraux. L'utilisation des élastomères et les variations pendant la fabrication rendent l'emploi de ressorts de serrage inévitable. Ces ressorts doivent appliquer une pression légèrement à l'arrière de la surface de contact. Si le ressort applique une pression à l'avant du point de contact et vers le lubrifiant, le joint devient instable. Si la pression du ressort s'applique derrière la surface frottante, cette dernière se déforme et devient moins étanche.

Le feutre est une étoffe non tissée, obtenue en foulant du poil ou de la laine agglutinée. Ces poils se retiennent par leurs aspérités naturelles ou par l'action d'un solvant ou d'une matière colloïdale. Plusieurs matières entrent dans la fabrication des feutres, telles la laine vierge ou la laine usagée qu'on utilise seule ou avec des fibres végétales ou synthétiques.

Les angles formés entre la lèvre et les surfaces frottantes créent des problèmes, en particulier du côté interne. Un angle trop aigu, par exemple, peut ruiner le fonctionnement d'un dispositif d'étanchéité pourtant bien conçu.

Al GAA~ITURE DANS UNE GORGE - DEMONTER

BJ GARNITURE RETENUE Cl GARNITURE MONTEE DANS PAR UNE PLAQUE - FACILE UN BÂTI - IDEALE POUR LES

L'ARBIlE POUR REMPLACER

À REMPLACER

La forme d'un joint d'étanchéité se détermine actuellement d'après des équations fondées sur la forme voulue, les angles et le profil. De cette façon, on peut modifier les dimensions selon les besoins, réaliser des points standards de toutes dimensions et éliminer ainsi des calculs compliqués.

Le feutre s'emploie depuis longtemps pour fabriquer des joints d'étanchéité, parce

ESPACES RESTREINTS

LA GARNITUHE

Dl GARNITURE-CHAPEAU PROTÈGE DES POUSSIÈRES

El GARNITURE RETENUE DANS UN LOGEMENT PAR UN PRESSE

GARNITURE - S'EMPLOIE TRÈS FRÉQUEMMENT AVEC LES ROULEMENTS

Fig. 20.19 Garnitures en feutre

LES DISPOSITIFS D'ÉTANCHÉITÉ

ou son excentricité exige une pression plus forte. Les joints collés, moins encombrants, s'avèrent parfois essentiels dans les espaces restreints.

DI DE LA BAGUE

1---- DIA

437

DE L'ARBRE RONDELLE ANTIFUITE BOÎTIER INTÉRIEUR

DISPOSITIFS DE PROTECTION 'O

AJUSTEMENT SERRÉ DES BOÎTIERS

Les dispositifs de protection empêchent l'introduction de poussières et autres matières dans les mécanismes. Ces corps étrangers affectent les lubrifiants et en augmentent l'usure et la corrosion. Les joints d'étanchéité sur pièces fixes s'obtiennent facilement au moyen de diverses garnitures bien ajustées, à l'encontre des joints entre pièces mobiles qui posent des problèmes beaucoup plus compliqués.

BOÎTIER EXTÉR 1EUR

SURFACE DE CONTACT

1---

COTÉ EXTÉRIEUR DI ,-----.1

BOÎTIER - - , -.....~I COLLÉ

CAOUTC D'ALÉSAGE -----_110-1 COINCÉ ENTRE i o 4 - - - - - - - D E DE LA BAGUE:---------I LES 2 BOÎTIERS COTÉ EXTÉRIEUR

1 - - - - - - - - DIA

Machine Design, Vol. 36, N" 14, 1964,

Fig. 20.20 Nomenclature d'un boîtier antifuite avec frottement qu'il absorbe l'huile comme une mèche, sert d'élément filtrant, polit les surfaces frottantes, reste souple et ne coûte pas cher.

JOINTS ANTIFUITES SUR PIÈCES TOURNANTES9 Autrefois, l'efficacité d'un joint antifuite sur pièces tournantes s'évaluait au petit bonheur, c'est-à-dire qu'il devait simplement empêcher les fuites pendant un temps raisonnable. Aujourd'hui, ces dispositifs doivent réduire les fuites au llÙnimum pendant de longues périodes et dans des conditions extrêmement variées. Les joints antifuites sur pièces tournantes assurent l'étanchéité par un contact étroit avec une surface cylindrique et, dans certains cas, protègent contre l'introduction de poussières ou autres substances. Cette définition s'applique à la presque totalité des joints, y compris les garnitures et les joints en feutre, mais il est surtout question dans ce chapitre des joints antifuites ou de retenue d'huile (Fig. 20.20). Les joints antifuites avec frottement servent sur les arbres en rotation, mais ils s'emploient aussi sur des arbres oscillants ou animés d'un mouvement alternatif. On trouve dans le commerce des joints qui peuvent tourner avec l'arbre. Le choix d'un dispositif d'étanchéité se fait en fonction de la facilité du montage, de l'encombrement par rapport à l'espace disponible sur le mécanisme à l'étude, du faible coût par rapport à l'efficacité et de la possibilité de fonctionner convenablement sans perte d'étanchéité. Il faut aussi tenir compte de la nature des huiles et autres fluides, du milieu ambiant, des gammes de température, des vitesses de rotation, des pressions internes, de l'excentricité

des pièces et du mouvement axial de l'arbre. Modèles. On fabrique un grand nombre de dispositüs antifuites de dimensions et de modèles düférents pour répondre à tous les besoins. On peut les classer comme suit: 1. Les joints à enveloppe' métallique dans

laquelle une garniture en cuir ou en matière synthétique s'encastre dans un boîtier.

Parfois, un dispositif antifuite sert aussi de dispositif de protection. Une telle pratique n'est acceptable que sur des mécanismes pour services légers. Les disposititfs antifuites fonctionnent habituellement très mal comme dispositifs de protection et s'usent sous l'effet des moindres poussières abrasives. Les dispositifs de protection se divisent en quatre catégories: les essuyeurs, les racloirs, les joints automatiques axiaux et les gaines.

2. Les joints collés dont la garniture en matière synthétique adhère à une rondelle plate ou à l'intérieur d'un boîtier métallique. Les deux modèles peuvent comporter un ressort annulaire ou à lames pour former des joints étanches aux huiles légères ou lorsque la vitesse de rotation de l'arbre AI LABYRINTHE ANTIFUITE ROULEAU

CHAPEAU

DIAPHRAGME

AI ESSUYEUR

ANNEAU FIXE BI RACLEUR

CI AUTOMATIQUE AXIAL

BI BAGUE ET ANNEAU ANTIFUITES

Machine Design, Vol. 36, N" 14, 1964.

Fig. 20.22 Dispositifs antifuites sans frottement

DISPOSITIFS ANTIFUITES SANS FROTTEMENT Il CU 1R COUSU

CAOUTCHOUC SYNTHÉTIQUE DI GAINE

Machine Design, Vol. 36, N" 14. 1964.

Fig. 20.21 Dispositifs de protection

L'efficacité de ces dispositifs se fonde sur la précision non seulement du jeu entre les pièces, mais aussi des angles formés entre les éléments fixes et mobiles. On utilise couramment deux dispositifs: le labyrinthe et le dispositif à bague ou anneau. Ces

438

LES LIAISONS MÉCANIQUES

joints s'emploient dans des mécanismes pour lesquels on peut tolérer de légères fuites ou encore, lorsque les pressions en jeu deviennent trop élevées pour les dispositifs avec frottement. Labyrinthes. Les labyrinthes sont des dispositifs fiables, simples, que l'on fabrique au moyen de matières diverses. On les rencontre surtout dans la machinerie lourde, les centrales électriques, les moteurs d'avions et dans tous les cas où la simplicité du mécanisme importe plus que les fuites. Un labyrinthe consiste en un ou plusieurs déflecteurs montés sur l'arbre ou sur le carter. Le jeu entre les éléments fixes et mobiles se détermine en fonction du jeu du palier, de l'excentricité ou de la vibration de l'arbre et de la dilatation thermique. On procède aussi souvent en plaçant les déflecteurs en contact avec les pièces mobiles, le jeu final s'établissant automatiquement par l'usure. La figure 20.22A illustre un labyrinthe simple. Bagues ou anneaux d'étanchéité. L'anneau d'étanchéité consiste en une bague fixe presque en contact avec l'arbre. Le jeu très faible qui en résulte oppose au passage des fluides une résistance qui s'accroît avec la longueur de la bague. Les autres facteurs en cause ont trait à la nature des fluides compressibles (gazeux) ou incompressibles (liquides), à l'écoulement en régime laminaire ou turbulent ainsi qu'à la nature des bagues. Ces dernières peuvent se fixer par rapport à l'arbre ou par rapport au carter.

SEGMENTS ÉLASTIQUES I2 Les segments élastiques connaissent de nombreuses applications. On utilise les segments de piston dans les compresseurs, les pompes et les moteurs à explosion. Les segments à fente carrée s'installent surtout sur les pistons de vérins pneumatiques utilisés dans les avions et dans l'industrie en généraI, lorsque leur solidité et leur durabilité importent plus que leur étanchéité. Les segments élastiques pour les venns remplacent avantageusement les dispositifs conventionnels, qui ne peuvent résister aux pressions et aux températures extrêmes ou aux radiations.

JOINTS MÉCANIQUES AXIAUX Ce terme désigne un dispositif dont le joint d'étanchéité s'obtient par deux surfaces frottantes finies avec précision. Ces surfaces frottantes, ordinairement perpendiculaires à l'axe de rotation, sont retenues l'une contre l'autre par une poussée axiale.

b) Des garnitures fixes

CYLINDRE

c) Des dispositifs actionnés par ressort JOINT DE SEGMENT SEGMENT ANTIFUITE PISTON Al ÉCOULEMENT DU FLUIDE AUTOUR D'UN SEGMENT

d) Des joints fixes Les garnitures frottantes fixes et mobiles restent en contact l'une contre l'autre par un mécanisme à ressort pour obtenir un joint étanche. Le joint fixe complète le joint mécanique axial en éliminant les fuites entre l'arbre et le mécanisme. Le dispositif des joints mécaniques axiaux étant entraîné par l'arbre, l'étanchéité entre les deux s'obtient à l'aide de joints toriques, de bagues en V, de joints-calottes, etc.

POSITION ANTIFUITE Bl SEGMENT

A FENTE CARRÉE

POSITION ANTIFUITE Cl SEGMENT

A FENTE À MI·ÉPAISSEUR Machine Design, Vol. 36, W 14, 1964.

Fig. 20.23 Segments élastiques

Les joints mécaniques axiaux remplacent les presse-étoupe ordinaires pour éviter toute fuite lorsque les pressions internes deviennent trop élevées. Ces dispositifs possèdent les avantages suivants: a) Ils accroissent le rendement mécani· que en réduisant le frottement b) Ils éliminent l'usure de l'arbre ou de la bague c) Ils empêchent les fuites totales ou partielles pendant de longues périodes d) Ils sont relativement moins sensibles aux déplacements ou aux vibrations de l'arbre e) Ils éliminent le service d'entretien périodique Les joints mécaniques axiaux présentent cependant certains inconvénients. Ces mécanismes de précision exigent une manipulation et un montage soignés. Malgré les différences de détails, tous les joints mécaniques comportent les éléments suivants: a) Des joints toriques ou garnitures tournantes

FONCTIONNEMENT I3 L'étanchéité représente le principal avantage des joints mécaniques axiaux. Par exemple, le rapport des fuites entre les joints ordinaires et les joints axiaux égale 100 pour 1. De plus, ces derniers causent peu ou pas d'usure de l'arbre ou de la bague sur lesquels on les installe. Les surfaces frottantes demeurant perpendiculaires à l'axe de rotation, il se produit très peu de mouvement entre le dispositif et l'arbre ou la bague. Il s'ensuit que ces joints ne nécessitent pas de remplacement. Ordinairement, le montage d'un joint mécanique axial se fait automatiquement dans un boîtier ou dans un logement préparé aux dimensions voulues. Ces dispositifs ne demandent aucun ajustement manuel, puisqu'on peut facilement mettre au point un système de montage uniforme. La figure 20.24 illustre un joint automatique axial. Un arbre porte un joint torique statique monté dans la partie cylindrique d'une garniture rigide entraînée par l'arbre et qui comporte une des surfaces de frottement. Cette garniture rigide comprime le joint torique statique contre l'arbre et assure l'étanchéité. Un ressort applique une pression en direction axiale contre la garniture rigide pour maintenir le contact entre les surfaces de frottement, lorsque la machine ne fonctionne pas ou lorsque la pression dans le carter ne suffit pas. Enfin, un autre joint torique statique, monté entre la garniture annulaire fixe et le chapeau du carter, complète le joint.

Un joint mécanique comprend donc deux organes de base: la garniture annulaire fixe, attachée au chapeau du carter et la garniture mobile comprenant une section cylindrique, un dispositif à ressort et une surface de frottement; les deux surfaces sont planes et rodées avec précision.

LES DISPOSITIFS D'ÉTANCHÉITÉ GARNITURE RIGIDE TOURNANTE

GHAPEAU

faible encombrement fonctionne bien sur les mécanismes coulissants et se monte parfois pour étancher des arbres en rotation. Joint-calotte. Le joint-calotte en cuir est l'une des plus anciennes garnitures étanches que l'on retrouve dans un grand nombre d'appareils hydrauliques ou pneumatiques, fonctionnant à basse ou à haute pression. On en fabrique aussi en caoutchouc synthétique, armé ou non, ainsi qu'avec des résines comme le tétrafluoroéthylène, le nylon et autres plastiques pour certains appareils spéciaux.

Machine Design, Vol. 36, N" 14, 1964.

Fig. 20.24 Joint axial automatique

On considère le joint-calotte comme une garniture déséquilibrée, puisque la pression des fluides la resserre contre une seule paroi (Fig. 20.26B).

GARNITURES MOl.IlÉES '4

DISPOSITIFS ANTIFumS POUR TIGES COULISSANTES Les dispositifs antifuites pour tiges coulissantes comprennent les garnitures moulées, en V, en U, en coin, toriques et les soufflets (Fig. 20.25). Les quatre premières sont du type à presse-garniture, c'est-à-dire qu'à mesure que leur surface frottante s'use, elles se resserrent dans le presse-garniture pour main·· tenir l'étanchéité. Garnitures moulées. Le joint torique, coincé entre la tige et le carter, maintiennent l'étanchéité sous l'effet de la pression hydraulique. Les modèles en V, en U ou en coin reçoivent d'un ressort une pression ini· tiale dans le presse-garniture qui s'accroît avec la pression hydraulique. Dans le cas des garnitures en V et en U, cette pression agit à l'intérieur pour plaquer les lèvres contre le carter et contre la tige. Soufflets. Les soufflets, à l'encontre des garnitures précédentes, permettent d'étancher les arbres coulissants en formant un joint statique et la garniture suit le mouvement. On fabrique les soufflets en caoutchouc synthétique pour certains usages et d'autres en matière plastique, en métal plié ou en rondelles soudées. On fixe la garniture à la tige, à J'aide d'un collier de serrage.

Les garnitures moulées aussi appelées garnitures automatiques ne sont ordinairement pas retenues dans un presse-garniture ajustable. La pression du fluide seule provoque l'étanchéité du joint. On peut classer ces joints d'étanchéité en garnitures élastiques ouvertes et en joints annulaires.

BI GARNITURE

Cl GARNITURE

EN V

EN U

Fig. 20.25 Dispositifs antiluites pour tiges coulissantes

Al

JOINT·CHAPEAU

Hl JOINT-GALOTTE

GARNITURES ÉLASTIQUES OUVERTES Les garnitures élastiques ouvertes (jointchapeau, joint-calotte, joint en U ou joint en V) servent presque exclusivement aux tiges ou aux pistons coulissants, sous pression, et parfois pour étancher des pièces en rotation. D'ailleurs, les divers types illustrés à la figure 20.26 servent exclusivement aux pièces coulissantes. Joint-chapeau. Ce type de garniture, fabriqué surtout en cuir mais aussi en matières synthétiques armées ou non, s'emploie moins fréquemment. On dit que ce joint est déséquilibré parce qu'il se resserre uniquement contre la tige, tandis que l'étanchéité sur la paroi extérieure résulte d'un serrage par une bague filetée. On l'emploie sur des appareils à basse pression, lorsque le manque d'espace ne permet pas d'installer un joint en U ou un joint en V. Ce joint de

SOUFFLETS

GARNITURES SOUS TENSION INITIALE

Al GARNITURE TORIQUE

439

Dl GARNITURE EN COIN

El PlASTIQUE

f) M~TALLIQUE

Cl JOINT EN U

Dl JOINT EN U ALlONG~

El JOINT EN V

Fig. 20.26 Garnitures élastiques ouvertes

Joint en U. Ce type de joint équilibré, fabriqué surtout en caoutchouc synthétique, se monte sans difficulté. Son facteur de friction est peu élevé et il s'emploie surtout pour des pressions ne dépassant pas 1 50,0 lb/po'. Joint en U allongé. Cette garniture équilibrée, fabriquée en cuir, se resserre contre la tige et l'alésage, possède un faible coefficient de friction et on ne l'empile pas comme le joint en V.

440

LES LIAISONS MÉCANIQUES

1. Ils assurent l'étanchéité de pistons ou de tiges et autres pièces coulissantes.

Le modèle en cuir s'emploie beaucoup plus que le modèle en produit synthétique, dont les dimensions diffèrent et qui se monte d'ailleurs d'une autre manière. Joint en V. L'une des garnitures élastiques ouvertes les plus en usage sert à étancher des appareils fonctionnant à basse ou à haute pression. Elle se monte sur un piston ou sur le carter; cette dernière méthode s'emploie plus fréquemment puisqu'on utilise surtout le joint en U pour le montage sur piston. Les modèles plus petits servent parfois aussi à réduire la pression sur une garniture retenue par une bague. Un joint en V convenablement monté donne un rendement supérieur à toutes les autres garnitures élastiques ouvertes, particulièrement à des pressions au-dessus de 50 000 lb/po'.

JOINT EN D le joint en D donne d'excellents résultats sur des ar~res coulissants, aussi bien dans les appareils hy· drauliques que dans les appareils pneumatiques.

2. Ils assurent l'étanchéité de pièces oscillantes, le mouvement en rotation s'effectuant sur quelques degrés ou plusieurs tours et parfois avec un léger mouvement coulissant. La différence entre l'oscillation et la rotation réside dans l'ampleur du mouvement. 3. Ils assurent l'étanchéité lorsque l'arbre tourne à l'intérieur du tore. Les joints annulaires ne coûtent pas cher, s'installent facilement et peuvent s'employer lorsque les conditions le permettent.

JOINT EN TRIANGLE le joint en triangle ne se tord pas comme ~e joint torique. Cependant, Il dure moins longtemps a cause du frottement plus important, d'où son utilisation li· mitée.

JOINTS ANNULAIRES '5 Les joints annulaires se fabriquent sous des formes très différentes, mais ils possèdent presque tous les avantages suivants: a) Prix d'achat minime b) Requièrent peu d'espace

AI SERRAGE SUR l'ARBRE JOINT TORIQUE le joint torique est le plus courant des joints annu· laires cinétiques. ~tanche dans les deux directions et d'un coût très minime, on l'utilise sur des arbres coulissants, oscillants ou en rotation.

Machine Design, Vol. 36, N' 14, 1964.

c) Montage facile

Fig. 20.28 Joints toriques

d) Très efficaces e) Ne requièrent pas d'ajustement f) Fonctionnent sous des pressions et à des températures très variées, au contact de fluides divers g) Étanches dans les deux directions

JOINT EN T le joint en T ne peut se déplacer et former une spirale pour se briser ensuite. On le monte sur des pistons coulissants et des arbres oscillants, sous de faibles pressions.

h) Frottement relativement faible Les joints annulaires constituent un développement récent, dont le succès résulte de la mise au point de caoutchoucs synthétiques appropriés et des techniques de moulage de précision. Les joints annulaires se montent ordinairement dans des gorges au profil rectangulaire, usinées sur les pièces de mécanismes hydrauliques ou pneumatiques, dont les pièces correspondantes exercent une légère pression initiale sur le joint annulaire. La longueur du profil de la gorge pour les joints dynamiques égale habituellement 25% à 50% de plus que la largeur de la section du joint. Pour les joints statiques, on prévoit généralement un accroissement de 15% en volume du joint annulaire. Cette section traite particulièrement du joint torique parce qu'il est le plus en usage et que les autres modèles se montent de la même manière.

BI SOUS PRESSION

lES JOINTS TORIQUES SE MONTENT DANS DES GORGES DE SECTION RECTANGULAIRE SUR DES MACHINES HYDRAUlI· QUES - l'ÉTANCH~ITÉ S'OBTIENT PAR lA PRESSION QUI lES COINCE DANS lES GORGES.

le jOint de forme carrée, dont les coins forment des lobes, peut remplacer le joint torique en utilisant la même gorge. Il forme un joint d'étanchéité sur des pièces coulissantes, oscillantes ou en rotation et, dans ce dernier cas, il est presque toujours supérieur au joint torique. Machine Design, Vol. 36, N" 14, 1964.

Fig. 20.27 Joints annulaires cinétiques

Joints toriques. Les joints toriques fonctionnent en déformation permanente, par compression légère au montage (Fig. 20.28). Cependant, l'étanchéité provient de la déformation qui résulte de la poussée du fluide sous pression contre le joint. Les joints toriques dynamiques remplissent trois fonctions différentes:

Les joints toriques forment le joint d'étanchéité idéal de certains vérins hydrauliques, ainsi que des tiges de robinets dans lesquels ils servent parfois de siège.

