L'évaluation des compromis entre plusieurs solutions peut être un facteur important lors du choix d'un produit. Les caractéristiques d'un produit paraissant moins importantes ont un impact important sur les performances, la durée de vie et les coûts de l'unité. En outre, les caractéristiques du produit peuvent également influencer positivement ou négativement les performances des composants du train d'entraînement de façon positive. Lors de l'évaluation des solutions, il est préférable de tenir compte de tous les aspects afin d'identifier la solution en mesure de remplir la plupart des critères requis pour l'application.
L'art d'exploiter une usine est un exercice fait de compromis. Il faut trouver le meilleur rapport entre performances et coûts. Le compromis entre le prix unitaire, d'une part, et la qualité et la robustesse de l'unité, d'autre part, est un facteur qui a été débattu en long et en large. Nous savons tous, même si nous n'intervenons pas toujours à ce niveau, qu'il est rare d'obtenir des performances élevées pour un prix bas. Mais ce n'est pas tout ! Entre des solutions à prix équivalents, il peut y avoir des différences moins évidentes qui sont susceptibles d'avoir un impact décisif sur la durée de vie du produit et ses performances.
Comparaison entre systèmes à courroie trapézoïdale et systèmes à courroie dentée
Pour illustrer ce point, nous utiliserons le produit le plus courant : la transmission industrielle par courroie trapézoïdale. Promenez-vous dans n'importe quelle usine, vous ne manquerez pas d'en apercevoir une ou, tout du moins, son carter de protection.
Courroie dentée (à gauche) et courroie trapézoïdale.
Les courroies trapézoïdales sont toujours disponibles dans les tailles « classiques » A, B et C développées dans les années vingt. Les tailles D et E appartiennent largement à l'histoire, mais A, B et C sont encore courantes. Les tailles Ultra V 3, 5 et 8 ont quant à elles été développées dans les années cinquante : une forme légèrement différente des courroies A, B et C, mais ce sont quand même des courroies trapézoïdales. Les unités Ultra V bénéficient de matériaux et d'avancées plus récentes au niveau de la fabrication afin de concevoir une courroie en mesure de supporter davantage de charge dans le même espace ou la même charge dans moins d'espace. Les avancées plus récentes au niveau des matériaux permettent d'obtenir des modèles hauts de gamme de courroies trapézoïdales et de courroies trapézoïdales Ultra en mesure de porter des charges même plus lourdes.
Lors du choix d'une transmission par courroie pour une nouvelle application, il convient de prendre le temps de dimensionner plusieurs types de courroies. Consultez votre fournisseur de transmissions par courroie pour bien tenir compte de toutes les variables de votre application.
Comparaison entre courroies moulées et courroies dentées à bord brut
Courroie moulée standard (à gauche) et courroie dentée à bord brut.
Examinez, par exemple, les différences entre les courroies moulées standard et les courroies dentées à bord brut. Les courroies dentées avec leur structure crantée ou dentée, sont en mesure de suivre la courbe autour de l'arc de la poulie d'un diamètre plus petit par rapport à une courroie moulée. Ceci signifie que la transmission peut être une paire de poulies d'un diamètre inférieur. Un diamètre plus petit se traduit par un coût inférieur, car il y a moins de matériau dans la poulie. Lors de la prise en compte de poulies d'un diamètre inférieur, il est important de s'assurer que des diamètres minimaux rentrent dans les standards recommandés par la NEMA afin de limiter les charges sur l'arbre moteur.
Le bord brut des modèles dentés a généralement un coefficient de frottement supérieur par rapport au modèle moulé. Cela peut se traduire par une puissance supérieure, transmise à une application donnée, par rapport au modèle moulé. Il se peut qu'il existe des applications dans votre établissement où la durée de vie de courroies moulées est inférieure à ce qu'elle devait être à cause d'une augmentation de charge. Dans une telle situation, le passage à une courroie dentée peut se traduire par une meilleure transmission par courroie. Les courroies dentées sont en mesure de délivrer jusqu'à 30 % de capacité de puissance en plus par rapport à un modèle moulé. Le coût est un des compromis évidents lors de la comparaison d'une courroie dentée et d'une courroie moulée... Les courroies dentées coûtent plus cher. Toutefois, la capacité supérieure d'une courroie d'une taille donnée peut se traduire par une quantité inférieure de brins nécessaires pour une charge donnée. Une poulie dont les rainures diminuent de quatre à trois et dont la quantité de matériau est moindre peut entraîner des économies.
Une poulie plus étroite offre également d'autres avantages : une poulie plus étroite pèse moins et diminue, par conséquent, la charge latérale sur les roulements. Parallèlement à la diminution de poids, sur un moteur ou une boîte de vitesses car la poulie est plus étroite, le centre de la charge est plus proche du support de roulement, le roulement étant ainsi moins sollicité.
Il faut tenir compte de certains compromis à faire avant de remplacer vos courroies moulées par des courroies dentées. Les courroies moulées sont généralement le meilleur choix dans les applications où des pics de couple se produisent. Le coefficient de frottement inférieur entre la courroie et la poulie fait que la courroie peut patiner lors d'un pic de couple, ce qui peut atténuer ou absorber le pic, l'isolant du processus tout en protégeant le moteur et d'autres éléments de la transmission. Est-ce qu'un pic de couple a un impact négatif sur votre processus ? Le couvercle sur les courroies moulées est conçu pour absorber le patinage lorsqu'il se produit. Le patinage de la poulie à bord brut peut se traduire par une usure plus agressive sur une courroie dentée que sur une courroie moulée.
