Arbres de transmission pour machines et installations : transmission de puissance flexible dans les processus industriels

Un arbre de transmission est un composant mécanique servant à transmettre le couple entre des composants qui ne sont pas situés sur un axe commun.

Un arbre de transmission se compose des éléments suivants :

• Brides en fourche ou raccord de moyeu
• Joints universels
• Compensation de longueur et fourche soudée
• Tube ·
• e cas échéant, contre-brides pour le raccordement au système d’entraînement

L’arbre d’entraînement est installé entre l’entraînement et la sortie afin de compenser les changements d’angle ou les défauts d’alignement dus aux tolérances individuelles et de montage.

Dans la construction de machines et d’installations, les arbres de transmission sont soumis à des conditions particulières. Ils doivent transmettre des couples élevés, supporter des conditions de fonctionnement variables, souvent dans des structures d’installations complexes et des espaces confinés.

Fonctions fondamentales des arbres de transmission dans la construction de machines et d’installations :

• Transmission du couple : les arbres de transmission transmettent le couple entre des arbres non alignés et permettent ainsi une connexion flexible et fiable dans les systèmes d’entraînement complexes.
• Compensation angulaire : les désalignements angulaires, dus par exemple à des imprécisions de montage ou à des mouvements liés au fonctionnement, sont compensés de manière fiable, de sorte que l’entraînement fonctionne de manière régulière et sans vibrations.
• Compensation de longueur : les variations de longueur axiales dues au mouvement sont absorbées par les arbres de transmission, ce qui permet de maintenir la transmission de puissance même dans des conditions de fonctionnement variables. De plus, la compensation de longueur facilite le montage.

Dans ce contexte, non seulement la résistance et la précision sont déterminantes, mais aussi la facilité d’entretien et la possibilité de compenser de manière ciblée les mouvements ou les variations de longueur au sein de la construction.

Arbres de précision

Arbres à rotule

Les arbres de transmission sont utilisés dans différents secteurs industriels, chacun présentant des applications et des conditions de fonctionnement spécifiques.

Voici quelques exemples d’applications typiques :

• Construction de machines lourdes (aciéries et laminoirs) : gestion de couples élevés et de charges extrêmes ; des constructions renforcées avec des raccords robustes et des réserves de torsion élevées garantissent la stabilité.
• Technique de convoyage et installations de grues : transmission de force entre des composants mobiles ou découplés ; convient aux systèmes de convoyage à orientation variable et aux installations de grues avec des charges variables.
• Construction de machines spéciales et bancs d’essai : transmission précise du couple à des angles variables et des cycles de charge longs ; des constructions résistantes à l’usure garantissent un fonctionnement sans défaillance.

Notre équipe se tient à votre disposition pour toute question concernant les arbres de transmission adaptés à vos machines ou les solutions personnalisées. Contactez-nous directement pour obtenir un conseil personnalisé.

Technique de convoyage et installations de grues

Bancs d’essai

Dans la construction de machines et d’installations, les arbres de transmission sont principalement utilisés lorsque des unités d’entraînement modulaires, des assemblages variables ou de grandes distances entre axes doivent être couplés avec précision.

Les différents types de construction sont spécialement conçus pour répondre à ces exigences et varient en termes de principe de mouvement, de capacité de compensation, de comportement en vitesse de rotation et d’adéquation à certaines conditions de fonctionnement. Les arbres à cardan et les arbres à cardan à rotule ( ) peuvent être fabriqués dans différents matériaux et s’adaptent ainsi individuellement aux applications respectives.

Arbres à cardan

Les arbres à cardan se composent de deux joints universels qui assurent un fonctionnement régulier malgré les changements d’angle, ce qui les rend idéaux pour une utilisation sous des charges élevées en permanence.

Ces arbres de transmission spéciaux sont conçus pour compenser au mieux les changements de position entre le moteur, la transmission et les composants de la machine en aval : les joints sont équipés soit de roulements à aiguilles (de nombreux petits rouleaux pour un guidage précis et souple), soit de roulements à rouleaux (rouleaux plus grands et robustes pour des charges plus élevées).

Pour un fonctionnement particulièrement silencieux, l’arbre à cardan est généralement équilibré dynamiquement. Pour cela, l’arbre est testé à l’état rotatif sur une machine spéciale, puis aligné de manière à ne pas générer de vibrations gênantes pendant le fonctionnement.

Arbres à cardan de précision

Les arbres à cardan de précision sont conformes à la norme DIN 808, qui définit les dimensions, les formes de construction et les exigences techniques des joints d’arbres. Leurs pièces articulées trempées et rectifiées fonctionnent dans des roulements à aiguilles entièrement étanches, ce qui garantit un mouvement précis et reproductible, même dans des conditions difficiles. Ils sont donc principalement utilisés dans les bancs d’essai, les systèmes de mesure ou les entraînements à commande précise, où une grande stabilité des processus, des tolérances faibles et des mouvements réguliers sont requis.