GARNITURES ANNULAIRES STATIQUES '6 Les garnitures annulaires statiques posent beaucoup moins de problèmes que les joints annulaires dynamiques. Elles ont de plus grandes marges de tolérance; les finis de surfaces des pièces métalliques importent moins et une plus grande déformation au montage ne cause aucun problème. On les monte entre des brides de raccords, entre les culasses et les cylindres, dans les couvercles de soupapes, sur des bouchons filetés, etc. Comme garnitures d'étanchéité sur des brides, elles résistent à des pressions de 25 000 lb/po' et tolèrent même les vibrations. Ces garnitures imposent une tension initiale beaucoup moindre aux boulons, car il suffit de serrer convenablement les écrous pour mettre les brides en contact, sans le serrage supplémentaire nécessaire aux garnitures ordinaires. Les brides en fonte soumises à des efforts moins grands ne se brisent pas; il n'est pas nécessaire d'équilibrer la tension des écrous et d'utiliser du mastic pour les raccords. Les garnitures

LES DISPOSITIFS D'ÉTANCHÉITÉ

annulaires ne se désagrègent pas, ne peuvent obstruer les pompes ou salir les filtres. Le, serrage périodique des boulons devient inutile puisque, une fois en place, la pression du fluide coince la garniture contre l'ouverture à étancher. Dessin des gorges. La gorge de section rectangulaire suffit ordinairement sur les pièces à brides. On peut usiner les gorges de section rectangulaire soit à moitié dans chaque bride, soit dans une des brides. La figure 20.29 montre plusieurs formes de montage sur brides. On réduit parfois le travail d'usinage et le prix de revient en formant une gorge à section triangulaire. Enfin, dans certains cas, on monte ces garnitures dans des gorges semi-circulaires.

GARNITURES PLATES NON MÉTALLIQUES 17 Une garniture plate forme un joint étanche entre deux pièces d'un appareil. Bien qu'il soit possible de procéder sans recourir aux garnitures ordinaires, ces dernières restent tout de même efficaces et prolongent la durée de l'assemblage. Ces garnitures servent en quelque sorte de mastic pour les joints en compensant les défauts des surfaces à étancher. Cependant, les efforts qui les 'sollicitent demeurent comp~exes et variables. Le montage des garnitures plates sur pièces à brides (Fig. 20.30) convient à peu près à toutes les garnitures ordinaires ou blindées. La simple garniture' ordinaire convient parfaitement pour des pressions atteignant 200 lb/po'. Il faut cependant lui apporter des modifications pour résister à des pressions plus élevées. Dans certains cas, une garniture de section réduite permet d'appliquer une pression plus grande sans surcharger les boulons. Le joint à rainure et à languette permet d'appliquer des efforts considérables à la garniture pour résister à des pressions élevées. La garniture se trouvant confinée dans une gorge, elle permet un serrage qui réduit l'écoulement du fluide, comme il arrive parfois avec certains caoutchoucs ou autres produits semblables. Les joints de métal sur métal s'adaptent particulièrement bien aux garnitures élastiques, comme le liège et le liège combiné au caoutchouc, pour assurer des joints étanches, semblables à ceux que l'on forme avec des joints toriques. On peut utiliser des garnitures de section carrée, lo'rsque le volume de la garniture et de la rainure permet de resserrer suffisamment les brides pour les mettre en contact. Le volume de la garniture ne doit pas dépasser celui de

441

EXERCICES DE DESSIN 1. La poulie guide de la figure 20.32, mon-

Une garniture torique forme un excellent joint de culasse ou de brides, etc. la résistance du joint s'ac· croît avec la pression. Ce design soumet le joint torique à une tension préalable et il suffit de serrer suffisamment les écrous pour placer les pièces métal· liques en contact. Ce joint résiste efficacement aux pressions élevées, sans la forte tension initiale né· cessaire aux garnitures ordinaires.

Des joints toriques de deux grandeurs différentes peu· vent étancher une chambre de pression de forme rec· tangulaire, Un joint torique se monte dans une gorge et des joints de petites dimensions se coincent dans le trou d'implantation des vis d'assemblage. On obtient ainsi un joint simple et efficace tout désigné pour les appareils à rayons X, les chapeaux de pompes à engrenage et les autres appareils qui n'exigent pas un fini de surface de grande précision.

tée sur un coussinet, tourne librement sur un arbre fixe de diamètre 1 po. L'arbre est fixé à une plaque verticale de % po. Tracer une vue en coupe de l'assemblage de cette poulie, y compris des dispositifs de liaison appropriés pour retenir l'arbre et la poulie en position. 2. L'arbre de diamètre 1 po à la figure 20.33, est lubrifié par un graisseur monté sur le support et dans une gorge de graissage dans le coussinet. Les roues d'engrenage sont fixées à l'arbre par des clavettes carrées et des écrous freinés. Roues d'engrenage. Roues: cc = 20°, Pd = 10, N = 48, arbre, dia = %, Er = 1. Pignon: cc = 20°, Pd = 10, N = 24, arbre, dia. = %, Ep = %. Tracer une vue en coupe de l'assemblage, d'après une conception person-

1 _______________

J

Un joint torique monté sur un raccord fileté, à épau· lement, forme un joint étanche par simple vissage à la main. la section de la gorge égale celle de la garniture torique, qui fait saillie de 1/64 po à 1/32 po sur la surface. le volume de la rainure égale le volume minimal de la garniture.

On peut modifier un joint à gorge en formant une gorge de section triangUlaire. l'usinage simple permet de réaliser des économies, lorsqu'il faut réduire le plus pOSSible le prix de revient des pièces. Ce joint efficace déforme la garniture en permanence; la pres· sion dépend du jeu entre les pièces métalliques et de la résistance du métal. Machine Design, Vol. 36, N" 14, 1964.

Fig. 20.30 Garnitures pour joints entre surfaces planes Machine Design, Vol. 36, N" 14, 1964.

Fig. 20.29 Utilisations types de joints toriques sur des pièces à brides

la rainure de plus de 20% à 25%. Ces joints conviennent très bien lorsqu'il faut maintenir un jeu et un alignement précis à l'intérieur des mécanismes. Ce montage sert aussi à limiter efficacement la tension sur la garniture.

nelle, en utilisant les renseignements cidessus. Nota: Les dimensions cotées sont nominales. L'élève détermine les jeux et les tolérances. 3. Exercice semblable à l'exercice N° 2, exception faite des roues retenues par des bagues et de l'arbre monté sur deux coussinets en métal imprégné.

442

LES LIAISONS MÉCANIQUES

Lobe Trous de boulonnage près de la rive

CY:=J

Brisure de la garniture au montage et au démontage

a

Encoche au lieu d'un trou

t=Y=1 Éviter les trous de moins de 3/32 po de diamètre - Un petit trou de positionnement ou d'indexation se remplace lacilement par unecoch~

Trous très petits ou non circulaires

J

,$

~~ Fentes pour détacher une partie de la garniture

Simple perforation Les fentes doivent se finir à la main La matrice et le poinçon, coûteux à l'achat, restent dispendieux d'entretien

~r-O~b-' a-y-ri -a-ll

"II

.)

délicates comparati· ,."" "ruà la''',dimension vement de la garniture

Cotation de marges de tolérances applicables aux pièces métalliques, à l'épaisseur, aux diamètres, aux longueurs et aux largeurs des garnitures, etc.

'1 p/

2.000

#'

Garn'tures de grandes di mens ions. avec joints en biseau

+

!

st

tt

Presque toutes les garnitures s'adaptent aux pièces à étancher sans moulage préalable. Il faut s'assurer que tous les congés, arrondis, etc., sont fonctionnels et non pas simplement copiés d'après des pièces métalliques

À moins d'utiliser des pièces moulées,

de tels détails augmentent les coûts et les frais

Tâches supplémentaires pour le découpage et le collage - Difficulté à former un joint lisse

s

f

Fig. 20.31 Erreurs fréquentes de dessin des garnitures et corrections suggérées

4. Deux roulements à billes, série légère (charges radiales seulement), montés à 4 po de distance et séparés par une entretoise, supportent le bout d'un arbre de diamètre 1Ys po. Les roulements

Il faut tenir compte des garnitures au tout début d'une étude

Presque toutes les garnitures peuvent se comprimer - plusieurs sont sensibles à l'humidité - On doit coter les marges de tolérance commerciales au début, avant de conclure qu'elles sont insuffisantes

~2

~r--~I$'~""'···D---f

1

Pertes élevées dues au rebut, à la déformation ou à l'étirement pendant l'expédition ou en service - Limite le choix aux garnitures en matières très résistantes

~~

Découpage de congés et d'arrondis, conformément à la forme des pièces

t

Le trou doit être lini à la main ... les erreurs sont fréquentes

sont fixés à l'arbre soit par des écrous et des freins d'écrous, soit par des bagues. Les bagues extérieures des roulements sont libres dans leur logement. On fermera le logement par un chapeau à un bout, et par une rondelle et une garniture étanche montées sur le roulement à l'autre bout. Sur une feuille de format {( B }), tracer une vue en coupe de l'assemblage décrit.

Joint à queue d'aronde de congé à la presse

f +

t+ Ontario Rubber Co. Lld.

4. DUNHAM, B. M., "Oils and Greases", in Machine Design, Vol. 35, N° 14, 1963.

5. GERSTUNG, H. 5., "Solid and BondedFilm Lubricants", in Machine Design, Vol. 35, W 14, 1963. 6 BREHMER, J. R., "Lubricating Devices", in Machine Design, Vol. 35, N° 14, 1963.

7. National Seal Division, Federal-Mogul Corporation.

Fig. 20.32 Assemblage d'une poulie guide

1. Canadian SKF Company Limited.

8. SMITH, E. A., "Felt Radial 5eals", in Machine Design, Vol. 36, N° 14, 1964.

2. GLAZIER, P. R., "Needle-Roller Bearings", in Machine Design, Vol. 35, N° 14, 1963.

9. McCRAY, C. R. et H. G. RAEDER, "Radial Positive-Contact 5eals", in Machine Design, Vol. 36, N° 14, 1964.

3. LOWER, D. P., "Premounted Bearings", in Machine Design, Vol. 35, N° 14, 1963.

10. ISENBARGER, R. O., "Exclusive Deviees", in Machine Design, Vol. 36, N° 14, 1964.

LES DISPOSITIFS D'ÉTANCHÉITÉ

443

11. KUCHLER, T., "Clearance Seals", in Machine Design, Vol. 36, N° 14, 1964. 12. SHEPLER, P.R., Dr., "Split-Ring Seals", in Machine Design, Vol. 36, N° 14, 1964.

13. TANKUS, H., "Axial Mechanical Seals ", in Machine Design, Vol. 36, N° 14, 1964. 14. SMITH, J. N., "Molded Packings", in Machine Design, Vol. 36, N° 14, 1964.

15. EVERETT, M. H. et H. G. GILLEITE, "Squeeze-Type", in Machine Design, Vol. 36, N° 14, 1964.

Fig. 20.33 Assemblage de roues dentées

16. EVEREIT, M. H. et H. G. GILLETIE, "Static O-Ring Seals", in Machine Design, Vol. 36, N° 14, 1964.

17. SMOLEY, E. M. et E.C. FRAZIER, "Nonmetallic Gaskets", in Machine Design, Vol. 36, N° 14, 1964.

LES CAMES, LES ARTICULATIONS ET LES DISPOSITIFS D'ENCLIQUETAGE

Manifold Machinery Company Limited

Fig. 21.1 Utilisation des cames

Une came est un organe de machine conçu pour transmettre directement un mouvement déterminé à un récepteur. Les cames se montent généralement sur des arbres en rotation, mais elles peuvent aussi demeurer immobiles, tandis que le galet tourne au-

tour. Les cames peuvent produire un mouvement alternatif ou périodique ou le modifier de diverses façons. Le mouvement à transmettre au récepteur détermine donc le profil de la came motrice. Du point de vue ingénierie, les cames possèdent plusieurs avantages sur les

445

mécanismes d'articulation. Lorsqu'on en comprend le fonctionnement, leur étude en devient plus facile et on peut prévoir avec précision le mouvement qu'on en obtiendra. Par exemple, lorsqu'on utilise des articulations (leviers articulés), il est difficile d'arrêter le mouvement du récepteur durant une partie du cycle, tandis qu'avec les cames,

446

LES LIAISONS MÉCANIQUES

Cl CAME·DISQUE DOUBLE

Al CAME·DISQUE

B) CAME· TAMBOUR POUR ARBRES PARALLÈLES

Dl CAME il PLATEAU RAINURÉ

El CAME·DISQUE Eï RAINURE

f) CAME D'INDEXATION

A. E. Eonic Inc, F, Commercial Cam & Machine Co.

Fig. 21.2 Cames types il suffit de prévoir une partie du profil concentrique à l'axe de rotation. Avec des articulations, on peut difficilement produire un mouvement ayant une vitesse ou une accélération constante précise durant une partie du cycle, tandis qu'avec les cames, cette opération s'effectue facilement surtout lorsque le concepteur étudie la came à l'aide d'un ordinateur.

Les cames-disques et les cames-tambours ou cylindriques comptent parmi les plus populaires. Le contour d'une plaque forme la came-disque. Sur cette dernière, le récepteur se déplace ordinairement perpendiculairement à l'axe de la came. Sur la came-tambour, on usine habituellement la rainure sur la surface extérieure. Dans ce genre de came, le récepteur se déplace le plus souvent parallèlement à j'axe de la came. Un exemple de came-tambour se retrouve dans le mécanisme enrouleur d'un moulinet de canne à pêche. D'autres genres de cames très utiHsées comprennent les cames-disques combinées (formées par l'assemblage d'une ou de plusieurs cames), la came à plateau

rainuré formée d'une plaque portant une rainure sur une de ses faces et la came d'indexation formée d'une came-tambour qui imprime un mouvement circulaire au récepteur. Au fur et à mesure que la vitesse d'une machine augmente, la nécessité d'une came de qualité étudiée avec soin se fait sentir. Les spécifications essentielles pour produire une came de qualité maximale s'établissent ainsi: 1. Dessin préparé en fonction de la dynamique du mouvement quant à la vitesse,

Hr---

RETOUR

MONTEE

11·-·-·--------1

1

MONTÉE DU RECEP!EURI

POINT DE TRANSI110N

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i 1

i

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L .____._____1 ____ ~

f-.- MOUVEMENT

l

1

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B, ~ ANGULAIRE DE LA CAME-----1

Fig. 21.3 Courbe du mouvement d'un récepteur

à l'accélération et aux chocs auxquels on soumettra le récepteur, y compris l'analyse de's vibrations et des variations de couple sur l'arbre. 2. Choix approprié du matériau en tenant compte du coût, de l'usure et des contraintes auxquelles on exposera la surface de la came. 3. Qualité de fabrication qui assure le produit fini désiré.

NOMENCLATURE DES CAMES (Fig, 21.3 et 21,5) 1. Le déplacement du récepteur représente l'espace en degrés ou en pouces entre la position du récepteur et le point de cercie de base, en fonction du temps ou d'une fraction de la période de déplacement de la came. 2. Le mouvement de la came, mesuré en degrés ou en pouces, correspond à la rotation de la came à partir du cercle de base ou point mort et au déplacement du récepteur décrit plus haut.

LES CAMES, LES ARTICULATIONS ET LES DISPOSITIFS n'ENCLIQUETAGE

447

MOUVEMENT DU RÉCEPTEUR

DÉCALAGE AXIAL RECEPTEUR MOUVEMENT OU RECEPTEUR

CERCLE DE BASE

COMMANDE PAR PLATEAU

Al AXES CONCOURANTS

3) AXES DÉCfIlÉS

PAR LEVIER ET RESSORT DE RAPPEl

PAR GALETS

CAME ET GALET N" 1 ~GAME

ET GALET N" 2

MOUVEMENT DU RECEPTEUR PAR RAINURE ET

PAR DOUBLE CAME-DISQUE ET DEUX GALETS

PAR DOUBLE CAME-DISQUE JlVEC SYSTÈME DE LEVIERS ET RESSORT DE RAPPEL

Fig. 21.4 Cames et commandes Iypes

GALET PRISONNiER

PAR DOUBLE CAME-DISQUE ET LEVIER

il

DEUX GALETS

CAME D'INDEXATION

Eonie Inc_

448

LES LIAISONS MÉCANIQUES

RÉCEPTEURS POUR CAMES La figure 21.6 illustre les modèles les plus

courants de récepteurs pour cames. Le récepteur à rouleau, à cause de son frottement moindre et de sa plus longue durée, convient mieux aux vitesses élevées.

SENS DU MOUVEMENT TIGE GUIDÉE

MOUVEMENT DU RÉCEPTEURl

SENS DU MOUVEMENT POINT DE RACCORDEMENT

Ji l ABOUT

ARRONDI

À PLATEAU

Jt1-----'0 À ROULEAU

À ROULEAU SUR LEVIER

Fig. 21.6 Types de récepteurs pour cames CERCLE DE BASE THÉORIQUE

MOUVEMENTS PRODUITS PAR LES CAMES2 CERCLE DE RACCORDEMENT

CERCLE DE BASE

Fig. 21.5 Terminologie relative aux cames 3. Le profil de la came représente la forme de la surface de la came qui agit sur le récepteur. 4. Le cercle de base est le' plus petit cercIe tracé à partir du point de la came le plus rapproché du centre. S. L'axe du récepteur représente le point de base pour établir le profil théorique de la came d'après les positions successives du récepteur. Lorsqu'on utilise un récepteur à plateau, le profil théorique de la came s'établit d'après les positions successives de la surface de frottement. 6. Le profil théorique représente le lieu des positions successives correspondant au déplacement de l'axe du galet produit par le mouvement de la came. 7. Le cercle de base théorique est le cercle tracé à partir du point sur le profil théorique le plus rapproché du centre de la came. Son rayon égale celui du cercIe de base plus celui du galet. 8. L'angle de pression est un angle formé entre la normale au profil théorique et l'axe de levée de la tige au point de contact avec la came. 9. Le point de raccordement est le point sur le profil de la came au passage duquel l'angle de pression sur le galet atteint son maximum. 10. Le cercle de raccordement est un cercIe concentrique passant par le point de raccordement. 11. Le point de transition identifie le point où le récepteur atteint une vitesse axiale maximale, lorsque l'accélération ou la décélération change de direction. Dans une came

rainurée, ce point porte parfois le nom de point de croisement, puisqu'à ce point, le galet quitte un côté de la rainure pour s'appuyer sur le côté opposé. La figure 21.4 montre des cames et des commandes types utilisées dans la conception d'organes de machine. 1

L'étude d'une came commence ordinairement par le tracé des axes afin d'établir les mouvements désirés. Il est évident que le concepteur possède certaines données sur le mouvement requis des pièces; ces données servent à déterminer les exigences des cames et des liaisons pour établir les points de base nécessaires à l'étude du mécanisme proposé. Ces données relèvent du mouvement et de' la synchronisation d'un mécanisme à entraîner, tel qu'une machine-outil, une plieuse ou une machine à étiqueter. Le choix du mouvement que la came doit produire dépend d'abord de la durée de la période et en second lieu, de la dynamique du mécanisme. Pour expliquer la technique

3

Cl GALET DE CAME SUR AXE

2

Al UTILISATION BI ROULEMENTS A ROULEAUX MONTÉS DANS LES CHAPES

Fig. 21.7 Rouleaux de récepteurs pour cames

Dl ROULEMENT

A ROULEAUX

McGili Manufacturing Company, Inc.

LES CAMES, LES ARTICULATIONS ET LES DISPOSITIFS D'ENCLIQUETAGE

de la pente de la courbe. On obtient ainsi une courbe de mouvement linéaire modifiée. Comme cette forme ne convient pas aux vitesses élevées, on utilise des profils dont la courbe correspond à un mouvement lent au départ et à l'arrêt et qui atteint la vitesse maximale au centre.

RAYON VARIANT ENTRE 1}3 ET LA MONTÉE MAXIMAL E

w

6

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5

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.~ ~ 3 §à '~ -2 =>

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3

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2

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900 3

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1 i /~ V/ ~-t

5

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60° 2

30° 1

6

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1\

I_.R

14

.&'300

150° 18 0° 5 6

1

MOUVEMENT ANGULAIRE DE LA CAME

/'

....l >-1-0

-,

600 2

90 0 3

"-

,.-,-

'/

L

90 0 3

60° 2

Cette courbe, communément appelée à accélération constante, correspond à l'équation: levée = temps au carré. La construction de cette courbe parabolique représentée à la figure 21.8C se trace selon la méthode décrite à la figure 3.30B.

al LINÉAIRE MODIFIÉE

"'/ ,"

30° 1

COURBE DE MOUVEMENT PARABOLIQUE

120 0 150 0 180 0 4 5 6

MOUVEMENT ANGULAIRE DE LA CAME

Al LINÉAIRE

00

\

..-

120 0 4

-0°

150 0 180 0 5 6

/ 30 0 1

/ 60 0 2

6 5 4

/

3 2

90 0 3

120 0 150 0 4 5

1 180 0 6

2) ACCÉLÉRATION ET DÉCÉLÉRATION

1) CONSTRUCTION D'UNE COURBE

CONSTANTES

PARABOLIQUE DE MOUVEMENT

Cl PARABOLIQUE 6

.-tr~#===T===F=~==~~~~g ~~--!----J4

w 'W

=> c oc => Ww

""

'" w

3 ,-----~---!--!_-·__,.4-·-~--_i--__t ~ ~

i------r---~~--~r·----~----~----·tJ ~ ~

'" w :2E.~

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\~--~--+_._~._.~----.+--+_.-+--+

""

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'" 00

30 0

60 0

1

2

90 0

1200

3

4

150 0 180 0 5

6

MOUVEMENT ANGULAIRE DE LA CAME

Dl HARMONIQUE

2:

a) b) c) d) e)

Linéaires Paraboliques Harmoniques Cycloïdaux Trapézoïdaux modifiés f) Sinusoïdaux modifiés g) Harmoniques modifiés

Les courbes des quatre premiers mouvements apparaissent à la figure 21.8.