Dans des applications où une certaine quantité de gravier est présente, l'utilisation d'une courroie moulée peut également être un choix judicieux. Le couvercle est conçu de façon à être plus sensible à l'action de frottement abrasif sur la courroie où les courroies dentées à bord brut ne le sont pas.
Des compromis peuvent être utiles s'ils sont faits intelligemment. Une petite inertie et charge supplémentaire sur un roulement peut être intéressante si vous la décelez tout de suite, car cela vous permettra d'utiliser une courroie qui durera plus longtemps dans votre champ d'application. Ou bien une petite abrasion de la courroie peut être le compromis à faire pour pouvoir utiliser une poulie pus étroite, plus légère dans un endroit où vous savez que le roulement existant peut être dimensionné légèrement et où le poids supplémentaire peut vous poser des problèmes au niveau du roulement.
Courroies synchrones comparées à des transmissions par chaîne à rouleaux
Dans le domaine des courroies synchrones, l'on observe une évolution des produits et des améliorations qui ont augmenté la capacité des transmissions par courroie synchrone, mais les problèmes d'usure ne sont pas les mêmes d'une famille à l'autre. Un des problèmes est propre aux transmissions par courroie synchrone de différentes générations. Il est lié à la largeur de la courroie et aux nuisances sonores générées.
Au fur et à mesure que la courroie synchrone s'engage sur le pignon, les dents de la courroie s'engagent dans les cavités correspondantes du pignon. Pendant cette opération, de l'air se déplace et peut faire du bruit. Plus la courroie est large, plus le bruit peut augmenter. Des variations de vitesse auront une influence sur ce phénomène.
Courroie à chaîne à rouleau (à gauche) et courroie synchrone.
Les courroies synchrones développées récemment peuvent supporter plus de puissance que les modèles précédents. Leur impact est identique à celui des courroies trapézoïdales. Une courroie ayant une capacité supérieure peut la supporter dans une poulie ou un pignon plus étroit(e) que les modèles antérieurs. Cette largeur plus étroite signifie qu'il faut moins de matériau et que les coûts sont donc inférieurs. Il y a également moins de bruit, car il y a moins d'air qui se déplace. Le compromis possible consiste à se tourner vers une transmission par courroie légèrement plus chère, mais avec une courroie plus étroite fonctionnant plus silencieusement tout en allégeant la charge latérale du roulement.
Les dernières générations de courroies synchrones ont été présentées comme étant des « transmissions par courroie à rouleaux », car elles ont des caractéristiques en commun avec les chaînes à rouleaux. Là où les dents sur le pignon de chaîne s'engrènent sur les maillons de la chaîne à rouleaux, les dents sur la courroie synchrone s'engagent dans les cavités du pignon. Les deux assurent un engagement positif et une fonction de synchronisation, ce que les courroies trapézoïdales ne font pas. Le développement de la capacité de la transmission par chaîne à rouleaux a atteint un point où les transmissions par courroie synchrone ont des capacités de charge similaires à celles d'une chaîne à rouleaux dans une enveloppe similaire.
Il y a plusieurs différences entre les courroies synchrones et les transmissions par chaîne à rouleaux. Les transmissions par courroie synchrone sont plus chères, mais affichent une durée de vie supérieure, multipliée généralement par trois, bien que cela peut varier selon l'application. Les transmissions par courroie n'ont pas besoin de lubrification, ce qui peut représenter un coût et se traduire par une contamination du produit en cours de traitement. Enfin, les nouveaux modèles de courroies synchrones sont conçus pour limiter l'étirement ou l'allongement, qui peut être une caractéristique du métal, au niveau de l'usure se produisant sur les chaînes à rouleaux.
Comparaison entre transmissions par courroie trapézoïdale et transmissions par courroie synchrone
Programme de sélection en ligne des transmissions par courroie TB Wood's
Le choix entre une transmission par courroie trapézoïdale ou une courroie synchrone est un autre défi à relever. Dans certaines applications, notamment les systèmes tels que transmissions de ventilateur ou de pompe où les charges sont importantes et les pics ne sont pas courants, il s'avère que les transmissions par courroie synchrone peuvent être plus efficaces que les transmissions par courroie trapézoïdale. L'engagement positif de la courroie dans le pignon et l'étirement inférieur des courroies synchrones peuvent se traduire par une transmission par courroie plus efficace. Ainsi, il convient de faire un choix entre une transmission par courroie synchrone plus chère mais plus efficace, et une courroie trapézoïdale moins onéreuse.
Comme à l'accoutumée, il est préférable de passer en revue ces aspects avec votre fournisseur de transmissions par courroie. Le personnel d'assistance et de vente est disponible pour cerner ces choix en fonction de votre situation personnelle et faciliter la compréhension des compromis que vous serez amené(e) à faire. La plupart des fournisseurs de transmissions par courroie ont des programmes de sélection en ligne simples à utiliser qui permettent de sélectionner et de comparer facilement les multiples solutions de transmissions par courroie.