Arbres à cardan

Les arbres à cardan Elso transmettent le couple via un élément central et mobile en forme de cube qui relie les pièces de l’arbre entre elles, de sorte que la transmission de force est possible même lorsque les arbres connectés présentent un décalage angulaire défini. L’angle maximal admissible dépend du type de construction de l’arbre à cardan. Les arbres à cardan sont toujours utilisés lorsque les composants d’entraînement ne peuvent pas être alignés pour des raisons de conception ou lorsque de légers changements d’angle se produisent pendant le fonctionnement.

La plupart des arbres à cardan sont donc aujourd’hui utilisés dans la construction de machines et d’installations. Ils conviennent particulièrement aux solutions d’entraînement robustes et simples, telles que celles utilisées dans les dispositifs de réglage manuels.

Tout comme les arbres de transmission de précision, les arbres à cardan sont également conformes à la norme DIN 808. Cependant, les arbres à cardan ne sont généralement pas conçus pour un fonctionnement continu, mais pour des durées d’utilisation plus courtes.

Arbres à rotule

Les arbres à rotule sont montés sur des paliers lisses et conçus pour être utilisés dans des machines et des installations qui fonctionnent à faible vitesse et nécessitent une transmission de couple élevé dans un espace compact.

Certaines combinaisons de matériaux permettent une certaine capacité de fonctionnement en mode dégradé, ce qui les rend adaptés comme dispositifs de sécurité pour les dispositifs de réglage manuels.

Un entretien minutieux et régulier de l’arbre à cardan est essentiel pour garantir en permanence un fonctionnement fluide et sûr des machines et installations industrielles. Cela vaut en particulier pour les charges élevées, les cycles de mouvement fréquents ou les environnements d’utilisation changeants. Dans ces cas, les signes d’usure au niveau des joints universels et de la compensation longitudinale sont inévitables et doivent être détectés à un stade précoce.

Bien lubrifié – Solutions de lubrification pour chaque arbre à cardan

Lors de la transmission de couples élevés, des frottements apparaissent au niveau des paliers d’un arbre à cardan, ce qui peut entraîner une usure prématurée sans lubrification suffisante :

• Les arbres de transmission de précision sont équipés d’une croix d’articulation étanche en permanence, ce qui rend tout travail de regraissage régulier totalement superflu.
• Selon le concept de maintenance, les arbres à cardan sont disponibles soit en version étanche en permanence et sans entretien, soit avec un graisseur pour un graissage régulier.
• En revanche, la conception à palier lisse des arbres à cardan et à rotule ne permet pas un fonctionnement sans entretien : ils doivent être lubrifiés régulièrement par huilage ou par des soufflets fermés remplis de graisse.

Les arbres à cardan à rotule peuvent également être lubrifiés à l’aide d’un système breveté : un graisseur situé directement sur la rotule applique le lubrifiant de manière ciblée dans la cage à billes.

Détecter l’usure à temps : premiers signes et symptômes

Des vibrations inhabituelles, des bruits suspects tels que des cliquetis ou des cognements, ainsi que des pertes de puissance dues à une friction accrue et à la génération de chaleur qui en résulte ou à un fonctionnement irrégulier de la machine peuvent être des signes d’un dysfonctionnement. Afin d’éviter des temps d’arrêt coûteux et des dommages consécutifs, il est recommandé de faire vérifier rapidement l’arbre à cardan par une entreprise spécialisée et de le remplacer si nécessaire. Seuls des arbres à cardan Elbe Elso d’origine et de haute qualité doivent être utilisés à cet effet.

Qu’il s’agisse d’arbres à cardan classiques, d’arbres à cardan EST innovants ou d’arbres à cardan de précision, le groupe Elbe vous propose des solutions d’entraînement sur mesure pour toutes les exigences de la construction de machines et d’installations ainsi que de la construction de véhicules spéciaux. Chaque arbre à cardan est adapté de manière optimale à votre secteur d’activité et à l’application spécifique.

Aperçu de nos prestations :

• Fabrication d’arbres de transmission selon des normes de qualité, de sécurité et environnementales reconnues à l’échelle internationale (par exemple IATF 16949, ISO 14001, EN 15085)
• Conseil technique complet – y compris conception technique, analyses de faisabilité et calcul de la durée de vie
• Solutions personnalisées et fabrications sur mesure, même en petites quantités
• Mise à disposition de modèles 3D et de documentations techniques
• Création de certificats d’usine, de rapports d’essai des premiers échantillons et d’analyses complètes des matériaux
• Tests environnementaux et de résistance, par exemple par des tests au brouillard salin
• Optimisation continue des processus
• Service MRO (Maintenance, Repair & Overhaul) – y compris réparation express, nouvelle fabrication et révisions régulières

En tant que partenaire qualifié pour les arbres de transmission haut de gamme, nous vous accompagnons dans la planification, la conception et l’optimisation de vos systèmes d’entraînement et restons à votre disposition à tout moment pour répondre à vos questions techniques et vous fournir des conseils personnalisés. Envoyez-nous dès aujourd’hui votre demande technique.