DIAGRAMME DU MOUVEMENT LINÉAIRE (VITESSE CONSTANTE) On utilise une came dont le profil produit une courbe de mouvement linéaire, lorsque le déplacement de la tige doit se faire à une vitesse constante. Si une tige doit s'élever

W

,

-L~24t---~~~----~--_+---~---__J'2

~~~~0~~3~0~0==6~0~0==9~0~O==~12~0~0~15~0~0~18bo _J

1

2

3

4

5

6

MOUVEMENT ANGULAIRE DE LA CAME El CYCLoïDALE

fig. 21.8 Diagrammes du mouvement des cames

du tracé d'une came, nous traiterons des mouvements suivants:

Sur cette courbe parabolique, la croissance ou la décroissance de la hauteur de déplacement calculée en fonction de la rotation correspond à la progression arithmétique 1: 3: 5: 5: 3: 1. Par exemple', pour un récepteur qui doit s'élever à une hauteur de 21;4 po en 180 on choisit 6 périodes de 30°; le récepteur s'élève pendant le premier 30° sur une hauteur égale à 1/18 de la montée totale de 21;4 po c'est-à-dire Vs po. Pendant le deuxième 30°, la montée égale 3/18 de 21;4 po ou % po et pendant le troisième 300, elle égale 5/18 de 21;4 po ou % po. Pour les quatrième, cinquième et sixième périodes, les montées s'établissent respectivement à % po, % po et Vs po. Une came dont le profil correspond à cette courbe produit des saccades lorsque le mouvement comporte une période de repos. 0

MOUVEMENT ANGULAIRE DE LA CAME

MOUVEMENT ANGULAIRE DE LA CAME

449

d'une hauteur de 1~ po dans une demirévolution (180 0) de la came, alors pour chaque 30° de révolution, la tige doit se déplacer sur une distance de 1~ X V6 = 1;4 po. Cette courbe de mouvement linéaire s'emploie habituellement avec les machines-outils pour contrôler le déplacement de l'outil. Si on ajoute au mouvement une période de repos, il s'ensuit une saccade au départ et à l'arrêt du mouvement. Comme ce genre de mouvement débute et se' termine soudainement, on le modifie souvent légèrement pour réduire le choc sur la tige. On relie alors la surface de levée nulle aux surfaces de montée et de retour par des courbes tangentes à ces surfaces. Le rayon de ces courbes varie entre le tiers et la hauteur totale du déplacement dépendant

COURBE DE MOUVEMENT HARMONIQUE Le mouvement représenté par cette courbe, souvent appelé mouvement de manivelle, correspond ,à la montée produite par un excentrique actionnant un récepteur à plateau ayant une surface nonnale à l'axe de la came (Fig. 21.9). Cependant, on requiert souvent un mouvement correspondant à une courbe harmonique simple produite par une rotation de moins de 3600 (Fig. 21.10). On peut tracer cette courbe'selon la méthode indiquée à la figure 21.8. Cependant, il se peut qu'un récepteur à plateau ne puisse fonctionner sur une came formée d'après cette courbe, le profil obtenu comportant souvent une courbe inversée. Le plateau s'appuie alors sur les deux côtés de la courbe plutôt que d'en suivre le profil. La came illustrée à la figure 21.10 actionne un galet beaucoup plus pratique et fiable et indique la méthode utilisée pour tracer le profil d'une came. Ce profil produit aussi une saccade lorsque le mouvement comporte une période de repos. Pour illustrer l'effet produit par la rotation d'une came d'une dimension donnée et le rapport entre le mouvement du récepteur

450

LES LIAISONS MÉCANIQUES

du récepteur ne sont pas saccadés lorsqu'ils comportent des périodes de repos.

COURBE DE MOUVEMENT SINUSoïDAL MODIFIÉ

Al RÉCEPTEUR AU POINT MORT

Cl CAME À UN ANGLE DE 30'

BI RÉCEPTEUR EN HAUT DE COURSE

Cette courbe résulte de la combinaison des courbes cyclO'ïdales et harmoniques. Les profils obtenus d'après cette courbe exigent moins de précision que les profils à courbe cycloïdale ou trapézoïdale modifiée. L'effort proportionnel produit par le changement de l'accélération qui devient au point de transition soit positive, soit négative, s'établit à .2 pour un profil obtenu par une courbe trapézoïdale modifiée et à .4 pour une courbe sinusdidale modifiée. Dans ce dernier cas, il faut prévoir des liaisons mécaniques moins sensibles aux variations d'efforts brusques. Les cames produites d'après cette courbe se prêtent bien aux mécanismes à force d'inertie considérable, ainsi qu'aux vitesses relativement élevées.

Fig. 21.9 Came excentrique (harmonique simple]

COURBE DE MOUVEMENT HARMONIQUE MODIFIÉ et l'angle de pression, on a représenté le profil de retour à un angle plus abrupt qu'il le serait en réalité, ce qui réduit considérablement l'angle de pression.

COURBE DE MOUVEMENT CYCLOïDAL La figure 21.8E montre la méthO'de graphique. pour tracer une courbe de mouvement cycloïdal au moyen d'un cercle roulant. Un profil de came fabriqué avec pré-

!

ANGLE DE PRESSION 1

ci sion d'après cette vement très doux, ajoute une période s'adapte mieux aux élevée.

courbe produit un mousans saccade, lorsqu'on de repos. Un tel profil charges légères à vitesse

COURBE DE MOUVEMENT TRAPÉzoïDAL MODIFIÉ Cette courbe se trace en combinant des courbes cycloïdales et paraboliques. Les profils de came produits d'après cette courbe exigent moins de précision que les profils tracés d'après la courbe cycloïdale. L'accélération réduite. que produisent les cames fabriquées d'après ces courbes représente un grand avantage à cause des efforts moins élevés que subissent le récepteur et les mécanismes entraînés. Les fO'rces d'inertie élevée se contrôlent mieux avec ces profils qu'avec les profils déterminés d'après une courbe cycloïdale. Enfin, les mouvements MOUVEMENT f--HAR~~QIJE REPOS ~O'. 1

DE MONTÉE

6;r

i

MOUVEMENT PARABOLIQUE DE MONTÉE 9W

A cause de la grande complexité de cette courbe, seuls les renseignements se rapportant à la figure 21.12 sont traités dans ce chapitre. Si on désire se renseigner davantage, on peut consulter la liste des ouvrages mentionnés à la biographie.

MÉTHODE SIMPLIfiÉE

POUR TRACER

LES COURBES DE MOUVEMENT La figure 21.12B illustre une méthode rapide et précise pour tracer la courbe parabolique du mouvement. Dans la figure 21.12A, on a divisé avec précision les lignes de base correspondant aux différents mouvements produits par la came. Dans cet exemple, on demande de construire la courbe de mouvement d'une came faisant monter le galet de 2~ pO', en suivant une courbe parabolique pour une rotation de 120'. REPOS

35+_

MOUVEMENT UNIFORME MODIF-,-I=-É_---..;Rf"'EPOS 25' DE RETOUR 120'

'1 -1

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'" w

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'W

R

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~~~~~~~~~~~~~~~~-L~~~~_~~~-L~_L-l-~~~~~

LIGNE DE BASE 0 0

1 •

Fig. 21.10 Came à courbe de mouvement harmonique

60 0

90 0

180 0 215 0 PÉRIODE DE LA CAME

Fig. 21.11 Courbe de mouvement trapézoïdal modifié

335 0

360 0

.1

LES CAMES, LES ARTICULATIONS ET LES DISPOSITIFS D'ENCLIQUETAGE 1

1 2

0

1

1

1

4

3

5

1 6

1

1

1

7

1

9

8

10

ÉCHELLE LINÉAIRE

451

MÉTHODE 1. Tracer deux lignes parallèles horizontales à 211z po de distance, représentant la montée. 2. Choisir une distance convenable pour la rotation de la came sur un angle de 120 Diviser cette distance en 10 parties égales de 12° (12 0, 24 0, 36 0, etc.) et tracer des perpendiculaires aux lignes de base. 3. Reporter les divisions de l'échelle parabolique sur un bout de papier (Fig. 21.12A). 4. Placer la règle ainsi obtenue entre les lignes parallèles tracées précédemment, comme on l'indique sur la figure 21.12B et reporter les divisions de l'échelle sur le dessin. S. À partir de ces points, tracer des parallèles aux lignes de base en prolongeant chacune d'elles jusqu'à la perpendiculaire correspondant à l'angle approprié de rotation de la came. Ensuite, relier les points pour obtenir la courbe parabolique. 0

1 1 Oi

1

1

1

2

1

4

3

1

1

6

5

1

1 1

9 10

8

7

ÉCHELLE HARMONIQUE

Il

1

01

1

2

1

1

4

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Il

1

1 7

1

6

5

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8

ÉCHELLE PARABOLIQUE

Il

01

1 2

1 3

1

1

4

1

1

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5

1

7

8

Il

910

•

ÉCHElLE CYCloïDALE

COURBES DE MOUVEMENT

Il

01

1 2

1

1

1

3

1

5

4

1

6

1

8

7

Il

910

ÉCHELLE TRAPÉzoïDALE

Il

01

1

2

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3

1

1

1

5

4

1

1

7

6

8

Il

910

ÉCHEllE SINUSoïDALE

Lorsqu'on prépare les dessins de cames, on trace d'abord une courbe de mouvement ou diagramme des espaœs du récepteur. La courbe ainsi obtenue représente les mouvements du récepteur et non le profil de la came. La courbe peut avoir n'importe quelle longueur, mais souvent on choisit la longueur de la circonférence du cercle de base, tandis que la hauteur égale le mouvement ou la montée du récepteur. La courbe de mouvement détermine le mouvement du récepteur à partir du cercle de base, en fonc-

CLAVETAGE - ARBRE MOTEUR

Il

01

1

2

1

3

1 4

1

1

5

1 8

1

6

7

Il

910

ÉCHElLE HARMONIQUE MODIFIÉE

r- CYCloïDALE

..___J..._J_. ._~--l-__ CAME N" 2

Al ÉCHEllES COURANTES DES MOUVEMENTS DES CAMES

l'

CYCLOïDALE CAME W 1

DÉVELOPPEMENT DU CERCLE DE lA CAME

-1 1

....

1

w

VITESSE CONSTANTE

'"

'W

1Z

'"

::;; 1

1

72

84

96 108 120

B) UTILISATION D'UNE ÉCHElLE

NOTA: ENTRE 45' ET 60', TOUS LES MOUVEMENTS ENGENDRÉS PAR LA CAME ru' 2 DOIVENT ÊTRE MOINDRES QUE CEUX DELA CAME N' 3 POUR ÉVITER L' ACCROCHAGE DES PIÈCES

Commercial Cam & Machine Co.

Fig. 21.12 Méthode simplifiée du tracé des courbes de mouvement

Fig. 21.13 Diagramme de synchronisation

MONTÉE À PARTIR DU CERCLE DE BASE THÉORIQUE

MOUVEMENT ANGULAIRE

452

o

REPOS 30'

des cames et d'éviter les accrochages, consiste à tracer un graphique de synchronisation. À cette fin, il suffit de tracer les courbes l'une au-dessus de l'autre, à la même échelle, en faisant coïncider les points de départ. La figure 21.13 montre un tel graphique pour trois cames. Lorsqu'on établit les courbes de mouvement sur les cercles de base théoriques, la plupart des fabricants peuvent utiliser les graphiques de synchronisation pour obtenir les données nécessaires à la fabrication des cames. Le dessin détaillé des ébauches de cames suffirait alors pour compléter les renseignements.

1·250 1·250

o _. GALET cf> .375

CLAVETAGE

CERCLE DE BASE THÉORIQUE cf> 1.75

3 3 ï6 x 33l

ALÉSAGE .625

SENS DE ROTATION

IRBE ABOLI QUE DE 'OUR 120'

-Ico -

'~

Î/1, l'

210 0

----

REPOS 30'

--1----

COURBE HARMONIQUE DE MONTÉE 180'

[' .

DESSINS DES CAMES

COURBE

La première opération pour dessiner une came consiste à tracer le rayons COfr'espondant aux divers mouvements angulaires en sens inverse de la rotation. Pour dessiner une came-disque, on trace d'abord le cercle de base théorique qui correspond à la position de la surface frottante d'un récepteur à plateau ou de l'axe d'un galet le plus rapproché du centre de la came. Le développement de ce cercle sert de base pour tracer la courbe du mouvement produit par la came. Les ordonnées de la courbe correspondent aux rayons tracés sur le profil de la came. On reporte les espaces de la courbe sur les rayons correspondants à partir du cercle de base théori-

HARMONIQUE DE MONTÉE 180'

TOLÉRANCE SUR LE MOUVEMENT LINÉAIRE :':.001 TOLÉRANCE SUR LE MOUVEMENT ANGULAIRE:': 0',30' REPOS 30'

~r

l

COURBE PARABOLIQUE DE RETOUR 120'

REPOS 30'

t

~I

~ AXE DE DÉPLACEMENT

0~0~~----~---L----~L--L----18~OAO~2~IO~O-L~~~---L~I5~~~360~

~~'"

COURBE DE MONTÉE NOTA: DONNÉES SUR LES MOUVEMENTS ANGULAIRE ET LINÉAIRE DES CAMES,

FOURNIES PAR LE FABRICANT

Fig. 21.14 Ilessin d'une came·disque tion du déplacement angulaire de la came.

n suffit de tracer le cercle de base ainsi que des rayons ayant des angles identiques à ceux du diagramme de la courbe. Reporter ensuite sur ces rayons, à partir du cercie de base, les distances de mouvement mesurées sur la courbe. La figure 21.11 illustre une courbe obtenue par un ensemble de trois genres de mouvements plus trois périodes de repos. La plupart des courbes tracées s'échelonnent sur un tour complet ou 360°.

POSITION DE L'AXE DU RÉCEPTEUR

Al COURSE DU MOUVEMENT D'UNE CAME CYLINDRIQUE

GRAPHIQUE DE SYNCHRONISATION Une méthode pratique de relier les mouvements des différentes pièces actionnées par

Fig. 21.15 Détails d'une came·lambour Cl RÉCEPTEUR DE FORME CONIQUE

LES CAMES, LES ARTICULATIONS ET LES DISPOSITIFS D'ENCLIQUETAGE 0°

laire oscillant ou en rotation. Les camestambours qui entraînent un récepteur en rotation s'emploient fréquemment pour l'indexation. La courbe de mouvement pour une cametambour se trace sur la surface développée

/// /

453

CLAVETAGE,iX~

/ COURBE HARMONIQUE DE RETOUR 120'

M'.

-S

-S

1

-+-1

-lI

1 1

i---1

1

Commercial Cam & Machine Co.

1

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Fig. 21.17 Came double

1

1

l~ ,t-J REPOS 30'

T

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COURBE HARMONIQUE DE MONTÉE 180'

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REPOS 30' fOURBE_HARMOJIII~[)E.R~T()~_R..r

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1

1

COURBE DE MONTÉE TOLÉRANCE SUR LE MOUVEMENT LINÉAIRE cC .001 TOLERANCE SUR LE MOUVEMENT ANGULAIRE Oc D'-3D'

MOUVEMENT ANGULAIRE 1 ESPACE LINÉAIRE SUR BASE SUR LE CLAVETAGE CERCLE DE'BASE THÉORIQUE

NOTA: DONNÉES SUR LES MOUVEMENTS ANGULAIRE ET LINÉAIRE DES CAMES, FOURNIES PAR LE FABRICANT

0°

0

30° 210°

'9375

240°

'9375

0

fig. 21.16 Dessin d'une came à plaleau rainuré

que pour établir le profil théorique_ Lorsque le récepteur comporte un rouleau, on trace ensuite à partir du profil théorique, une série de cercles d'un diamètre égal à celui du rouleau. On obtient ainsi une suite de points correspondant au profil de la came. Pour un récepteur à plateau, le profil théorique coïncide avec le profil de la came. "Le tracé d'une came-tambour ou cylindrique, tout comme celui d'une came-disque, commence par le tracé de la courbe de mouvement requise et le choix du récepteur. Les cames-tambours comportent des récep-

teurs coulissants dont le mouvement linéaire reste parallèle à l'axe du tambour, Le développement de la came forme un rectangle sur lequel on trace la courbe de déplacement du récepteur (Fig. 21.15A). Théoriquement, un récepteur de forme conique dont le sommet coïncide avec l'axe de la came (Fig. 21.15B) reproduit un mouvement plus précis. Cependant, en pratique, des galets cylindriques donnent d'excellents résultats pourvu que le rapport longueur / diamètre ne soit pas trop grand proportionnellement au diamètre de la came. La figure 21.4 illustre des galets à mouvement angu-

de la came (Fig. 21.18). La rainure tracée sur la surface du tambour se détermine par projection. On projette des points, de la courbe du mouvement sur la vue de face du tambour, selon la méthode indiquée pour le point A situé sur l'ordonnée correspondant à un angle de rotation de 210°. On emploie les cames-disques doubles pour reproduire un mouvement qu'il serait impossible d'obtenir à l'aide d'une came simple. On peut ainsi entraîner des mécanismes d'indexation par des cames-disques doubles.

COTATION ET MARGES TOlÉRANCE' La façon de tracer un profil à échelle agrandie par un ensemble de courbes et de droites constitue une méthode périmée. Une came de qualité tracée de cette manière représentait une tâche des plus ardues pour le fabricant. La fabrication d'une came-maîtresse ou d'une seule came se fait suivant un tableau des angles de rotation et des distances radiales correspondantes. On taille ensuite le profil par points (fraisage ou autre mode d'usinage). On obtient un profil polygonal qu'il suffit d'arrondir à la lime pour le terminer. Le rayon de courbure du profil, celui de l'outil et les points d'usinage déterminent le degré de finition et de précision de la came. La fabrication d'une came-maîtresse précise exige souvent la détermination de points distants de Yz 0 de rotation à une seconde près. La préparation d'un tableau exige parfois la solution de six ou huit équations pour chaque point d'usinage.

454

LES LIAISONS MÉCANIQUES

/

~~

COURBE HARMONIQUE DE MONTEE 210'

/

ROTATION DE LA CAME

MOUVEMENT ANGULAIRE SELON LA LUMIÈRE DE RÉGLAGE

0

0

210 0 300 0

0 1·250 0

~~+--__f-LUMIÈRE DE RÉGLAGE

\//'

/A Â ,"-.

210

ESPACE LINÉAIRE D'APRÈS LA LIGNE DE BASE

TOLÉRANCE SUR LE MOUVEMENT LINÉAIRE ± .001 TOLÉRANCE SUR LE MOUVEMENT ANGULAI RE ± 0'·30"

"-~----- \~ REPOS 60' RETOUR LINÉAIRE MODIFIÉ 90'

NOTA: DONNÉES SUR LES MOUVEMENTS ANGULAIRE ET LINÉAIRE DES CAMES À PARTIR DE LA LIGNE DE BASE, FOURNIES PAR LE FABRICANT

\, "

300 0 COURBE HARMONIQUE DE MONTÉE 210'

RETOUR LINÉAIRE MODIFIÉ 90'

REPOS 60'

--,----

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FILTRE

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XI

lB/P02

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''''

ZI

z

TU·12·341 Jean GyrCie

CRÉPINE

ST-ID Jean GyrCi.

POMPE

VP·1AC·5 JeallCyrCi.

MOTEUR ~LECTRIQUE

EM·2312·220

DÜENDEUR

ABC COAP. RV7A·34 Jean Cyr Ci.

VALVE D'ARRËT

GL-{14 JeanCyrC"

RÉGULATEUR DE DÉBIT

Fl·12O·PC Jean Cyr CI,

MANOMÜRE

65-1000·R JeanCyrC'·

FILTRE

n-Ioo·z Jean Cyr Ci.

DISTRIBUTEUR, COMMANDE MANUELLE

DV4·MD3 Jeao Cyr e"

DISTRIBUTÉUR

aV-123 Jean Cyr Ci,

VALVE D'~QUILIBRAGE

CV-122 Jean Cyr Ci,

VALVE·PILOTE, COMMANDE AUTOMATIQUE

DVP4-C2A JQanCyrCi. C30-Rf3·CRE Jean Cyr Ci. C40-R5·V JeaD Cyr Cie

VtRIN A UNE TIGE

VERIN

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1

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SORTIE

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CR~PINE

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DETERGENT DISPENSER

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FASRIC

SOFTEfIIER DISPENSER

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LAMP

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1

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l

y

1:"" t!1 "d t!1'

B

10

L ______ J

SWlTCH

TIMER ELEMENTARY DIAGRAM

T-R~

IR_W_I

'fM

FABRIC SELECTOR ELEMENTARY DIAGRAM

Frigidaire Products of Canada Limiled

1:""

Conlinuily shown lirsl is wilh one Program Bulton (6 Bulton Side) depressed lor each posilion. Program Bultons cancel ail olher bultons. Continuity Y

y y

2

1

10 BR·W 10OR·W

4

3

5

6

.. _ - -

10 T-R Tl 10W Tl 10 BU Tl 10 T2 T2 10 BU T2 10 PK T2 10OR-G OR-G to PK GY ta R R-G to GY R-G to R R-G la OR-B B ta B-W PU-W ta PU PU-W ta R-W

--

Selector Positions 4. W & W-While Colton 2. Regular Non-Color Fast 5. W & W-Man Made 3. Special 6. Delicate With one Progra m Bulton depressed, the Option Bultons are depressed to revise the above conti nuity as shown below.

1. Regular White and Color Fast

Revised Continuity

Options

1

T2 T2 T2

to BU to PK to OR-G

R-G

ta GY

R-G

to R

9

R-G R-G

10

Y

ta GY ta OR-B ta T-R

11

Y Y

la BR-W to OR-W

7 8

7 Small Load 8 Cold Rinse and Soak

2

3

4

5

6

TIMER CONTINUITY

--i

a SEQUENCE

1-75 Seconds. 6·Advanceoftimer~iGl

•

Contact closed. Circuit completee!.

t:8l

Contact closed. Circuit incomplete.

1%1

t"' tti

>-l

~

Overflowing while soaking or ogltatmg.

@ Completes circuit for Worm

()

tti'

wosh option.

~

m

CIl

NOTE: Contacts No. 7,8,9, a 10 ore eflergized only long enough ta start washer mator.

CIl

gm, is::

f;; ~

Option Selections 9 Cold Wash 11 Extra Rinse 10 Soak and Wash J2 Cancel

(B) CONTINUITY DIAGRAM, FABRICS AND OPTION SWITCH

m':. t"' tti

()

(C) CYCLE OF OPERATION FOR REGULAR HOT WASH Frigidaire Products of Canada Limited

Fig. 23.26 Schéma de raccordement d'une laveuse automatique

>-l

~

::;

tti'

VI

512

TlMER (UPPER TERMINAL PANEL)

TIMER ElEMENTARY DIAGRAM

WASH

r-·--J SELEcrOR SWITCH

1

O-G

I1

LV MOTOR

PROTECTOR

r--'S_I

i

L __ ..J

ri

•

-1

1

8-2

~ LlO

SWlrCH

CONSOLE

TIMER (LDWER TERMiNAL PANIEL)

B.

8l

CABINET

"-1 REAR

J-~

PANEL

;-----'-'0.

1

L~

~

OR UNE GORD AND

1 1

GAPACITOR

1

1

BU

COlOR

ACCESS_

------,

( IN SERVICE POSITION)

,---

)

"---- - - - - - - - , /

/--"'"\

PLUG

1

t~~~~,0--------"'------+--------f---'----------'

"

SY III BOL

BLACK

8,8-1,6-2

WHITE

RED ORANGE

OR

BLUE

BU

~-~ ~Y~EL~L~O~W~--+-~~~--

TM

'TIMER ~OTOR

r:::::J

SPLICE

CQNNECTQR- WHITE

1118

SPliCE

CONNECTOR - 8LACK

)

MDTQR

CONNECTOR

(WHITE)

(A) CONNECTION DIAGRAM

TIMER CONTINUITY BI SEQUENCE

-l

~60 Seconds.

III l:8:l

(B) CYCLE OF OPERATION FOR A REGULAR HOT WASH

Contact closed. Circuit compleled_

I%l

Overflowing while soakinçl or agitaling.

Contact closed. Circuit incomplete.

I:!J

Contact may be open or closed.

Fig. 23.27 Schéma unifilaire et diagramme de programmation d'une laveuse automatique

NOTE:

a.

Contacts No. 7,8,9, 10 are energized only long enough 1o slarl wosher motor. Frigidaire Producls of Canada Limited

LE TRACÉ DES SCHÉMAS D'ÉLECTRICITÉ

16

3

Fig. 23.28 Poste récepteur à une lampe

24

Fig. 23.29 Poste récepteur à deux lampes

Fig. 23.30 Poste récepteur à deux lampes, alimentation secteur

LISTES DES ÉLÉMENTS POUR LES SCHÉMAS DES FIGURES 23,28, 23,29 ET 23.30 ------~------------------------_1

1 ANTENNE 2 CONDENSATEUR VARIABLE 3 CONDENSATEUR, 250 p.p.F MICA 4 CONDENSATEUR 1 p.F 5 CONDENSATEUR ,002 p.F TUBULAIRE 6 CONDENSATEUR ,005 p.F TUBULAIRE 7 CONDENSATEUR ,02 p.F TUBULAIRE 8 CONDENSATEUR DE FILTRAGE, 20 p.F

9 10 11 12 13 14 15 16

LAMPE À INCANDESCENCE CASQUE REDRESSEUR AU SÉLÉNIUM RÉSISTANCE, 1 000 OHMS RÉSISTANCE, 27000 OHMS RÉSISTANCE, 47000 OHMS RÉSISTANCE, 100000 OHMS RÉSISTANCE, 270 000 OHMS

17 18 19 20 21 22 23 24

RÉSISTANCE EN CHARBON, 2,7 Mil RÉSISTANCE VARIABLE [RÉGLAGE D'AMPLIFICATION) TRANSFORMATEUR D'ANTENNE TRANSFORMATEUR À NOYAU LAMPE DUOTRIDE 6H6 LAMPE TRIODE 6J5 LAMpE PENTHODE 6SJ7 ALIMENTATION 110 V

513

514

RI R2 R3 R4

LES SPÉCIALITÉS EN DESSIN INDUSTRIEL

10000 OHMS 150 000 OHMS 6800 OHMS 50 000 OHMS BASSE FR~QUENCE LINÉAIRE R5 1 000 OHMS R6 10000 OHMS R7 100000 OHMS R8 50000 OHMS HAUTE FRÉQUENCE LINÉAIRE R9 10000 OHMS (TOILE ISOLANTE) RÉPARTITION D'AUDIOFRÉQUENCE RIO 220000 OHMS

Rll R12 R13 R14 RIS R16 R17 R18 R19

2200 OHMS 4 700 OHMS 33000 OHMS 47000 OHMS 1 500 OHMS 330 OHMS 220 OHMS 1 200 OHMS 33 OHMS

11. Sur une feuille de format «B», tracer un schéma simplifié d'après le schéma unifilaire pour laveuse automatique de la figure 23.27.

CI 8 ,uF C2 .50 C2 .02 C4 .20. C5 .005 C6 .10 C7 10 ,uF C8 10 ,uF C9 50 ,uF CIO 50 ,uF Cil 50 ,uF

TI lK/IK C.T. TRANSFORMATEUR

A NOYAU

MAGNÉTIQUE

12 100 C.T./V.C. TRANSFORMATEUR A NOYAU MAGNÉTIQUE TRI, TR2, TR3 GE2N323 TR4, TR5 GE2N321 [Alirc DISSIPATEUR THERMIQUE A AGRAFES) SI HAUT·PARLEUR SW INTERRUPTEUR BI PILE, 6 VOLTS G PRISE DE TERRE

Fig. 23.31 Amplificateur d'audiofréquence à 5 transistors

ENTRÉE DU SIGNAL DE DROITE VERS L'AMPLIFICATEUR

12. Sur une feuille de format «C., tracer quatre schémas simplifiés des phases suivantes pour la laveuse automatique de la figure 23.27: remplissage, lavage, essorage et rinçage. Les bornes R et R-G du commutateur sélecteur sont branchées pour les quatre phases.

SCHÉMAS SIMPLIFIÉS (ÉLECTRONIQUE) 1. Sur une feuille de format «A», tracer un schéma simplifié du poste récepteur à une lampe apparaissant à la figure 23.28. Simplifier le tracé si possible. 2. Sur une feuille de format «B., tracer un schéma simplifié du poste récepteur à deux lampes apparaissant à la figure 23.29 en simplifiant le tracé si possible. 3. Sur une feuille de format «B., tracer un schéma simplifié du poste récepteur alimenté par le courant secteur apparaissant à la figure 23.30 en simplifiant le tracé si possible.

TENSION DE PRÉAMPLI FICATION -20 V.C.C. ENTRÉE DU SIGNAL DE GAUCHE VERS L'AMPlIFICATEUR

PRISE DE TERRE DE LA T~TE DE LECTURE

ENTREE DU SIGNAL DE LECTURE DU COTÉ GAUCHE

A) SCHÉMA DE MONTAGE DU CIRCUIT IMPRIMÉ

j--i-1

ir-3

lJl -...)

......

572

LES SPÉCIALITÉS EN DESSIN INDUSTRIEL

des trous de boulonnage et de leur espacement. Dans l'industrie, l'ouvrier ne doit pas mesurer les dimensions sur un dessin; par contre, le dessinateur inscrit les cotes et les notes concernant les opérations nécessaires à la fabrication de la pièce.

36 x 12

30

x

10t

12.027 12

1.100

.680

36i

H

11/1 6

160

36.00 36

12.000 12

1.020 1

116

30.00 30

10.500 10t

.850

29.82 29i

10.484 10t

.760

24.00 24

12.000 12

.775

170

108

24 x 12

24 x 9

21 X 9

21

X

8!

100

7t

i

i

26! .548

261

9J!6

23.91 23!

8.985 9

82

20.86 20!

8.962 9

21.13

8.270 8!

.685

20.99 21

8.240

.615

81

i

18.25 l8!

7.558

18.12 18t

7.532

.630

.390

7t

i

t

18.00 18

7.500

.570

.358

9J!6

i

16.00 16

7.000 7

.503

15.85 1

6.992 7

.428

68

2H

60

50

40

36

i

2H

.516

t

1 116

.499

I1J!6

18

t

l8i

116

.430

4

.400 18i

t

4

.416

7t

n

NOMENCLATURE

t

76

.872

5

.468 20!

9.061 9

55

16 X 7

i

Le dessinateur de charpentes métalliques ne trace pas tous les détails à l'échelle, mais il en exagère parfois le dessin pour le clarifier. Par exemple, il exagère la distance entre les deux lignes identifiant les semelles des poutres, sans quoi, dans la plupart des cas, les deux lignes se confondraient en un seul trait fort et on ne pourrait déterminer ainsi la forme exacte de la semelle.

.653

24.29 24t

94

62

18 X

36.16

On peut tracer la longueur des poutres à l'échelle, mais on réduit ordinairement cette longueur, car un tel dessin n'aurait aucune utilité dans un atelier de fabrication et constituerait un gaspillage de papier. D'autre part, il ne faut pas trop réduire cette longueur, car cette réduction obligerait à rapprocher la distance entre les trous ou à diminuer les dimensions des autres détails, ce qui nuirait à la clarté du plan.

116

t

116

La nomenclature illustrée à la figure 26.10 représente un modèle type utilisé sur les dessins de charpente. On trouve à la figure 26.23 les plans d'exécution des poutres A3 et B3 identifiées sur cette nomenclature. On remarque que ces deux poutres sont identiques en tous points, exception faite des trous percés dans les âmes . Sur une nomenclature, on groupe toujours les pièces de même nature fabriquées avec le même matériau afin d'éviter les répétitions .

.307 14

SJ!6

ÉVALUATION DU POIDS 14

Canadian Inslitute of Steel Construction

Fig. 26.9 Dimensions des profilés à semelles larges

Le dessinateur doit compléter son plan par une nomenclature exhaustive de tous les matériaux apparaissant sur le dessin. Cette nomenclature a une importance primordiale puisque les employés de la cour de stockage l'utilisent pour couper les matériaux à la longueur appropriée et pour préparer le nombre de pièces requises. Le préposé à l'expédition se charge de faire parvenir le tout à l'atelier de fabrication après l'avoir vérifié soigneusement.

Après avoir établi la nomenclature, on doit parfois évaluer le poids des matériaux. Ce poids a une grande importance puisque l'acier se vend ordinairement à la livre. Il faut donc calculer ce poids à une livre près. De

LE DESSIN DE CHARPENTES MÉTALLIQUES DATE D'APPROBATlON27

N" DU CONTRAT

CALCULÉ PAR

DATE

VÉRIFIÉ PAR

DATE

NOMENCL. N"

NORMES

CSA 5-/6

/2

64-0

NATURE DU MATÉRIAU

:lbE~EES L~~r~~~ag~11 SYM80LE .

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DIMENSIONS

LONGUEUR

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LISTE D'EXPÉDITION

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Il POIDS ÉVALUÉ

PRIX APPROUVE

NbDE

MAROUE

DESIGNATlIJN

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-

POIDS REEL

O"EXPED

N'D'EXPÉDITION

13 1 7 0

/

POC/TI?E

A3

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6 9 3 2 3 9 - - -

1

POUTRE

63 - - - - - -

/620

-

po

3a

VÉRIFIÉ PAR

FACTURE DES MATÉRIAUX W

M

PRIX NET À LA L1VR,,-,E~PL:c:U~S..::L~ES~FR,-"A~IS,---,-P",RÉ,,-P,,-AR"'É'-'-'PA'-'!R___--'D~A~T_=E"_ _ __

VÉRIFIÉ À L'ACIÉRIE

CLI ENT DÉSIGNATION PIÈCE

573

-

-

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-

-

-

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-

-

-

- - - --- --

Fig. 26.10 Nomenclature

plus, ces estimations servent à calculer le poids des charges à soulever et à éviter la surcharge des appareils de levage. Le service de l'expédition utilise aussi ces estimations pour préparer les charges et pour calculer les frais d'expédition. Le service de la construction doit aussi y recourir pour préparer le travail de l'assemblage sur le chantier. On trouvera à l'appendice le poids des boulons à grande résistance, des rivets et des profilés ordinaires.

OSSATURE RECTANGULAIRE Une poutre est un élément de charpente ordinairement placé à l'horizontale pour supporter des charges verticales. La figure 26.11 illustre une partie d'un plan de charpente en acier pour un plancher vu de dessus. Ce plan, y compris les notes, comporte toutes les données que le dessinateur de charpente requiert du projeteur. À moins d'indications contraires, on considère les éléments d'une structure comme parallèles et de niveau ou à angle droit avec les âmes à la verticale. Sur une vue en plan, on ne peut évidemment indiquer la hauteur ou les dimensions verticales qu'à l'aide de notes. À la figure 26.11, la distance au-dessus d'un plan de repérage apparaît en pieds et en pouces, c'est-à-dire 98'-6. Cependant, le dessinateur aurait pu inscrire la note suivante: HAUTEUR DE LA SURFACE SUPÉRIEURE DES SEMELLES 98'-6, À MOINS D'INDICATIONS TELLES QUE (+ 3). Dans ce cas, une vue en élévation d'une poutre, telle que la poutre à semelles larges 24 WF 76, deviendrait superflue puisqu'il suffit d'ajouter (+3) à la hauteur et non la cote 98'-9. La figure 26.11B représente la poutre telle qu'elle ap-

CALCUL DES CHARGES AUX ATTACHES

paraîtrait, ainsi que les renseignements essentiels. On ne pourrait placer la poutre 16 WF entre les poutres maîtresses, si on n'avait pas prévu un certain jeu. Puisqu'on alloue habituellement un jeu de 1/ 16 pouce à chaque extrémité, la distance entre le bout de la poutre 16 WF 36 et l'axe de la poutre 24 WF 36 égale donc la demi-épaisseur de l'âme de la poutre 24 WF 36 plus 1/16 pouce.

Du fait que de nos jours on n'utilise à peu près plus le rivetage dans les ateliers de fabrication, il n'en est pas fait mention dans ce chapitre. Les équerres sont soudées ou boulonnées aux poutres à l'atelier; elles sont boulonnées en position sur le chantier. Dans ce chapitre, nous traitons uniquement des boulons à haute résistance.

À la figure 26.9, l'épaisseur de l'âme égale 7/16 pouce et la demi-épaisseur, 7/32 pouce. On a donc: 7/32" + 1/16" = 9/32". Cependant, comme le travail se fait à 1/16 pouce près, on établit cette distance au multiple de 1/ 16 pouce plus grand, soit 5/16 pouce.

Calculons maintenant les attaches requises pour une poutre 16 WF. Lorsqu'on ne spécifie pas les charges, on choisit une attache qui peut supporter la demi-charge admissible également répartie pour les poutres à semelles larges, suivant le tableau de la figure 26.12. La charge n'apparaissant pas

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PLAN

16W36

NIVEAU DE LA SEMELLE SUPÉRIEURE (9'·6)

! ÂME + ft

INDICATIONS: UTILISER LES NORMES S·16 DE L'ACNOR (CSA) MATÉRIAU: ACNOR (CSA) G40·12

ATTACHE DE POUTRE: 3 RANGS (EXTRAIT DU MANUELl

BOULONS H.R. A325, q,!, ATTACHÉS PAR ADHÉRENCE TROUS PERCÉS q, ~ PIÈCES DE LIAISON FIXÉES AUX ÉLÉMENTS SECONDAIRES

A

Fig. 26.11 Partie d'une charpente de plancher

B

574

LES SPÉCIALITÉS EN DESSIN INDUSTRIEL

sur le plan de la figure 26.11, on l'établit

à 55 kips ou 55000 lb pour une poutre

Pour obtenir une rigidité et une stabilité suffisantes, on recommande d'utiliser des attaches de même longueur ou plus longues que la demi-dimension h de l'âme (Fig. 26.9). Cette longueur égalant 14 pouces pour une poutre 16 WF 36, la longueur minimale de l'attache égale donc 7 pouces. En consultant la figure 26.13 pour les attaches ordinaires soudées, on constate qu'une attache d'une longueur L égale à 8%, reliée par un cordon de soudure A de 3/16 pouce, possède une résistance suffisante, égale à 32.2 kips. On constate en étudiant le tableau que l'épaisseur de l'équerre égale le cordon de soudure plus 1/16 et que l'épaisseur minimale est de 5/16.

On doit aussi noter que si on avait spécifié des boulons de Ys pouce de diamètre, l'équerre requise serait d'une épaisseur de % pouce.

DONNÉES DES DÉTAilS 2 L - 3% x 2% dures 3/16

X

5/16 X 8% et sou-

16 X 7

78

71

64

58

50

45

40

JO

276 249 224

250 224 202

227 202 182

217 195 173 156

196

305 274 246

175 155 140

173 156 138 125

11 12 13 14 15

224 206 190 177 ]65

203 187 173 159 149

183 167 156 144 135

165 152 140 130 121

142 130 120 11 1 104

127 117 108 100 93

113 104 96 89 83

99 91 84 78

16 17 18 19 20

154 145 137 130 ]24

140 132 124 117 112

125 119 ]12 105 100

113 107 102 96 91

97

78

87 82 78

87 82 78 74 70

73 69 66 62

68 64 60 57 55

21 22 23 24 25

117 112 J07 103 99

107 102 97 94 90

96 91 87 84 80

87 83 79 75 73

74 71 68 65 62

67 64 61 58 56

59 57 54 52 50

52 50 47 45 43

7 8 9

L'épaisseur d'une équerre boulonnée se détermine d'après l'effort au cisaillement auquel on soumet cette équerre ou par l'effort auquel chaque trou de boulonnage doit résister. Pour faciliter la normalisation, le tableau de la figure 26.13 détermine l'épaisseur des équerres en fonction des charges maximales que peuvent supporter trois boulons de grande résistance A325 retenant une poutre appuyée. La situation diffère dans le présent exemple puisque la poutre est entre équerres. Bien qu'une équerre de l,4 pouce puisse suffire dans ce cas, le tableau de la figure 26.13 spécifie l'épaisseur minimale de 5/16 pouce utilisée pour les équerres.

16 X 81/z

6

CALCUL DES ATTACHES

À la figure 26.11, on a spécifié des boulons % H.R. En consultant la figure 26.13 pour les éléments boulonnés ou rivetés, on constate que le nombre minimal de boulons pour une poutre est de 3. La longueur de l'équerre d'une épaisseur de 5/16 po est suffisante pour la poutre; la résistance au cisaillement de 6 boulons 0 % pouce de haute résistance fixant les deux équerres égale 39.8 kips.

HAUTEUR ET LARGEUR NOMINALES - POIDS AU PIED

PORTÉ E EN PIEDS

16 WF 36 d'une portée de 20'-0. La moitié de cette charge étant supportée à chaque extrémité, la résistance des attaches doit donc égaler 55 x % = 27.5 kips.

92

36 167 156 136 121 109

72

Canadian Institute of Steel Construction

Fig. 26.12 Charge maximale en kips uniformément répartie pour des poutres WF avec supports latéraux

6 -

boulons H.R. A325, dia %

Certains fabricants préfèrent parfois fixer les équerres à la poutre, en atelier, au moyen de boulons de haute résistance. Cette pratique peut causer des problèmes lors du montage sur le chantier, car il faut prévoir un espace suffisant pour permettre le boulonnage. Il faut donc des équerres de plus grandes dimensions et plus épaisses. En outre, il faut souvent éloigner les boulons ou les placer en quinconce. C'est pourquoi nous ajouterons seulement que dans ce genre d'assemblage entre équerres ou liaison par adhérence, les boulons fixés à l'âme de la poutre offrent la même résistance aux efforts que les boulons fixés à la pièce maîtresse, même s'ils sont soumis à un double effort de cisaillement plutôt qu'à un seul. Il faut noter les détails suivants à la figure 26.l1B: 1. L'aile de l'équerre fixée à la poutre égale 2Y2 pouces.

2. L'entre-axes ou espacement des trous de boulonnage sur la poutre maîtresse égale 5 pouces. 3. Les ailes des deux équerres disposées de chaque côté de la poutre et boulonnées

à la poutre maîtresse ont une largeur de 3 Y2 pouces et la distance d'axe en axe entre les deux lignes de trusquinage G égale 5 pouces. La distance entre l'âme de la poutre et l'axe des boulons égale la demidifférence entre 5 pouces et l'épaisseur de l'âme, à 1/16 pouce près. Pour 3 rangs de boulons et une poutre 16 WF 36, cette distance égale (5 - 5/16) -7 2 = 2 11/32, c'est-à-dire 2 5/16 pouces. 4. L'entre-axes entre les rangs de boulonnage à la verticale égale 3 pouces. 5. La distance entre les rives et les lignes de trusquin age égale la demi-différence entre la hauteur de l'équerre et la somme des entre-axes. Les 3 rangées de boulons égalent donc: (8Y2 - 3 - 3) -7 2 = 1l,4 pouce. La position des équerres s'inscrit d'abord sur le dessin de détail de la poutre maîtresse, celle-ci se traçant ordinairement la première. Pour normaliser, pour simplifier le travail et pour minimiser les erreurs d'assemblage, on détermine autant que possible les lignes de trusquinage à 3 pouces d'intervalle, la première ligne se traçant à une distance de 3 pouces sous le sommet de la poutre maîtresse.

LE DESSIN DE CHARPENTES MÉTALLIQUES

op~QJ

ATTACHES SOUDÉES

,,

ÉLECTRODES E70XX DIMENSION DE LA CORNIÈRE tMIN.

= DIMENSION

'Y,,,

60.3 50.3 40.2

'Yx 5/'6

53.6 42.9 32.2

.y,,, 'I! 'II"

33.8 27.0 20.3

5/i6 '/4 '116

74.5 59.6 44.7

5/i" ',4

+!..'16.

DU CORDON

7'16 OU

SOIT

IlL

= 3t x

1

nx t

LA DIMENSION LA PLUS GRANDE

1

SOUDURE

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.38 .30 .23

.35 .28 .21

.43 .35 .26

.39 .32 .24

4

',4

11'/2 11'/2 11'/2

36.3 30.3 24.2

'Ys .y'6 'I!

8'/2 8V2 8'/2

.48 .39 .29

.38 .30 .23

.35 .28 .21

.43 .35 .26

.39 .32 .24

3

16.5 13.8 11.0

'Yx 5/i6

5'/2 5'/2 SV2

.48 .39 .29

.38 .30 .23

.35 .28 .21

.43 .35 .26

.39 .32 .24

2

',4

W12, 1 12, [ 12,

10, 10, 10,

8 8 9,

8

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5

14, 12 13,

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12 12

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16, 15, 15,

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21, 20, 15

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70.7

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94.2

58.3

79.4

104

77.8

106

138

Diamètre des liaisons

Fy

Diamètre des liaisons

Fy

Diamètre des liaisons

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ksi

3,4

YB

ksi

3,4

YB

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109 122 134

127 142 156

36 40 44

146 162 178

170 189 208

72.8 .81 89.2

YB 84.9 94.5 104

97 108 119

146 162 178

194 216 238

apoutre encastrée. Les filets des boulons sont parallèles au plan de cisaillement. bPoutre appuyée. Les filets des boulons ne sont pas parallèles au plan de cisaillement. Fig. 26.13 Liaisons pour poutres

Canadian Institute of Steel Construction

575

576

LES SPÉCIALITÉS EN DESSIN INDUSTRIEL

La vue en élévation sur le tracé du projeteur (Fig. 26.11) indique que le dessus de la poutre 16 WF se situe à 3 pouces sous celui de la poutre 24 WF, tandis que les surfaces inférieures se situent à une distance de 5 pouces l'une de l'autre. Pour savoir s'il faut découper le bout de la semelle de la poutre 16 WF, afin qu'elle puisse s'insérer sous celle de la poutre maîtresse, il faut vérifier la distance k, qui égale la distance entre la surface de la semelle et le congé entre l'âme et cette semelle. Pour une poutre 24 WF 76 (Fig. 26.9), k égale 1J,,4 pouce. Il est évident que la poutre 16 WF s'y ajuste sans difficulté et qu'on n'a pas à découper les semelles. Dans les plans de charpente, on détermine souvent un côté nord sur le plan, ce qui permet d'orienter les poutres pour s'assurer qu'elles seront assemblées conformément aux plans. En établissant ainsi un côté nord et un côté sud pour le plan à la figure 26.11, on peut identifier les plans de détail apparaissant aux figures 26.14 et 26.15. Afin de calculer les attaches du côté sud pour la poutre 16 WF, il suffit de procéder comme précédemment et de comparer les figures 26.11 et 26.14. Le tracé du projeteur indique que le dessus des semelles des poutres 16 WF et 21 WF est au même niveau. Il faut donc découper la semelle, c'est-à-dire dégager la poutre 16 WF pour en faire l'assemblage. Dans certaines entreprises, on utilise un signe conventionnel pour indiquer le dégagement plutôt que de le coter. Dans d'autres, on inscrit une note sur le dessin: DÉGAGER LA POUTRE 21 WF 82, laissant ainsi les ouvriers libres de faire le dégagement à leur guise. À la figure 26.14, on a donné une forme rectangulaire au dégagement, même si les semelles de la poutre ont une pente et qu'on a coté la longueur et la profondeur du dégagement. D'ailleurs, on découpe toujours un dégagement au point de rencontre des coupes verticale et horizontale; le tracé en devient alors superflu. Les poutres étant affleurées au sommet, la dimension minimale Q1 égale la dimension k de la poutre 21 WF 82 pour éviter que le congé entre la semelle et l'âme ne nuise à l'assemblage. Ainsi Q1 = 1Y2 pouce. Quant à la longueur Q2' toujours calculée en multiples de J,,4 pouce, on la détermine à partir de la surface d'appui des équerres, en prévoyant un jeu de V2 pouce entre la rive de la semelle de la poutre 21 WF 82 et le dégagement. Q2 égale donc la dimension a (Fig. 26.9) plus Y2 pouce, c'est-à-dire 4% pouces. La figure 26.15 représente le détail complet de la poutre 16 WF 36 et on doit no-

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M

M

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Fig. 26.14 Attaches côté sud pour la poutre apparaissant à la figure

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l ÉPAISSEUR DE L'ÂME

3 RANGS DE LIAISONS EOUR LES POUTRES DE CHARPENTE D'APRÈS LE MANUEL

ter les points suivants: 1. Les longueurs 5/16 pouce représentent la distance entre l'axe de l'âme des poutres maîtresses et les surfaces d'appui des équerres, c'est-à-dire la demi-épaisseur de l'âme plus Ih pouce.

2. En soustrayant ces l'entre-axes des poutres on obtient la distance d'appui des équerres: 5/16 = 19' - 11%.

deux dimensions de maîtresses (20'-0), entre les surfaces 20'-0 - 5/16 -

3. La longueur nette de la poutre 16 WF est calculée en soustrayant Y2 pouce à chaque extrémité, à partir des surfaces d'appui des équerres. Ce jeu de V2 pouce compense les erreurs de coupe et évite les frais accrus qu'exigerait un découpage de finition. 4. Des vues de dessus ou de dessous deviennent superflues, puisqu'on ne perce au-

cun trou dans les semelles et qu'il ne faut pas encombrer le dessin de vues inutiles. 5. Le détail des équerres apparaît sur ce plan. Suivant leurs propres normes, certains ateliers se contentent souvent de moins de détails. 6. Chaque poutre porte une marque d'identification, établie selon diverses méthodes. L'une d'elles comprend une majuscule suivie du numéro du dessin de détail. Ainsi, tous les éléments apparaissant sur une même feuille portent le même numéro. Cette marque d'identification sert au bureau, à l'atelier et sur le chantier pour la mise en place. À la figure 26.15 par exemple, si la poutre 16 WF était le premier élément tracé en détail sur la feuille N° 90, elle porterait l'identification A90, la deuxième sur la même feuille B90, etc., pour fin d'expédition.

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À PALIERS «A»

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Trois paliers habitables ou plus Divers agencements de toitures et de plafonds

Trois paliers habitables ou plus Toiture et plafond en pente

À ENTRESOL «B»

Deux paliers habitables Divers agencements de toitures el de plafonds Sur terrain en pente

Deux paliers habitables Divers agencements de toitures et de plafonds Entrée à mi-étage

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588

LES SPÉCIALITÉS EN DESSIN INDUSTRIEL

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~~~TRIANGlE

DE TRAVAil

1

On peut juger de l'efficacité d'une cuisine en étudiant le triangle formé par les trois centres ci-haut mentionnés. Le périmètre de ce triangle doit mesurer entre 12 et 20 pieds. L'emplacement des portes et des fenêtres influe sur celui des appareils et le tout détermine le type de cuisine. La figure 27.4 illustre quelques modèles de cuisines les plus courants. Notons que dans deux de ces plans, les trois centres de base, reliés par des surfaces de travail, forment une ligne ininterrompue.

Al EN l

r-I

Nous suggérons les dimensions suivantes quant aux meubles de rangement:

DO

Placards: de 8 à 10 pieds de longueur.

1

Armoires de parquet: de longueur.

1

de 8 à 10 pieds

1

1:

On doit prévoir aussi un espace supplémentaire pour ranger les articles d'entretien.

Il

Il faut prévoir les surfaces de travail suivantes, : Bl EN U

1. Près du réfrigérateur, en fonction du sens d'ouverture de la porte

2. De chaque côté de l'évier 3. Au moins d'un côté de la cuisinière 4. D'un côté de la laveuse et du coin de repassage lorsqu'on a prévu cet équipement

Ii y a souvent deux portes d'accès dans la cuisine, l'une ouvrant sur la salle à manger et l'autre vers l'extérieur. Un trop grand nombre de portes dans une cuisine nuit à l'esthétique et à l'efficacité. Enfin, un passe-plats de la CUisme à la salle à manger constitue un avantage appréciable, du fait qu'il facilite le service.

CHAMBRES La maison la plus populaire comporte trois chambres pour une famille type comprenant les parents et des enfants des deux sexes. Chaque membre d'une famille a droit à sa chambre qui, en raison des heures de sommeil, est la pièce où l'on passe le plus de temps. C'est pourquoi elle doit être conforme aux gOÎlts de la personne qui l'occupe et lui procurer l'intimité et le confort nécessaires. Souvent, les enfants partagent la même chambre; cependant, s'ils sont de sexe opposé, ils devraient posséder leur propre chambre dès le moment de leur entrée à l'école. Tous les jeunes sont généralement actifs et bmyants; leurs chambres devraient avoisiner celle des parents, mais il faudrait prévoir une certaine insonorisation à l'aide de placards, par exemple. La chambre des enfants doit aussi avoisiner la salle de bain.

Ameublement essentiel pour une chambre simple Cl GENRE COULOIR

Fig. 27.4 Modèles de cuisine sures, le polissage de j'argenterie, ainsi que de légers travaux de réparation. Enfin, les enfants y font parfois leurs devoirs et on y fait même du bricolage. La cuisine est vraiment la pièce la plus utile de la maison. D'abord, la préparation des repas demande une série régulière d'actions, telles que: a) Le choix des aliments

lit Commode Fauteuil Table de chevet

3'-8"

x 6'-10"

1'aB" x 2'·9" 1'-6" 1'_6"

25.0 pi' 4.1 pi' 2.3 pi'

x 1'-6" x 1'-6"

~

TOTAL

33.7 pi'

Chambre d'enfant

Lit Table de chevet Pupitre Chaises (2) Commode

3'-8" x 6'·10" 1'·6" x 1'-6" 1'_6" x 3'·0" 1'-6" x 1'-6" 1'-6" x 1'-6" 1'-6" x 2'-9"

TOTAL

25.0 2.3 4.5 2.3 2.3

pi' pi' pi' pi' pi'

~ 40.5 pi'

b) Leur préparation c) Leur cuisson d) Le service

Chambre double lit Tables de chevet [2J

e) Le lavage de la vaisselle Il faut donc étudier avec soin le tracé d'une cuisine et la disposition de l'équipement nécessaire pour simplifier les tâches. On détermine trois centres d'activité: le réfrigérateur, l'évier et la cuisinière à proximité desquels doivent se trouver les surfaces de travail et les accessoires nécessaires.

Coiffeuse Commode Fauteuils (2) Lit d'enfant Commode

x x x x x x x x 1'·6" x

4'-10" 1'-6" 1'·6" 1'-6" 1'-6" 1'-6" 1'-6" 2'-0"

pi' pi' pi' pi' pi' pi' pi' pi'

6'·10" 1'-6" 1'-6" 4'-9" 2'·9" 1'-6" 1'-6" 3'-0" 2'·0"

..2QL

TOTAL

62.4 pi'

33.0 2.3 2.3 7.1 4.1 2.3 2.3 6.0

LE DESSIN D'ARCHITECTURE II~O"

~~

D -:-,-,

EJ

-'-1

t echevet

rectement aux chambres. Ce couloir devrait donner accès à toutes les pièces de la maison sans qu'on ait à traverser une des chambres ou la salle de séjour.

les chapeaux, les chaussures et les imperméables. Elle doit avoir des dimensions suffisantes pour ranger aussi les vêtements des visiteurs.

RANGEMENT

Garde-robes. Il doit y avoir une garde-robe d'au moins 2 pieds de profondeur par 3 pieds de largeur dans chaque pièce.

fauteuil

-;-

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-;-

-!-

589

-:-

()o.

B ucrétalre

CHAMBRE SIMPLE - ENVIRON 100 PI'

Icoilleuse

On doit prévoir des espaces de rangement, faciles d'accès, suffisants pour un grand nombre d'articles qu'il faut protéger contre tout dommage. Parmi les plus essentiels on compte les suivants:

Placard. On recommande un placard séparé, fini en cèdre aromatique et garni de tablettes pour ranger les couvertures, les couvre-pieds et les lainages.

Penderie. La penderie se situe près de l'entrée principale pour y déposer les manteaux,

Lingerie. La lingerie devrait être près des chambres et de la s'aIle de bain. Elle devrait

o -,".,

CHAMBRE DOUBLE 150 PI'

Central Mortgage and Housing Corporation

Fig. 27.5 Modèles de chambres La dimension des chambres varie de 80 à 150 pieds carrés et l'ameublement occupe presque la moitié de la surface. L'espace libre permet de s'habiller, de manoeuvrer les tiroirs, d'ouvrir les placards et doit permettre à la maîtresse de maison de faire les lits, de passer la vadrouille et l'aspirateur électrique.

SALLES DE BAIN Dans les maisons comportant des chambres à chaque étage comme dans une maison d'un étage et demi, par exemple, on suggère d'installer une salle de bain par étage. Pour une famille nombreuse, deux salles de bain deviennent presque indispensables. Toutefois, la seconde peut comporter seulement un lavabo et un cabinet d'aisance, parfois même une douche. On doit pouvoir accéder à la salle de bain principale par un couloir la reliant di-

FIGURE B Central Mortgage and Housing Corporation

Fig. 27.6 Comment lire un plan d'étage

590

LES SPÉCIALITÉS EN DESSIN INDUSTRIEL

FAÇADE

CÔTÉ DROIT

1--

42'· 0"

14'-6"

1 BALCON

[-J

SALLE DE SÉJOUR 17'- IO~:t 14'.10"

SALLE À MANGER 9'-4"x Il'-0''

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cc

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CHAMBRE

11'-4"x Il'-10''

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TOILETTE 5'-0")( 5'-0"

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SALLE DE SÉJOUR

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18~8"

SALLE À MANGER

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Il

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5~8"

Fig. 27.20 Plan d' un chalet - LISSE 1 x 4

,

CHEVRONS 2 x 4 à 12" d'A en A

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PLAFOND FINI

rIg.

27.21 Coupe d' un chalet

4 POUTRES 6 x 10 1

1

1 1 1 1

1 1 1

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601

LE DESSIN D'ARCHITECTURE

ÉVENT ~~ ~

PAREMENT VERTICAL

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ESSUS DU HÂSSIS

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PARQUET N

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Fig. 27.22 Élévation avant d'un chalet

~

PLAFOND FINI

~~

DESSUS DU CHÂSSIS

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BARDEAUX D'ASPHALTE 210 LB

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30/1,0

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DÉCLIN 10"

PARQUET N

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N

1 1

1

1

1

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1

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1

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1

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.... VESTIBULE 9' -6" x 7'-6"

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~

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SALLE À MANGER ET DE SÉJOUR 1~'-4" x 12'-0"

CHAMBRE 9'-7" x 11'-4''

011

~

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1

SALLE DE SÉJOUR 6' -5" x 8'-5"

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14'-10" x 14'-8"

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t"' tn Cl tn ffJ ffJ

Z

garde-r~l garde-robe

A ÉCHELLE

l-

B

POUCE = 1 PIED

c Central Mortgage and Housing Corporation

Fig_ 27.37 Exercices de plans d'aménagement

Cl

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*. 1 =

longueur en pouces d = la plus petite dimension en pouces de la pièce soumise à une contrainte en compression Canadian Institute of Timber Construction

tyj-

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0\ W

--l

638

r

LA MÉCANIQUE STATIQUE

DIAGRAMME DES CONTRAINTES ET DES DÉfORMATIONS Le rapport entre les contraintes et les déformations pour tous les matériaux se démontre clairement par un diagramme (Fig. 29.6). Une éprouvette en acier au carbone d'une section égale à 1 p02, soumise à des efforts croissants par étapes de 5 000 lb,

70 60 cu '" = 50 :::: ~

cu Q

'" = cu 40 ~ ~

:;;; ~ cu '" e-

z

~

30 20

d

/

A~

~

r-

CHARGE DE RUPTURE

1/

---~ RUPTURE -----

~c

LIMITE ÉLASTIQUE THÉORIQUE LIMITE ÉLASTIQUE PRATIQUE

e-

z

8

10 0

LONGUEUR ORIGINALE

LONGUEUH LONGUEUR SOUS L'EFFET ORIGINALE DE LA FORCE

L~

LONGUEUR SOUS L'EFFET DE LA FORCE

lJ

·10

·15

·20

·25

·30

AllONGEMENT EN POUCES

Fig. 29.6 Diagramme de tension de l'acier A7·58T

p

P Al TRACTION

Bl COMPRESSION

P

FLEXION

~=,

APPUI

-os

APPUI

Cl CHARGE APPLIQUÉE À UNE POUTRE

Fig. 29.5 Déformations causées par les charges

donne les résultats inscrits au diagramme. Jusqu'au point A, l'allongement de l'éprouvette demeure proportionnel à la contrainte. Ce point A, sous une tension de 29 000 lb, correspond à la limite élastique pratique de cet acier. Au-delà du point A, l'éprouvette s'allonge de plus en plus. Lorsque la tension dépasse de peu la limite élastique pratique, il se produit un allongement soudain sans accroissement de l'effort, qui correspond à la limite élastique théorique du matériau. Par la suite, l'éprouvette s'allonge jusqu'au point B et la contrainte atteint alors un maximum. Ce point coïncide avec la contrainte de rupture qui, pour cet acier, égale 60000 Ib/po2. L'éprouvette s'allonge ensuite rapidement sous des tensions de plus en plus faibles jusqu'au point de rupture C où on a enregistré un effort de 48 000 lb. On peut ainsi tracer un diagramme des tensions montrant la déformation pour tous les matériaux, bien que ceux-ci ne réagis-

sent pas tous de la même manière. Pour une pièce en fonte, par exemple, la limite élastique théorique correspond à son point de rupture. Cependant, cette pièce se briserait si on la soumettait à une tension égale à sa limite élastique.

Solution,' Déformation unitaire (1') Déformation totale (e) Longueur de la pièce (L) .075

10 Un objet soumis à un effort relativement faible reprend sa forme originale dès qu'on le libère. Cette tendance qu'ont les matériaux à reprendre leur forme originale ou élasticité, varie beaucoup d'une matière à l'autre. Par exemple, l'élasticité du plomb est presque nulle, tandis que celle de l'acier à ressort est très élevée. Tout matériau soumis à un effort excédant sa limite élastique, ne reprend pas sa forme originale lorsqu'on le libère. Jusqu'à la limite élastique, la déformation reste proportionnelle à la charge, c'est-à-dire qu'elle est proportionnelle à l'allongement relatif sur toute la longueur de la pièce, jusqu'à l'obtention de cette limite élastique. On nomme loi de Hooke cette déformation proportionnelle. Au-delà de la limite élastique, d'ailleurs difficile à déterminer avec précision, la déformation n'est plus proportionnelle à la charge.

.00063 par pouce.

Exemple 8 " Trouver la déformation relative d'une pièce en acier soumise à un effort de 45 000 Ib/po2. Solution,' D'après la figure 29.3, le module d'élasticité de l'acier égale 29 000 000.

Exemple 7: Une barre de 10 pieds de longueur, soumise à un effort de traction, s'allonge de .075 pouce. Quel est l'allongement relatif?

45000

a

E

29000000 .00155 po par po

Exemple 9 .. Une barre en acier de lA"

x 1" x 15' supporte une charge en tension de 5 000 lb. Trouver l'allongement total.

Solution:

P a

On identifie le module d'élasticité par la lettre E; il se définit comme le quotient de la contrainte par l'allongement unitaire et il peut s'employer pour calculer l'allongement en pouces produit par une contrainte ou charge au pouce carré.

12

X

= A

5000 =

20000 Ib/p02

lA X 1

Le module d'élasticité de l'acier (Fig. 29.3) = 29000000. 20000

a l'

=

E 29000000 .00069 po par po

.'. e =

=

l'

.1242 po.

X L

=

.00069

x

15 X 12

639

LA RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX

pour une seule catégorie d'acier. Ces aciers comportent une augmentation de résistance allant jusqu'à 50%, comparativement à l'acier de charpente ordinaire au carbone.

Dilatation totale e = ex: X t X L .0000067 X 100 X 100 = .067 po.

Aluminium laiton Bronze Cuivre Fonte Fer Acier dur Acier moyen Acier doux

.0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000

128 104 101

093 062 068 074 067 061

Exemple 11: Si la tige en acier de l'exemple 10 était une pièce carrée de 2 pouces de côté, à quelle contrainte en compression serait-elle soumise et quelles charges imposerait-elle aux pièces qui la retiennent?

La contrainte admissible pour les différentes catégories d'acier se détermine en pourcentage de la limite élastique théorique minimale. Cette contrainte ne doit pas excéder 61 % de la limite élastique théorique . Ainsi, pour un acier ayant une limite élastique théorique de 33 000 Ib/po2, la contrainte admissible est de 20 000 Ib/po2 pour un coefficient de sécurité de 1.65.

Solution: Déformation totale = .067 po .067 Allongement unitaire = .00067 100 po par po Allongement unitaire

e

Cependant, il faut bien noter que l'épaisseur de l'acier régit l'augmentation de la limite élastique théorique au-dessus de 36000 Ib-po2. Lorsque l'acier a moins de % po d'épaisseur, on dispose d'une limite élastique théorique de 50000 Ib/po2; pour des aciers variant entre % po et 1;6 po d'épaisseur, la limite élastique théorique équivalente est de 46000 Ib/po2; pour des matériaux de plus de 1;6 po jusqu'à 4 po d'épaisseur, cette limite devient de 42000 Ib/po2. Puisqu'on ne peut obtenir des propriétés mécaniques spécifiées dans la production de formes roulées, en fonction d'un

= -, soit

E Fig. 29.7 Coefficients de dilatation linéaire

Contraintes imposées par la chaleur. La température, selon qu'elle augmente ou qu'elle diminue, cause l'allongement ou le rétrécissement des pièces. Cependant, il arrive qu'une pièce, même solidement fixée pour éviter tout changement de longueur, subisse des contraintes imposées par des variations de température. Les contraintes imposées dépendent des facteurs suivants: a) La quantité de chaleur en cause b) La matière subissant une variation de température (aluminium, fer, etc.) c) La longueur de la pièce Afin d'éviter ces contraintes, on utilise souvent des appuis à rouleau ou coulissants pour supporter les longues pièces de charpente, telles les fermes et les poutres maîtresses. La modification produite dans une pièce, par pouce de longueur et par degré de température, s'appelle coefficient de dilatation linéaire. On trouve à la figure 29.7 les coefficients des métaux usuels. La déformation totale produite par une variation de température se détermine comme suit: e représente la déformation totale ex: représente le coefficient de dilatation linéaire t représente la différence de température en OF L représente la longueur de la pièce en pouces et la formule est la suivante : e=ccxtxL. Exemple la: On augmente la température d'une tige en acier moyen, longue de 100 pouces, de 70°F à 170°F. Quelle sera la dilatation? Solution: Coefficient de dilatation de l'acier moyen = .0000067 (Fig. 29.7).

a = contrainte E = module d'élasticité (Fig. 29.3) a = E X e = 29 000 000 X .00067 = 19430 Ib/po2 Charge Contrainte x Surface 19430 x (2 X 2) = 77 720 lb.

CONTRAINTE POUR l'ACIER 1 L'utilisation croissante d'aciers à haute résistance ne permet plus de fonder les travaux d'études sur une spécification standard

ACNOR (CSA) G40.8

Acier de charpente ayant une résistance accrue à la cassure

ASTM A373

Acier de charpente pour le soudage

Jusqu'à 4 incl.

33

20

20

22

13

ASTM A7

Acier de charpente pour ponts et édifices

Tous

33

20

20

22

13

ASTM A36

Acier de charpente

Jusqu'à 4 incl.

36

22

22

24

14.5

ASTM A242

Acier de charpente de haute résistance faiblement allié

ASTM A440

Acier de haute résistance

ASTM A441

* Pour pièces courtes non sujettes au flambage

Fig. 29.8 Contraintes admissibles pour l'acier de charpente

640

LA MÉCANIQUE STATIQUE

seul coefficient d'épaisseur, on a classé tous les profilés d'acier de haute résistance dans les normes de l'ASTM CA merican Society for Testing and Materials) sous les N°s A242, A440 et A441, sous l'un des trois groupes ayant respectivement une limite élastique théorique de 50 000, 46 000 ou 42000 lb/po". Une liste des différentes catégories d'acier ainsi que leur contrainte admissible se trouve au tableau de la figure 29.8. On a aussi ajouté à cette liste les spécifications de certains aciers spéciaux comme les aciers forgés, les aciers pour les rivets, les électrodes pour souder et les boulons de haute résistance, tels que A325 et A354, de catégorie BC.

9. Une vis de %" - 10 UNC actionne la mâchoire d'un étau en appliquant une force de 2 000 lb. Déterminer la contrainte sur le noyau de filetage. 10. Déterminer le diamètre d'un boulon standard en acier G40.4 dont le noyau de filetage peut résister à un effort de cisaillement de 18000 lb. 11. Une tige en acier d'une longueur de 16 pieds, soumise à une tension, s'allonge de .124 po. Déterminer sa déformation unitaire. 12. Déterminer la déformation d'un tirant en acier d'un diamètre de 1 pouce et d'une longueur de 8 pieds auquel on applique une tension de 8 tonnes. 13. Déterminer la tension requise pour allonger de Vs" une tige en acier de %" x 1" x 10'.

1. Une tige en acier comporte une charge dont le poids égale 40 000 lb. Déterminer sa section pour une contrainte admissible de 12000 lb/po". Spécifier sa dimension commerciale minimale

a) pour une section ronde, b) pour une section carrée. 2. Déterminer le chargement sécuritaire d'un poteau de bois dont la contrainte admissible égale 880 lb/po". 3. Déterminer la contrainte subie par une cornière en acier de 4" x 4" X Y2" soumise à une force appliquée de 60 000 lb. On peut négliger les congés et les arrondis pour fin de calcul.

4. Déterminer le diamètre d'une tige en acier ASTM A 7 qui doit soulever sans danger une masse d'un poids égal à 15000 lb. On prend un coefficient de sécurité de 5. 5. Déterminer le chargement maximal d'un tirant en acier ASTM A 7 dont la section égale 1.75 po" pour un coefficient de sécurité de 3. 6. On suspend un objet d'un poids de 40 000 lb à une barre de 4" x %" en acier ASTM A7. Déterminer le coefficient de sécurité. 7. Une machine d'un poids de 12 tonnes repose sur 4 pieds en acier de charpente. Le coefficient de sécurité étant de 5, déterminer la section de chaque pied si le chargement se répartit également sur chacun. 8. Déterminer le chargement maximal que peut supporter un tuyau de fer régulier de 6 pouces, en fonction des contraintes admissibles inscrites au tableau de la figure 29.3.

14. Quelle déformation unitaire subirait une tige de 1 po" en acier, soumise à un effort de compression de 34 000 lb? 15. Une cornière de 1" x 1/s" x 12' subit une tension de 4 000 lb. Déterminer la déformation totale en ne tenant pas compte des congés et des arrondis. 16. Déterminer la charge sécuritaire admissible pour un poteau court de 6" X 6" en épinette de l'Est, de qualité «construction ». 17. Une barre en acier doux rectangulaire de 3" x %" x 20' subit une tension de 12 tonnes. Déterminer la contrainte et l'allongement en pouces. 18. Déterminer l'effort requis pour poinçonner un trou de 2 po de diamètre dans une plaque en acier doux d'une épaisseur de 1/.+ po dont la résistance au cisaillement égale 60000 lb/po". 19. Un poteau creux en fonte grise d'une longueur de 15 pieds mesure 12 po de diamètre et la paroi a une épaisseur de 11/.+ po. Ce poteau supportera une contrainte axiale de 4 tonnes au p02. Déterminer la charge totale et le rétrécissement. 20. Une tige en acier supportera une charge axiale de 12Y2 tonnes. Cette barre a une longueur de 24 po et les deux extrémités d'une longueur de 6 po ont un diamètre de respectivement 11/.+ po et 1112 po. La partie centrale d'une longueur de 12 pouces a un diamètre d'un pouce. Déterminer sa longueur sous la charge. 21. Une tige en acier doux d'un pouce de diamètre et d'une longueur de 20 pieds s'allonge sous une traction de 25 000 lb.

Quelle variation de température produirait la même déformation? 22. Une bague mince en acier de 29.98 po de diamètre est chauffée et glissée sur un arbre de 30 po de diamètre contre lequel elle se resserre en refroidissant. Déterminer la contrainte sur cette bague. 23. Une tige en acier doux d'une longueur de 20 pieds et d'un diamètre d'un pouce subit un effort de traction de 8 000 lb. Déterminer la contrainte dans cette tige lorsque la température augmente de 25 OF et diminue de 20°F.

24. On relie deux barres en acier de \I.î" x 1Y2" par un boulon de %", dont la tige lisse se situe dans le plan de cisaillement. Les trous de boulonnage ont un diamètre de 11/16" et l'acier est de catégorie G40.4. Déterminer la charge sécuritaire admissible. 25. Quatre tiges en acier de 112" de diamètre fixées au plafond supportent une plate-forme. Les extrémités des tiges sont filetées et on a utilisé des rondelles plates et des écrous hexagonaux réguliers de Y2"13 UNC pour les fixer. La charge étant uniformément répartie sur la plate-forme, déterminer la charge sécuritaire admissible si on utilise de l'acier de catégorie G40.4. 26. Quel effort faudrait-il appliquer à un écrou hexagonal régulier de %" - 10 UNC en acier d'une résistance de 60 kips/ po" pour foirer les filets?

Nous estimons que le lecteur comprend bien les nombreux avantages de la construction par boulonnage et par rivetage; il possède une connaissance suffisante de son dessin d'exécution et de sa terminologie. Les coefficients de sécurité pour les liaisons techniques employées en tension se fondent plutôt sur la charge de rupture que sur la limite élastique théorique, puisque la charge de rupture importe beaucoup plus. Les contraintes admissibles indiquées aux tableaux des figures 29.9 et 29.10 représentent approximativement 1/3 à Y2 de la valeur des contraintes de rupture déterminées par les essais. Afin de simplifier le calcul des liaisons par boulonnage, on spécifie maintenant les contraintes admissibles pour les boulons selon le diamètre de la tige lisse.

TENSION

Contrainte admissible

• D'APRÈS LE DIAMÈTRE DU NOYAU

20 kj p0 2

TENSION

Gontrainte admissible

• D'APRÉS LA SURFACE NOMINALE • CHARGE EN PLUS DU SERRAGE INITIAL

Diamètre nominal Surface nominale Surface nette' Tension

1

7,i .0491 .027 0.54

%

31

.1105 .1963 .068 .126 1.36 2.52

%

%

.4418 .3068 .202 .302 4.04 6.04

Ys

1

lYs

17,i

.6013 .7854 .9940 1.2272 .419 .551 .693 .890 11.02 13.86 17.80 8.38

• Section du noyau de filetage d'après la série à filets gros CISAILLEMENT - FILETS INCLUS DANS LA SECTION CISAILLÉE • D'APRÉS LA SURFACE NOMINALE • VÉRIFIER CI-OESSDUS SI L'APPUI NE LIMITE PAS LA CHARGE AOMISSIBLE

Contrainte admissible

7,i

%

Yz

%

%

Ys

Une section cisaillée 0.49 Deux sections cisaillées 0.98

1.11 2.21

1.96 3.93

3.07 6.14

4.42 8.84

6.01 12.03

Diamètre nominal

1

7.85 15.71

10 kj po 2

Contrainte admissible

7,i

%

Yz

%

%

Ys

Une secti on cisa i Il ée 0.59 Deux sections cisaillées 1.18

1.33 2.65

2.36 4.71

3.68 7.36

5.30 10.60

7.22 14.43

Diamètre nominal

1 9.42 18.85

1 Ys 9.94 19.88

1

1~2.27 1

24 .54

12 kj po2 lYs

17,i

11.93 23.86

14.73 29.45

APPUI (UNE OU PLUSIEURS SECTIONS CISAILLÉES)

Contrainte admissible

• O'APRÉS LA TIGE LISSE OU BOULON • VÉRIFIER CI·DESSUS SI LA RÉSISTANCE AU CISAILLEMENT NE LIMITE PAS LA CHARGE ADMISSIBLE

Épaisseur des pièces en pouces

Ys

'l{6

7,i

25 kj po 2

7,i

;/8

.78 1.17 1.56

1.17 1.76 2.34 2.93

-

Yz

%

%

1.56 2.34 3.13 3.91 4.69

1.95 2.93 3.91 4.88 5.86 6.84 7.82

2.34 3.52 4:69 5.86 7.03 8.20 9.38 10.55

Ys 4.10 5.47 6.84 8.20 9.57 10.93 12.30 13.67 15.04

1

lYs

-

-

4.69 6.25 7.81 9.38 10.94 12.50 14.06 15.63 17.19 18.75 20.31

-

7.03 8.79 10.55 12.31 14.06 15.82 17.58 19.34 21.09 22.86 24.61

1

17,i -

-

28.13

Nota: Pour des épaisseurs autres que celles du tableau, la résistance d'appui égale le prodUit de la

résistanc~

Yz %

%

1\{6

%

1%

Ys

I%;

-

--

--

6.25

9.38

-

-

-

-

12.50

-

15.63

-

-

-

-

-

-

-

18.75

21.87

-

25.00

-

de un pouce par J'épaisseur.

t

Boulons ordinaires, selon la norme S16·1961 de l'ACNOR (CSA) Les contraintes et les charges admissibles pour les boulons ci·dessus conviennent (au carbone, faiblement alliés, trempés).

BOULONS ASTM A307

tous les aciers de charpente

1 1

1

l7,i 1% 1 lYs .9940 1.2272 1.48491 1.7671 .44181 .60131 .7854 1963 1 .3068 7.85 12.27 17.67 24.05 31.42 39.76 49.09 59.40 70.68

Ys

%

1

%

1

Ys

1

lYs

1

.

CISAILLEMENT - ASSEMBLAGE PAR ADHÉRENCE ET APPUYÉ LORSQUE LES FILETS SONT INCLUS DANS LA SECTION CISAILLÉE • POUR L'ASSEMBLAGE SUR APPUI, VÉRIFIER CI·DESSOUS SI L'APPUI NE LIMITE PAS LA CHARGE ADMISSIBLE

Une section cisaillée Deux sections cisaillées

Yz

%

%

2.94 5.89

4.60 9.20

6.63 13.25

Ys

1

1

9.02111.78 18.04 23.56

Contrainte admissible

1 1

lYs

17,i

14 .91 29.82

18.41 36.82

CISAILLEMENT - CHARPENTE APPUYÉE LORSQUE LES FILETS SONT EXCLUS DE LA SECTION CISAILLEE • VÉRIFIER CI·DESSOUS SI L'APPUI NE LIMITE PAS LA CHARGE ADMISSIBLE Diamètre nominal Une section cisaillée Deux sections cisaillées

Yz 4.32 8.64

%

1

1

%

T13.50 6. 75 1 9.72 19.44

Ys 13.23 26.46

Épaisseur des pièces en pouces

Ys

'l{6

7,i 'l{6 % ?{6

Yz

% %

Il{,;

%

1'l{6

Ys

1'l{6

1 1l{,;

lYs

1'l{6

.125 .1875 .250 .3125 .375 .4375 .500 .5625 .625 .6875 .750 .8125 .875 .9375 1.000 1.0625 1.125 1.1875

15 kj po 2 1 1

Contrainte admissible

1

1

T34.56 17.28

lH

17,i

21.87 43.74

APPUI (UNE OU PLUSIEURS SECTIONS CISAILLÉES) - CES SECTIONS N'ENTRENT PAS EN LIGNE OE COMPTE DANS LES ASSEMBLAGES PAR ADHÉRENCE • O'APRÈS LA SURFACE NOMINALE NON FILETÉE OE LA TIGE • VÉRIFIER CI-DESSUS SI LA RÉSISTANCE AU CISAILLEMENT NE LIMITE PAS LA CHARGE ADMISSIBLE

Diamètre nominal des boulons en pouces

9.77 11.72 13.67 15.63 17.58 19.53 21.48 23.44 25.39 27.34 29.30 31.25

'l{6 % U6

1

.125 .1875 .250 .3125 .375 .4375 .500 .5625 .625 .6875 .750 .8125 .875 .9375 1.000

Surface nominale Tension

Diamètre nominal

17,i

CISAILLEMENT - FILETS EXCLUS DANS LA SECTION CISAillÉE • D'APRÉS LA SURFACE NOMINALE • VÉRIFIER CI-DESSOUS SI L'APPUI NE LIMITE PAS LA CHARGE ADMISSIBLE

Diamètre nominal

40 kj po 2

1% 22.27 44.55

1 1

lYz 26.51 53.01

22 kj po 2 1

1%

1

1Yz

27.00 1 32.67 1 38.88 54.00 65.34 77.75

Contrainte admissible

45 kj po 2

Diamètre nominal des boulons en pouces

Yz

%

2.81 4.22 5.62 7.03 8.44 9.84

.... 5.27' 7.03 8.79 10.55 12.31 14.06

.... .... .... ... .

6.33 8.44 10.55 12.66 14.77 16.88 18.98 21.09 '. -

-

..

.

....

22.50

%

28.13 -. - -.

. ... .33.75 .. . ... . ...

Ys 7.38 9.84 12.31 14.77 17.23 19.69 22.15 24.61 27.07 .. . -39.38

1

lYs

17.i

1%

lYz

... .

. ...

... .

.. ....

11.25 14.06 16.88 19.69 22.50 25.31 28.13 30.94 33.75 36.56

12.66 15.82 18.98 22.15 25.31 28.47 31.64 34.80 37.97 41.13 44.29

- ..

45.00

50.62

.. 17.58 21.09 24.61 28.12 31.64 35.16 38.67 42.19 45.70 49.22 52.73 56.25

- _.

. ..

..

19.34 23.20 27.07 30.94 34.80 38.67 42.54 46.41 50.27 54.14 58.01 61.88 65.74

-

25.31 29.53 33.75 37.97 42.19 46.41 50.63 54.84 59.06 63.28 67.50 71.72 75.94 80.16

Nota: Pour des épaisseurs autres que celles du tableau, la résistance d'appui égale le produit de la résistance de un pouce par l'épaisseur. Les contraintes et les charges admissibles pour les boulons ci-dessus conviennent (au carbone, faiblement allies, trempés).

tous les aciers de charpente

~

t'l' m

en

>-l

;"

Z

n

t'l

ti t'l

m ~

BOULONS DE HAUTE RÉSISTANCE ASTM A325

;"

>-l t'l' ~

Canadian Institute of Steel Construction

Fig. 29.9 Contraintes admissibles des boulons (en kips)

r
..>J,_IU...l........--'-'...,...-''''''"'>-l

m

:r: z

,0

c: m rn

-..l

o

>-'

702

APPENDICE

.078 .094 .109

.125

.141

Acier Acier inoxydab[e" Tô[e d'aluminium Acier Acier inoxydable' Tôle d'aluminium A[uminium et zinc coulés Fonte Acier Acier inoxydable' Tô[e d'aluminium A[uminium et zinc coulés Fonte

.188

Acier Acier inoxydable' Tôle d'aluminium Aluminium et zinc coulés Fonte

.250

Acier Acier inoxydable' Tô[e d'aluminium A[uminium et zinc coulés

.313

Acier Acier inoxydable" Tô[e d'aluminium A[uminium et zinc coulés Fonte

.375

ET PLUS

Acier Acier inoxydable' Tôle d'aluminium Aluminium et zinc coulés Fonte

Ces tables sont [e fruit de plusieurs années d'expérience et d'études expérimentales. Cependant, avant de terminer les imprimés et les spécifications d'atelier, i[ faut que [es tolérances des trous d'im· plantation dans un produit donné soient déterminées au cours d'un essai.

TÊTES CYLINDRIQUES lARGES, RONDES, CYLINDRIQUES BOMBÉES, GOUTTE DE SUIF, HEXAGONALES CREUSES ET HEXAGONALES CREUSES À ÉPAULEMENT

25 .149 22 .157

TÊTES FRAISÉES ET OVALES FRAISÉES

Canada I[[inois Tools, limited

Tableau 33 Vis coupe·filet (couleur - utilisation avec les métaux dans les trous d'implantation de diamètre recommnadé; noir - tête dégagée)

LIAISONS TECHNIQUES

ËPAISSEUR

.141

.375

ET PLUS

Acier Acier inoxydable" Tôle d'aluminium Aluminium et zinc coul~s Fonte Acier Acier inoxydable" Tôle d'aluminium Aluminium et zinc coulés Fonte Acier Acier inoxydable· Tôle d'aluminium Aluminium et zinc coulés Fonte Acier Acier Inoxydable" Tôle d'aluminium Aluminium et zinc coul~s Fonte Acier Acier Inoxydable" Tôle d'aluminium Aluminium et zinc coulés Fonte

Fraisée

Ovale fraisée

Goutte de suif

Cylindrique large

QDlflr-rt-TlJIITl

œwilfT Ronde

Cylindrique bombée

Hexagonale creuse

Hexagonale creuse à épaulement

TËTES FENDUES OU HEXAGONALES

TYPE 23

Tableau 33 Vis coupe-filet (suite)

Canada Illinois Tools, limited

703

704

APPENDICE

6-32

.187

.017

6A

.187

.025

8-32

.218

8A

.218

.017

.028

*C8025-6

C8030-6A

C8031-832

C8032-832

C8035-832

C8036-832

*C8037-8

*C8038-8 *C8042-8

*C8041-8 _.~--._--

10-24

.250 AF

.968

.375

.562

.35

~----~-----+~------~-----~-----~---

lOA

AEH AF

14A

.578

.625

.968

.500

.906

AF

.250

.27

.562

.35

.562

.40

---

C8043-1024

C8044-1024

"---""_-_-0_-

C8048-1024

---+------l.250

C8050-10A

.031 C8053-lOA

.421

1.16

.022

*C8026-6

C8029-6A

.312

.672

C8054-lOA

.040

8-14A

ttC7319-14A

.037

tC8055-14A

ttC8056-14A

Al ÉCROU·AGRAFE À FILET UNIQUE

.062 .093 .125 .156 .187 .218 .250 .312 .375 .500 .625 .750

.049 .074 .100 .125 .150 .175 .200 .250 .300 B

B BD BD

+0

.38 .22 .45 .23 .58 .31 .56 .38 .63 .38 .63 .44 .63 .44 .69 .50 .75 .56 1.23 .88 .99 .81 1.48 1.25 1.44 1.25

.012 .012 .017 .017 .017 .017 .017 .020 .020 .017 .017 .017 .017

a,~onenD ~~U:vi~f;!:~~lement ~l ~A---l

1

~.

........

2-56 4-36 4AorB(Z) 6-32 6A orB(Z) 8-32 8AorB(Z) 10-24 lOA or B (Z) ';"-20 14A or B (Z) 5h.6-18 %-16

A

.38 .38 .38 .44 .50 .50 .63 .63 .75 .75 .88 .98 1.000

ÉCROU PLAT

t

~DIDit'iI'd"go"j",

1

CI2001-012CI2002-012Cl2003-017C12004-017CI2005-017CI2006-017CI2007-017CI2008-020Cl 2009-020C501-0l?CI529-017Cl 583-017C7195-017-

t

T

~

~~

f1 \

.22 .25 .25 .28 .31 .31 .41 .38 .50 .50 .56 .63 .75

.010 .012 .022 .017 .025 .017 .028 .022 .031 .025 .037 .028 .034

OO!l ~

~A~T

f

Pour gOUjons ronds ou en D

BI OUTIL D'AGRAfAGE

CI02-256C7000-436C7000-4C7000-632C7000-6 C7000-832C7000-8C7000-1024C7000-10C7000-1420C7000-14C601-5618C1297-3816-

Cl ÉCROU FREINÉ À FILET UNIQUE Tinnerman Products, Inc.

Tableau 34 Liaisons Speed Nut®

LIAISONS TECHNIQUES

N' 6 N' 8 N' 10

~6 N' 12 ~ ~

~6 ~6

.138 .164 .190 .188 .216 .250 .250

.

N W

.312 .312 .375 .375 .438 .438 .500 .500

N

N

~

.562 .562 .625 .625 .750 .750

% %

.875 .875

N

% % ~6 ~6

V2 V2 ~ ~6

% % ~

W

N W

N W

N N W

N W

N W W

.078 .094 .125 .156 .188 .219 .250 .250 .281 .312

.188 .250 .312 .375 .438 .500 .562 .562 .625 .734*

.020 .020 .032 .049 .049 .049 .049 .065 .065 .065

.344 .375 .406 .438 .469 .500 .531 .562

.688 .875 .812 1.000 .922 1.250 1.062 1.375

.065 .083 .065 .083 .065 .083 .095 .109

.594 .625 .656 .688 .812 .812

1.156* 1.469* 1.312 1.750 1.469 2.000

.095 .109 .095 .134 .134 .148

.938 .938

1.750 2.250

.134 .165

Les rondelles de .734 po, de 1.156 po et de 1.469 po de diamètre extérieur ne

lYB lYs 1~ 1~

1% 1%

lY2 lY2 1% 1% 1%

2 2~

2Y2 2% 3

peu~ent

(1.000) (1.000) (1.125) (1.125) (1.250) (1.250) (1.375) (1.375) (1.500) (1.500) (1.625) (1.750) (1.875) (2.000) (2.250) (2.500) (2.750) (3.000)

N W

N

w N W

N

w N W

1.062 1.062 1.250 1.250 1.375 1.375 1.500 1.500 1.625 1.625

2.000 2.500 2.250 2.750 2.500 3.000 2.750 3.250 3.000 3.500

.134 .165 .134 .165 .165 .165 .165 .180 .165 .180

1.750 1.875 2.000 2.125 2.375 2.625 2.875 3.125

3.750 4.000 4.250 4.500 4.750 5.000 5.250 5.500

.180 .180 .180 .180 .220 .238 .259 .284

actionner les distributrices automatiques.

Les diamètres recommandés sont choisis, pour la plupart, dans les séries «Standard Plate» et SAE. Lorsque les grandeurs ordinaires existent dans les deux séries, la série SAE porte la lettre N (étroite) et la «Standard Plate», la lettre W (large). Les rondelles plates de la série A étaient autrefois identifiées comme légères, m0Ytennes, lourdes et extra·lourdes. Ces désignations devraient

dis~araître

pour faire place

à l'identification par les dimensions nominales, soit DI, DE et l'épaisseur.

Tiré de l'American Standard Plain Washers(ASA -

B27:2 - 1965), avec l'autorisation de l'éditeur, The Amerlcan Society of Mechanical Engineers, 29 W. 39th Street, New York 18, N.Y.

Tableau 35 Rondelles plates d'usage courant de la série A

705

707

LIAISONS TECHNIQUES

6

TRÈS ÉTROIT ÉTROIT NORMAL LARGE

.221 .317 .443 .572

.016 .017 .026 .030

.021 .018 .021 .021

.031 .028 .031 .031

8

TRÈS ÉTROIT ÉTROIT NORMAL LARGE

.265 .380 .505 .635

.018 .023 .031 .035

.025 .025 .025 .025

.036 .036 .036 .036

10

TRÈS ÉTROIT ÉTROIT NORMAL LARGE

.307 .443 .572 .760

.020 .023 .035 .041

.028 .025 .028 .028

.042 .036 .042 .042

TRÈS ÉTROIT ÉTROIT NORMAL LARGE

.363 .443 .635 .885

.020 .026 .035 .046

.028 .028 .028 .032

.042 .042 .042 .047

TRÈS ÉTROIT ÉTROIT NORMAL LARGE

.4.11 .505 .760 1.010

.026 .032 .044 .057

.039 .035 .035 .039

.055 .050 .050 .055

TRÈS ÉTROIT ÉTROIT NORMAL LARGE

.509 .635 .885 1.135

.029 .035 .053 .061

.043 .039 .043 .043

.062 .062 .062 .062

TRÈS ÉTROIT ÉTROIT NORMAL LARGE

.612 .760 1.010 1.260

.033 .044 .060 .076

.050 .050 .050 .055

.070 .070 .070 .078

12

1

4" 5

16

3

8

r B

0

L-i~c Canada Illinois Tools, Limited

Tableau 37 Freins d'écrous tronconiques déformés

N' 2 N' 3 N' 4 N' 5 N' 6 N' 8

.086 .099 .112 .125 .138 .164

.089 .102 .115 .129 .141 .168

.200 .232 .270 .280 .295 .340

.015 .019 .019 .021 .021 .023

N' 10

.190 .216 .250 .312 .375

.195 .221 .256 .320 .384

.381 .410 .478 .610 .692

.438 .500

.448 .512 .576 .640 .704 .769 .832 .894 1.019 1.144 1.275

N' 12

"!t6 'h 9h6

.562

%

.625 .688

11h6

% 13h6

Ys 1

.750 .812 .875 1.000

Pis

1.125

Il,4

1.250

.115

.260

.141 .168

.320 .381

.025 .025 .028 .034 .040

.195 .221 .256 .320 .384

.410 .475 .510 .610 .694

.789 .900 .985 1.071 1.166

.040 .045 .045 .050 .050

.448 .513 .576 .641 .704

.760 .900 .985 1.070 1.155

1.245 1.315 1.410 1.637 1.830 1.975

.055 .055 .060 .067 .067 .067

.768 .833 .897 1.025

1.260 1.315 1.410 1.620

Tiré de l'American Standard Lock Washers (ASA -

Tableau 38 Freins d'écrous à denture

827.1 -

DENTURE INTÉRIEURE

DENTURE EXTÉRIEURE

1965), avec l'autorisation de l'éditeur, The American Society of Mechanical Engineers, 29 W. 39th Street, New York 18, N.Y.

708

APPENDICE

À CANNELURE PLEINE LONGUEUR

À CANNELURE PLEINE LONGUEUR, UN BOUT AMINCI

Al GOUPILLES CANNELÉES

À CANNELURE PLEINE LONGUEUR, À DEUX BOUTS AMINCIS

GOUPILLES CANNELÉES

GOUPILLES RÉSISTANT AU CISAILLEMENT

GOUPILLE TUBULAIRE FENDUE

Bl GOUPILLES FORTEMENT ALLIÉES RÉSISTANT AU CISAillEMENT

Cl GOUPILLES TUBULAIRES FENDUES

Tableau 39 Goupilles d'arrêt

Drive-Lok

LIAISONS TECHNIQUES

709

~ '" ~ 1

1

,

.1

,

l

-·V

FORER LE TROU LÉGÈREMENT PLUS PETIT

1 LM~

%

0

~

1/2

% %

% 1 if.! 1% 1% 2

• • •

• • • •

• • • •

•

• •

• • •

• •

• •

• •

• •

•

• • • • •

• • •

• • • •

o LARGEMENT UTILISÉ POUR ATTACHER LES ÉTRIERS

FIXATION DES PLAQUES D'IDENTIFICATION ET DES NOTICES D'UTILISATION UTILISATIONS

0 2 4 6 7 8 10

12 14 16

.067 .086 .104 .120 .136 .144 .161 .196 .221 .250

Tableau 41 Clous cannelés

51 44 37 31 29 27 20 9 2 1,4

.130 .162 .211 .260 .309 .309 .359 .408 .457 .472

.050 .070 .086 .103 .119 .119 .136 .152 .169 .174

•

•

,

•

Tableau 40 Goupilles «Lok»

@

•

~,

LES GOUPILLES .LOK. RETIENNENT SOLIDEMENT LES PIÈCES ET LE DÉMONTAGE EST FACILE

ENFONCER LES GOUPILLES .LDK. AU MARTEAU OU A LA PRESSE

ALÉSER AU DIAMÈTRE REQUIS

.

• •

•

•

• • •

• • •

• •

• •

• • • • • •

Drlve·Lok

710

APPENDICE

a

Tiré de l'American Standard Machine Pins (ASA -

85.20 -

D

1958), avec l'autorisation de l'éditeur, The American Society of Mechanical Engineers, 29 W. 39th Street, New York 18, N.Y.

Tableau 42 Goupilles coniques

5iI6

.188 .250 .312 .375 .438

7iI6

1iI6 3/u 3/u

Vz

Vs

Phz

9iI6

5hz

}l5/64

1%4

.500 .625 .750 .875

13iI6 15iI6

%z

%z

}liI6

1.000

13iI6

}27k4 12 3hz 23/64 211hz 2%

'Ys

%

13k4

% 5iI6 11hz

I%Z 51k4 31/12

Tiré de l'American Standard Machine Pins (ASA -

Tableau 43 Axes de chape

85.20 -

%4 ifs

5/64

%z

7/64

5hz

%4

%4 7k4

% 1%4

%4 %4 1%;4

Z%4 z3k4

11k4 11k4

GOUPILlAGE, FORET F

1958), avec l'autorisation de l'éditeur, The American Society of Mechanical Engineers, 29 W. 39th Street, New York 18, N.Y.

LIAISONS TECHNIQUES LIMITE D'IMPLANTATION

.031 .047 .062 .078 .094 .109 .125 .141

%2

Ih6

I/S

%4

%2

3h2

3h6

'/64

';\6

%

%

%4

%2

%2

sh6

.156 .188 .219 .250

Il --t-1

~:::3-T @

3/64

Ih6

BRANCH ES ÉGALES

l &

'h6

llk4 13/64 15/64

V2

1%4

7's

-l=l

=:1 ()

BRANCHES INÉGALES À ONGLET

-l=1

-- l--j , b

&

BRANCHES INÉGALES À L'ÉQUERRE

Tiré de l'Amerlcan Standard Machine Pins (ASA - B5.20 - 1958), avec l'autorisation de l'édl· teur, The American Society of Mechanical Engineers, 29 W. 39th Street, New York 18, N.Y.

~

-l==:1

Ihb 3/32

Vs

%2 3116

'h2 1,4

9/32

%6 11/3 2

7'8 1%2

'116

TETE

T~TE PLATE

FRAISÉE

T~TE

RONDE

~

b

BRANCHES ÉGALES EN DOUBLE BISEAU

BRANCHE RECOURBÉE

PLATE

)

BRANCHES ÉGALES EN BISEAU

-----i '9

L

Tableau 44 Goupilles fendues

70.,

b

BRANCHES ÉGALES À ONGLET

T~TE CYLINDRIQUE

T~TE GOUTTE

BOMBÉE

DE SUIF

.062 .094 .125 .156

.140 .200 .260 .323

.027 .038 .048 .059

.118 .176 .235 .293

.027 .040 .053 .066

.122 .182 .235 .290

.052 .077 .100 .124

.055 .084 .111 .138

.118 .173 .225 ,279

.040 .060 .078 .096

.226 .297 .368

.038 .048 .059

,239 .314 .392

.188 .219 .250 .281

.387 .453 .515 .579

.069 .080 .091 .\03

.351 .413 .469 .528

.079 .094 .\06 .119

.348 .405 .960 .518

.147 .172 .196 .220

.166 .195 .221 .249

.334 .391 .444 .499

.114 .133 .151 .170

.442 .515 .590 .661

.069 .080 .091 .103

.470 .555 .628 .706

.313 .344 .375 .406 .438

.641 .705 .769 .834 .896

.113 .124 .135 .146 .157

.588 .646 .704 .763 .823

.133 .146 .159 .172 .186

.572 .630 .684 .743 .798

.243 .267 .291 .316 .339

.276 .304 .332 .358 .387

.552 .608 .663 .719 .772

.187 .206 .225 .243 .261

.732 .806 .878 .949 1.020

.113 .124 .135 .145 .157

.784 .862 .942 1.028 1.098

le tableau indique des dimensions maximales. Tiré de l'American Standard Small Solld Rivets (ASA -

B18.1 -

1965), avec l'autorisation de l'éditeur, The Amerlcan Society of Mechanical Engineers, 29 W. 39th Street, New York 18, N.Y.

Tableau 45 Rivets pleins - Diamètre nominal de 7/16 po ou moins

711

712

APPENDICE

Tableau 46 Rivets en aluminium posés au marteau

South Chester Corporation, Southco lion Fasteners

LIAISONS TECHNIQUES

• NOTA: La longueur L sous la tête s'emploie uniquement pour l'identification. Cette dimension est sujette à modifi· cation pour certains rivets. Lorsque cette longueur diffère

Tableau 46 Rivets en aluminium posés au marteau (suite)

de celle du tableau, une note sur le label d'emballage et à l'intérieur de la boîte indique la dimension réelle. Ces changements ne modifient pas l'épaisseur de la rivure.

South Chester Corporation, Southco Lion Fasteners

713

714

APPENDICE CARRÉE

Va 0/16 % Va lo/t6 - 114 lo/t6 -1% 1~6 -1=% 110/16 - 214

Ya

YI,

l4 o/t6 %

Ya

Ya X YI, X l4 X o/t6 X % X Y2 X

Tiré de l'American Standard Square and Flat·Stock Keys (ASA -

MINCE

%2

2o/t6 2'l'a 3% 3Va 4%

- 2 JA - 314 -3=% - 4Y2 - 5Y2 53A - 6

Ya Yl6 l4 l4 %

% % Va 1 114

1Y2

%X ~6 =%X Ya Vax % 1 X =% 114 X Va 1Y2 X 1

B17.1 -1943). avec l'autorisation de l'éditeur. The American Society of Mechanical Engineers, 29 W. 39th Street, New York t8, N.Y.

Tableau 47 Clavettes carrées et minces et diamètres appropriés des arbres

204 304 305 404 405 406 505 506 507 606 607 608 609 807 808 809 810 811 812 1008 1009 1010 1011 1012 1210 1211 1212

Ya

%4 %4

Ys x Y2 lia x % Ya x % %2X % %2 x % %!X Va Yl6 x 3A 0/16 x Va 0/16 x 1 Yl6xll1a l4 x Va l4 x 1 l4 x lYs l4xll4 l4 x 1% l4 x lY2 o/t6 x 1 o/t6 x lYs o/t6 x 114 o/t6 x 1% o/t6 x 1Ya % x 114 lis x 1% % x lVa

%4

Yl6

lt

%2X Ya %2X %

Yl6 Yl6 Yl6 Yl6 Yl6 Yl6 Yl6 Yl6 Yl6 ~4

Yl6 Yl6 ~4 ~4

%2

%4

Yl6

~4 ~4

%2 %4

~4

%2

%4

.203 .203 .250 .203 .250 .313 .250 .313 .375 .313 .375 .438 .484 .375 .438 .484 .547 .594 .641 .438 .484 .547 .594 .641 .547 .594 .641

.194 .194 .240 .194 .240 .303 .240 .303 .365 .303 .365 .428 .475 .365 .428 .475 .537 .584 .631 .428 .475 .537 .584 .631 .537 .584 .631

.0630 .0943 .0943 .1255 .1255 .1255 .1568 .1568 .1568 .1880 .1880 .1880 .1880 .2505 .2505 .2505 .2505 .2505 .2505 .3130 .3130 .3130 .3130 .3130 .3755 .3755 .3755

NOTA: le numéro de la clavette correspond aux dimensions nominales. les deux derniers chiffres indiquent le diamètre (B) en fres qui précèdent indiquent la largeur (A) en de pouce. Exemple: la clavette N'607 signifie B = ~ et A = ou

Tiré de l'American Standard Woodruff Key and Keyslot Dimensions (ASA -

Tableau 48 Clavettes·disques Woodrulf el dimensions des rainures

.1718 .1561 .2031 .1405 .1875 .2505 .1719 .2349 .2969 .2193 .2813 .3443 .3903 .2500 .3130 .3590 .4220 .4690 .5160 .2818 .3278 .3908 .4378 .4848 .3595 .4065 .4535 i de pouce et les chif·

B17f - 1930, révisé en 1955). avec l'autorisation de l'éditeur, The Ame· rican Society of Mechanical Engineers, 29 W. 39th Street, New York 18, N.Y.

LIAISONS TECHNIQUES

C----- )~ w

FL=rJ~ o ------~)

l (MIN.)= 2W

+ •

L ---41~L-- - - - -

1 2 3 4 5

1/2 1/2 1/2 % %

6 7 8 9 10

% 3;'4 3;'4 3,4

Il

%

12 A

Ys Y8

13

14

I/B

3/32 1/8

3/32 %4 3/16 %4 3h6

'116 3hi '18 3132 '/8

17 18 C 19 20

11/" P/" P/8 1';'4 P,4

7/32 1;'4

1%4

%2

21

'/B

D E

1';'4 1';'4 1';'4

22 23

lYs 1Ys

',4 5/16 1'8 ';'4 5h6

9/16 3/s '5/32

F 24 25 G 51

1Ys

Ys

9h6

Ys

Ys

';'4 5/'0

52 53 26

1',4 1% 2

%2 '/8 5132 3h6 5/32

1%4 9/32 '%4

1 1

3/16 7/32 ';'4 3h6 "132

9/32 21164 3/8 9132 21164

1'/8

',4 5/16 3/16

15/32 9132

Ys

15 B

16

lh6 3/32

1

3h6

Ys

5132 3h6

%2 3h6 '132 1;'4 3h6 '132 1;'4 5h6

3/16

Tiré de l'American Standard Shafting and Stock Keys (ASA -

5h6 3h6

7/32

817.1 -

7132

3/8 15/32 9132 21/64

1;'4 5h6 3/16 7/32

1'8

1;'4 5/16 3/8 ';'4

'5132

1,4 5h6 1'8 ';'4 5h6 3/8 3h6

j'/2 1'/2 1'12 1';'4

21I

3/B

113!I6-21;'4 25!I6 -2 3;'4

'/2 % 3;'4 %

'/2 % 3/4

9h6

1'8 'l\6 '12 9h6

%

lSh6

%

7/'6

'Iz

Ys

'9132 23/32

% 3;'4

1

4 3;'4 -5 1/2 5 3;'4 -6

11;'4 1 1/2

1';'4 11/2

2 2 1/2

Ys

1Df-~

L

7132 9/32 "132 ''132 '5/32

1

Tiré de l'American Standard Shafting and Stock Keys (ASA -

'12

3h6

9/32

';'4 5!I1> 'l\6 9/", '1/,,,

2% -3 1;'4 31'8 -3 3/4 3)18 -4 1/2

1'8 'l\6

1964), avec l'autorisation de l'éditeur, The American Society of Mechanical Engineers, 29 W. 39th Street, New York 18, N.Y.

~

11/,,, 1';'4 1 '12 1';'4

1'8

7h6 5h6

Ys

W"' ' ' 1 ~tl i m8""'~ c

'/2 - 9!I6 % - % , 5!I6-) ';'4 1%, -l'/B Pho -1';'4

Ys

1,4 'h6

3;'4 9/'6 21/32 3;'4 27/32

1/2

YB

Tableau 49 Clavettes Pratt and Whitney (à bouts ronds)

-lwl--

1;'4 7\6

Tableau 50 Clavettes carrées ou minces à talon (Gib-Head)

1/8 'Jl" '/4

5/12 7/12

"/,2 '3/32 '5/32

1'32

1/,

y", 1;'4 ';'4

5!I"

YB 1/2 % 3/4

Ys

Y8

1'/",

1 13h"

1

17/", 1';'4

1'/", 1';'4

P;'4 11/2

817.1 -

~

Y8

3/8 7!Ii,

'12 % '14

Ys 1

L (MIN.) L (MAX.)

'Jl" ';'4 5/", 3/B

"l,,,

= 4W = 16W

'/s

I/S

1"6

5132 3!I6

';'4 5/'6 3/8

14 5!I6

'12 % '14

116

Ys

3/1 13/16

% 3/4 % Il!I,, 11/4

1

11/2 1'/4

Il;'4 1 '12

'12 %

Il;'4

1964), avec l'autorisation de l'éditeur, The American Society of Mechanical Engi· neers, 29 W. 39th Street, New York 18, N. Y.

715

716

APPENDICE

DÉTAIL AGRANDI DE LA GORGE ET DU BORD (Z)

coupe (.(

.312 .375 .438 .453 .500 .512 .562 .625 .688 .750 .777 .812 .866 .875 .90\ .938 1.000 1.023 1.062 1.125 1.181 1.\88 1.250 1.259 1.312 1.375 1.378 1.438 1.456 1.500 1.562 1.575 1.625 1.653 1.688

51i.6

JI, 71i6 1%4

'/2

%6 % IIA6

YI 131i6

Y. lSli6

1

l'A. 1'/.

l'A.

l'" l'A. IY, l'A. 1'/2

19A. l'Is

l''A.

N5OO0-31 N5000-37 N5000-43 N5000-45

.346 .415 .482 .498

.015 .025 .025 .025

• N5000-50 • N5000-51 N5OO0-56 N5000-62 N50oo-68

.548 .560 .620 .694 .763

.035 .035 .035 .035 .035

.530 .542 .596 .665 .732

• N5000-75 N5000-77 N5000-81 N5OO0-86 • N50oo-87

.831 .859 .901 .961 .971

.035 .042 .042 .042 .042

.796 .825 .862 .920 .931

N5000-90 N5OO0-93 N50oo-100 N5OO0-102 • N5000-106

1.000 1.041 1.111 1.136 1.180

.042 .042 .042 .042 .050

.959 1.000 1.066 1.091 1.130

• • • • •

N5000-112 N5OO0-118 N5OO0-118 N5OO0-125 N5000-125

1.249 1.319 1.319 1.388 1.388

.050 .050 .050 .050 .050

1.197 1.255 1.262 1.330 1.339

• • • • •

N50oo-131 N5OO0-137 N5000-137 N5000-143 N5000-145

1.456 1.526 1.526 1.596 1.616

.050 .050 .050 .050 .050

1.396 1.461 1.464 1.528 1.548

• N50oo-150 • N5000-156 • N50oo-156 N5000-162 N5000-165 • N5000-168

1.660 1.734 1.734 1.804 1.835 1.874

.050 .062 .062 .062 .062 .062

1.594 1.658 1.671 1.725 1.755 1.792

• • • •

Tableau 51 Anneaux d'arrêt -

intérieurs

.009 .011 .012 .012

.002 T.I.R. ±.002 .004 T.I.R.

±.003 .004 T.I.R.

±.004 .005 T.I.R.

±.005 .005 T.I.R.

.191 .226 .254 .274

530 1050 1220 1280

240 350 440 460

.016 .023 .027 .027

.013 .018 .021 .021

190 530 530 530

.027 .033 .036 .036

.015 .015 .017 .Q20 .022

.26 .27 .275 .34 .40

.29 .30 .305 .38 .44

1980 2030 2220 2470 2700

510 520 710 1050 1280

.027 .027 .027 .027 .027

.021 .021 .021 .021 .021

1100 1100 1100 1100 1100

.045 .045 .051 .060 .066

.023 .024 .025 .027 .028

.45 .475 .49 .54 .545

.49 .52 .54 .59 .60

3000 4550 4800 5100 5150

1460 1580 1710 1980 2080

.032 .035 .035 .035 .035

.025 .028 .028 .028 .028

1100 1650 1650 1650 1650

.069 .072 .075 .081 .084

.046 .046 .046 .046 .056

.029 .031 .033 .034 .034

.565 .61 .665 .69 .685

.62 .67 .73 .755 .75

5350 5600 5950 6050 7450

2200 2450 2800 3000 3050

.038 .038 .042 .042 .044

.030 .030 .034 .034 .035

1650 1650 1650 1650 2400

.087 .093 .099 .102 .102

.056 .056 .056 .056 .056

.036 .037 .037 .040 .040

.745 .79 .80 .875 .885

.815 .86 .87 .955 .965

7900 8400 8400 8800 8800

3400 3700 3700 4250 4250

.047 .047 .047 .048 .048

.036 .036 .036 .038 .038

2400 2400 2400 2400 2400

.108 .111 .111 .120 .120

.039 .039 .039 .039 .039 .039 .046 .046 .046 .046

.056 .056 .056 .056 .056 .056 .068 .068 .068 .068 .068

+.003 -.000

+.004 -.000

.042 .043 .043 .045 .046

.93 .99 .99 1.06 1.08

1.01 1.07 1.07 1.15 1.17

9300 9700 9700 10200 10300

4700 5050 5050 5500 5700

.048 .048 .048 .048 .048

.038 .038 .038 .038 .038

2400 2400 2400 2400 2400

.126 .129 .129 .135 .138

.047 .048 .048 .050 .051 .052

1.12 1.14 1.15 1.15 1.17 1.21

1.21 1.23 1.24 1.25 1.27 1.31

10550 13700 13700 14200 14500 14800

6000 6350 6350 6900 7200 7450

.048 .064 .064 .064 .064 .064

.038 .050 .050 .050 .050 .050

2400 3900 3900 3900 3900 3900

.141 .144 .144 .150 .153 .156

©

1958, 1965 Waldes Kohlnoor, Inc. Réimprimé avec autorisation

LIAISONS TECHNIQUES

717

D~TAIL AGRANDI DE LA GORGE

ET DU BORD (Z)

t----c. - - - - l

.125. .156 .188 .219 .236 .250 .281 .312 .344 .375 .406 .438 .469 .500 .562

'Is

'Ln .

'A. 7J31

1%4

';"

'h, sA6 1%2

'1•

"Ln '116

"Ill li, %6

t:. t:. t:. t:. t:.

5100:12 5100-15 5100-18 5100-21 5100-23

.112 .142 .168 .196 .215

.010 .010 .015 .015 .015

.117 .146 .175 .205 .222

• 5100-25 • 5100-28 • 5100-31 5100-34 • 5100-37

.225 .256 .281 .309 .338

.025 .025 .025 .025 .025

.230 .261 .290 .321 .352

5100-40 • 5100-43 5100-46 • 5100-50 • 5100-56

.366 .395 .428 .461 .521

.025 .025 .025 .035 .035

.382 .412 .443 .468 .530

±.0015 .0015 T.I.R.

±.002 .002 T.I.R.

±.002 .004

.004 .005 .006 .007 .007

.222 .270 :298 .338 .355

.214 .260 .286 .324 .341

110 130 240 280 310

35 55 80 110 120

.010 .015 .014 .015 .0165

.006 .009 .0085 .009 .010

45 45 105 105 105

.012 .015 .018 .021 .021

80000 80000 80000 80000 80000

.029 .029 .029 .029 .029

.010 .010 .011 .011 .012

.45 .49 .54 .57 .61

.43 .47 .52 .55 .59

590 660 740 800 870

175 200 240 265 320

.018 .020 .020 .021 .026

.011 .012 .012 .0125 .0155

470 470 470 470 470

.030 .030 .033 .033 .036

80000 74000 70000 64000 60000

.029 .029 .029 .039 .039

.012 .013 .013 .016 .016

.63 .66 .68 .77 .82

.61 .66 .74 .79

950 1020 1100 1650 1850

350 400 450 550 650

.0285 .029 .031 .034 .038

.017 .0175 .018 .020 .023

470 470 470 910 910

.036 .039 .039 .048 .048

55000 50000 42000 40000 35000

.018 .020 .021 .023

.90 .93 1.01 1.09

.87 .89 .97 1.05

2060 2200 3400 3700

800 950 1000 1200

.0415 .040 .042 .046

.025 .024 .025 .0275

910 9\0 1340 1340

.055 .060 .063 .069

30000 29000 28000 26500

.012 .012 .018 .018 .018

+.002 -.000

+.003 -.000 ±.003 .004 T.I.R . .781 .812 .875 .938 .984 1.000 1.062 1.125 1.188 1.250 1.312 1.375 1.438 1.500 1.562 1.625 1.688

l%l

1311.6

Y. 1%6 6%4

l'h. l'Is l'l,. l';" l 'h.

1'/. l'h. Ill, l 'h. 1% 11lA.6

l'A

.64

5100-78 5100-81 5100-87 5100-93 5100-98

.722 .751 .810 .867 .910

.042 .042 .042 .042 .042

.733 .762 .821 .882 .926

.046 .046 .046 .046 .046

.024 .025 .027 .028 .029

1.12 1.15 1.21 1.34 1.39

1.08 1.10 1.16 1.29 1.34

3900 4000 4300 4650 4850

1300 1450 1650 1850 2000

.047 .047 .051 .055 .056

.028 .028 .0305 .033 .0335

1340 1340 1340 1340 1340

.072 .075 .081 .084 .087

25500 24500 23000 21500 20500

5100-100 5100-106 5100-112 5100-118 5100-125

.925 .982 1.041 1.098 1.156

.042 .050 .050 .050 .050

.940 .998 1.059 1.118 1.176

.046 .056 .056 .056 .056

.030 .032 .033 .035 .037

1.41 1.50 1.55 1.61 1.69

1.35 1.44 1.49 1.54 1.62

4950 6200 6600 7000 7350

2100 2400 2600 2950 3250

.057 .060 .063 .064 .068

.034 .036 .038 .0385 .041

1340 1950 1950 1950 1950

.090 .096 .099 .105 .11\

20000 19000 18800 \3000 \7000

5100-131 5100-137 5100-143 5100-150 5100-156

1.214 1.272 1.333 1.387 1.446

.050 .050 .050 .050 .062

1.232 1.291 1.350 1.406 1.468

.056 .056 .056 .056 .068

.040 .042 .044 .047 .047

1.75 1.80 1.87 1.99 2.\0

1.67 1.72 1.79 1.90 2.01

7750 8100 8500 8800 11400

3700 4100 4500 5000 5200

.068 .072 .076 .079 .082

.041 .043 .045 .047 .049

1950 \950 \950 \950 3000

.\20 .\26 .\32 .\4\

16500 \0000 \5000 \4800 \4000

.048 .049 .050

2.17 2.24 2.31

2.08 2.15 2.21

11850 \2350 12800

5500 5850 6200

.087 .090 .09\

.052 .054 .054

3000 3000 3000

.\44 .\48 .150

\3200 \3000 \2200

5100-162 5100-168 5100-175

1.503 1.560 1.618

.062 .062 .062

Tableau 52 Anneaux d'arrêt - extérieurs

1.529 1.589 1.650

±.004 .005 T.I.R.

±.005 .005 T.I.R.

.068 .068 .068

+.004

©

.\4\

1958, 1965 Waldes Kohinoor, Inc. Réimprimé avec autorisation

718

APPENDICE

coupe 1·1

t----c.

.040 .062 .062 .062 .094

Ih6 3/32

.094 .1I0 .125 .140 .140

3/32

.140 .156 .172 .188 .188

9.k4

.219 .250 .312 .375 .438 .438 .500 .625 .744 .750 .750 .875 .984 1.000 !.l88 1.375

X5133·4 X5133-6 • Y5133-6 5133-6 • X5133-9

.025 .051 .051 .051 .069

.010 .010 .020 .010 .015

.026 .052 .052 .052 .074

5133-9 X5133-1 t 5133-12 X5133-14 • Y5133-14

.073 .076 .094 .100 .108

.015 .015 .015 .015 .015

.074 .079 .095 .102 .110

5133-14 5133-15 X5133-17 X5133-18 5133-18

.102 .114 .125 .122 .145

.025 .025 .025 .025 .025

.105 .116 .127 .125 . 147

X5133-2t 5133-25 X5133-31 5133-37 5133-43

.185 .207 .243 .300 .337

.025 .025 .025 .035 .035

.188 .210 .250 .303 .343

X5133-43 5133-50 5133-62 X5133-74 X5133-74

.375 .392 .480 .616 .616

.035 .042 .042 .050 .050

.380 .396 .485 .625 .625

5133-75 5133-87 X5133-98 X5133-98 X5133-118 X5133-137

.574 .668 .822 .822 1.066 1.213

.050 .050 .050 .050 .062 .062

.580 .675 .835 .835 1.079 1.230

!è. 1/..6

Ih6

'k. 'j,

'k. 'k. Sin 1%)4 3/16 3116

%2 ';" sli6 Jj,

"Ii6 7116

V, %

:y, JI.

Ys 63/64

1

l'A, l'j,

+.002 -.000 .0015

T.I.R .

+.002 -.000 .002

T.I.R .

+.003 -.000 .004

T.I.R .

-.000 .005

.012 .012 .023 .012 .018

..

.007 .005 .005 .005 .010

.079 .140 .187 .156 .230

.090 .150 .200 .165 .245

13 20 40 20 45

6 7 7 7 20

.015 .030 .035 .030 .053

.010 .020 .025 .020 .040

13 20 40 20 45

.014 .010 .010 .010 .020

40000 40000 40000 40000 36000

.018 .018 .018 .018 .018

.010 .015 .015 .019 .015

.187 .375 .230 .203 .250

.200 .390 .240 .215 .265

45 60 65 75 75

20 40 45 60 45

.040 .080 .040 .029 .040

.030 .060 .030 .022 .030

45 60 65 75 75

.020 .030 .030 .038 .030

36000 35000 35000 32000 32000

.029 .029 .029 .029 .029

.017 .020 .022 .031 .020

.270 .282 .312 .375 .335

.285 .295 .325 .39 .35

170 175 180 200 190

60 75 90 135 90

.060 .060 .060 .060 .060

.045 .045 .045 .045 .045

170 175 180 200 190

.034 .040 .044 .062 .040

32000 31000 30000 30000 30000

.029 .029 .029 .039 .039

.015 .020 .031 .036 .047

.437 .527 .500 .660 .687

.45 .54 .52 .68 .71

225 255 325 690 830

75 115 225 315 480

.060 .060 .060 .065 .065

.045 .045 .045 .050 .050

225 255 325 690 830

.030 .040 .062 .072 .094

26000 25000 22000 20000 16500

.029 .052 .059 .062

.600 .800 .940 1.000 1.000

.62 .82 .96 1.02 1.02

800 1110 1420 1900 1950

280 600 1050 1050 1100

.050 .080 .080 .060 .057

.035 .060 .060 .045 .042

800 1110 1420 1900 1900

.058 .104 .140 .118 .124

16500 14000 12000 11000 11000

.085 .100 .074 .082 .054 .072

1.120 1.300 1.500 1.500 1.626 1.875

1.14 1.32 1.53 1.53 1.67 1.92

2000 2350 2600 2650 3450 4100

1500 2050 1750 1900 1500 2350

.085 .085 .085 .077 .090 .090

.065 .065 .065 .057 .070

2000 2350 2700 2700 3450 4100

.170 .200 .148 .164 .108 .144

10500 9000 6500 6500 5500 4000

+.002 -.000

+.003 -.000

.039 .046 .046 .056 .056

mo

-.000

mo

T.I.R.

Tableau 53 Anneaux d'arrêt - Montage radial

©

1958, 1965 Waldes Kohinoor, InG. Réimprimé avec autorisation

LIAISONS TECHNIQUES

Zl

--

1_ __- - -

S ------tIII-!

coupe 1-1

5/16 y,

_311 .374 .437 .498 .560

.313 .376 .439 .502 .564

.623 .748 .873 .936 .998

.627 .752 .940 1.002

1

1.248 1.371 1.498 1.748 1.998

1.252 1.379 1.502 1.752 2.002

5005·31 5005-37 5005-43 5005-50 5005-56

.136 .175 .237 .258 .312

Ys

5005-62 5005-75 5005-87 5005-93 5005-100

.390 .500 .625 .687 .750

8 10 10

75 70 70 75

114 1 Ys 1 1/2 1 y, 2

5005-125 65015-137 5005-150 5005-175 5005-200

.938 1.050 1.188 1.438 1.600

10 16 12 12 14

60 150 60 55 55

'/16 112

9/1• %

y,

.877

15h.

±

.005

5 6 6 6 6

80 75 70 60 50

.11 .16 .20 .24 .29

6

45

.30

8

© Tableau 54 Anneaux d'arrêt à autoblocage -

.040 .040 .040 .040 .040 .62 .75 .85 .91 1.5 2.1 1.8 2.1 3.0

.040 .060 .060 .060 .060 .060 .125 .060 .060 .060

1958, 1965 Waldes Kohinoor, Inc. Réimprimé avec autorisation

par arc-boutement en logement (série intérieure)

719

720

APPENDICE

1'1

~~T S -H--1I-t:....

,,-:...,-t.:-'~

~1

.093 .093 .124 .155 .187

.095 .095 .126 .157 .189

.218 .239 .249 .311 .374

.220 .241 .251 .313 .376

.437 .498 .560 .623 .637

.439 .502 .564 .627 .641

.748 .873 .998

.752 .877 1.002

3h2

3/32 1/8 '/32 3116 7/32 1;' '116

'1s 7116 If2 9/16

%

JI. 718 1

5105-9 655050-9 5105-12 5105-15 5105-18

.250 .240 .325 .356 .387

5105-21 5105-24 5105-25 5105-31 5105-37

.418 .460 .450 .5\2 .575

5105-43 5\ 05-50 5105-56 5105-62 65505-63

.638 .750 .812 .875 .875

5105-75 5105-87 5105-100

1.000 1.\25 1.250

± .005

± .010

3 3 4 4 5

13 10 20 25 35

.09 .09 .14 .17 .20

6 6 6 5 6

35

.21

.040 .040 .040 .040 .040 40

40 45 45

.23 .26 .27

6 6 6 7 8

50 50 50 50 50

8 10 10

55 60 65

© 1958,

.35

.47

.72 .75 .82 .80 .97 1.1

1.2

.040 .060 .040 .040 .040 .060 .060 .060 .060 .060 .060 .060 .060

1965 Waldes Kohinoor, Inc. Réimprimé avec autorisation

Tableau 55 Aooeaux d'arrêt à auloblocage - par arc-boutement sur l'arbre (série extérieure)

721 RÉDUCTEUR MÂLE-FEMELLE

--3

--3

CHAPEAU

+++++

CROIX À BRANCHES ÉGALES

COUDE À 45'

90'

VERS LE BAS VERS LE HAUT LONG COUDE MÂLE-FEMELLE

MANCHON

RACCORDEMENT DE CANALISATION

~

-+-

-e-

TÉ À 45'

BOUCHON

BOUCHON FILETÉ

RÉDUCTEUR

CONCENTRIQUE EXCENTRIQUE

TÉ

HORIZONTAL

DISTRIBUTION VERS LE HAUT DISTRIBUTION VERS LE BAS

+4 -t--1-t ~

~~

nOIi

)OC 000

+0* +0+ *0* -T0-E- -e0& 101

)(0)(

+

JOINT À VIS

SOUPAPES

DE RETENUE

ROBINETS

VANNE

DROITES

~

--f"'.J-

~ ~ ~

-K>(, 2'{,

1% 1% 1% 1% 1% 2 2 2 2 2 2

1~

'!i6 '!i6

'!i6 '!i6

1%1 '116

ln;;

1;..(6 1;..(6

1;..(6

2.15 2.15 2.15 2.15 2.15 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65

HLK1I5Y $14.40 3.000' HLKI05Y \ 16.75 3.000 HLK1I6Y 1 16.75 3.000 L1l5Y 8.90 3.000 LI05Y { 10.70 3.000 10.70 3.000 L1l6Y HLK117Y Z3.35 3.500 3.500 HLKI32Y} Z3.35 Z3.35 3.500 HLKI06Y 15.00 3.500 L1l7Y 15.00 3.500 LI32Y LI06Y 15:00 3.500 HLKIZ3Y Z8.70 4.000 17.70 4.000 LI23Y

24 .64' ~'I'li{, 3.56

Il{, 1% I~

1'1, 1% l'lU

8.15 4.61 10.ijO 4.17 14.07 4.20

PAIOZ3T-G 1$64·IOICIIIO.ooO 1301 1.8711)413% 15~ 15 1. 2 110. 20 PAIOZ3T.P 31.00 St 5.000 151.87 lli % 7li 3~ 1'!i6 5.81

t St -

tl~eel; UI

uaat Iron

L156Y_G } L156Y-P PA5ZIT_G PA5ZU-P PA638T-G PA63BY-P PA84SY-G PA64U-P PA94BY-G PA948Y-P

$Z6.28 St 10.60 St lU. CI 10.68 St Z5.10 CI '.70 St ZU. CI

~I ~

d' = i= • -Ci,AB..a:'.:.id 15. III ;! CI~:e~:i!iS :i!.t~ O~~

Il

PlTCH 50 .70" ~" 25.70 ~ 60 .78 1 20 .78 % 60.78 % 20.78 ~ 60 .72 % 15.72 % 90.86 1 15.86 % • PlTCH

11~'"

2%"2 " 1" 3% 2 ~ 3 1% I~ 1!i6 1% 2~ 3 4% I~ 2U 2~ lli 3% l>li ",{, l'~ 2~ 2~ 1!i6 1% 5~ I>{, %

1% 1% 2\12 129,{, 2\12 1% l''''

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40 .82' l' l'',{,' 2%' 3' 20 .82 1 2',{, 4 2li 40 .82 1 1% 2% 3 4 20 .82 % 2li ~" 48 .84 %1% 2% 16 .84 ~~ 4U 64 .84 1 1% 2~ 2~ 16 .84 % 2',{, sU 1% 721.22 lli 2!i6 31i 3 181.22 % 2'\12 5~ 2li .PlTCH 6.000' 361.06" IJ,i" 2)4" 3~" 31i" 3.000 181.06 IJ,i 2'''' 4 • 2~ 6.000 361.06 lli 2li 3U 3.000 181.06 1 2~ 2'%< 7.000 421.05 lli 21 3~ 3~ 3.500 2J 1.05 1 5 2~ 8.000 48 1.17 lli l'li< 3>li 3U 4.000 24 1.17 1 2'!é4 5>li 2% 3)4 7.600 451.07 lli 2li 3 2:1500 151.07 % ~ 5)4 2li 3)4 10.000 60 1.21 IJ,i 21i 2.600 151.21 1 2'lU 2~

5.000' 2.600 5.000 2.500 6.000 2.000 8.000 '.70 St 2.000 32.00 CI 9.000 14.50 St 2.250

$44.68 St L158Y-G L158Y-P } 15.60 St PA6Z6T-G ZU' CI PA6Z6T-P 15.18 St PA7Z6T-G ZU' cr PA126Y-P 17.40 St PA8Z6T-G ZUO CI PAS26T-P 24.28 St PA7S36T-G 29.Z0 cr PA7536Y-P 11.50 St PAI046T-G 38.60 CI PAI046T-P 13.50 St

t St -

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l'A

795 795

.8570 .8750 8750

2.0470 2.0625 2.1250

.5910 .7625 .7625

795 1220 1220

630 700 700

1.27 1.74 1.74

07087 1380 1380

.8750 .8750 .8750

2.2400 2.2400 2.2500

.7625 .7625 .8750

1300 1300 1580

785 785 080

1.66 1.66 1.47

1755 1755 1280

1.0000 1.0000 1.0000

1.9800 1.9800 2.0000

.5600 .6100 .5910

850 970 795

625 660 630

1.36 1.47 1.27

L44643 L34547 07100

1.0000 1.0000 1.0000

2.0470 2.2400 2.2400

.5910 .7625 .7625

795 1300 1300

630 785 785

1.27 1.66 1:66

07100 1780 1780

Tableau 70 Roulements à rouleaux coniques

1729 1729X 1220 L44610 L34512 07210 02704 1729 1729X

l'lt.

]1'-'0

Canadian SFK Company Limited

736

APPENDICE

F t-------G

3

3

3

6

8

10

4 5

4

8

2

2

8~

10

Ys

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%

B1-381 B1-382 B1-383 B1-384

7

5~

l~

2

2

1O~

12

Ys

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%

9

SUs

1%

2

2\16

12~

14

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1%,

B1-3101 B1-3102 B1-3103 B1-3104

l~ 1~

B1-442 Blc443

3

6~

l~

2~

2~

6~

Ys

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1~ 1~

B1-452 B1-453

4

6~

l~

2 Y:;

2~

7~

Ys

%'

%

l~

B1-461 B1-462 B1-463 B1-464 B1-465 B1-466 B1-467 B1-468 B1-469

5

%'

%

B1-481 B1-482 B1-483 B1-484 B1-485 B1-486

7

%'

%

1%

1~ l~

1%

2 2

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l~ 1~

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1~ 1~ l~

1~ l~

l~ 1~ l~ l~ 1~

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2 2

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5

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B1-361 B1-362 B1-363 B1-364

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1%' 1%, l%' 2%' 2%' 2%

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2~ l~

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12

Ys

Ys

=-

CI> ~

Il importe de spécifier la dimension .(K» selon le croquis ci·dessus DIMENSIONS DU NEZ PORTE·OUTIL Ces outils comportent les nez porte-outils suivants, au choix: Symbole du Diamètre Longueur nez porte·outil pouces pouces 1~

1% 2 2~

3

2% 2% 2Ys 2Ys 2Ya

A

B

c

D E

les marges de tolérance pour les nez porte-outils varient de .000 po - .001 po à .003 po. Tableau 72 Outils à poinçonner normalisés

E.A. Baumbach Mfg. Co.

GUIDES SANS COLLET Eï~MANCH~S A LA PRESSE MODÈLE P

-r 1

__ ---

B

Lo:---

l-cJ

GUIDES AVEC COLLET EMMANCHÉS À LA PRESSE MODÈLE H

,,-. TOLÉRANCE DU DI DES GUIDES TOLÉRANCE NORMALE DI DES FORETS (TOl. SUR ALÉSAGE) N° 80 à ! + .0001 à + .0004 l ' ;). + .0001 à + .0005 "a4 + .0002 à + .0006 OH + .0003 à + .0007 ___-.!là 2!

...

A

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(Il

.. Fabriqué avec ou sans collet x Sans collet seulement

Ô ::-

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