Dans la vie, il y a des inséparables comme le yin et le yang, le jour et la nuit, Batman et Robin, pour n’en nommer que quelques-uns. Mais, parmi les choses qui viennent souvent en paire, il y a aussi le moteur électrique et son fidèle compagnon: le réducteur de vitesse.
Malheureusement, malgré son rôle crucial dans de nombreuses applications industrielles, le réducteur mécanique n’est pas très bien connu du public. C’est pourquoi nos experts en vente et en réparation de réducteurs de vitesse ont décidé de vous préparer ce petit guide portant sur cet équipement souvent appelé « gearbox ».
Dans les paragraphes qui suivent, vous trouverez une foule d’informations utiles à propos des réducteurs de vitesse mécaniques.
Réducteur de vitesse mécanique : Définition
Un réducteur de vitesse mécanique est un dispositif conçu pour convertir le couple et la vitesse d’un moteur électrique monté en amont, de manière à satisfaire les exigences d’entraînement d’une application.
L’adjectif mécanique souligne que ce type de réducteur utilise des composants mécaniques, tels que des engrenages, des vis sans fin, des courroies ou des chaînes, pour modifier la vitesse et le couple transmis au système final. En effet, contrairement aux réducteurs électroniques ou hydrauliques, les réducteurs mécaniques utilisent la physique des forces et des mouvements de rotation pour ajuster les paramètres de transmission, sans faire appel à l’électricité ni à l’hydraulique.
Le rôle du réducteur de vitesse
Comme son nom l’indique, le rôle principal du réducteur de vitesse est de réduire la vitesse de rotation provenant d’un moteur électrique. Mais, il joue aussi le rôle crucial d’augmenter le couple appliqué à la charge.
En d’autres mots, la fonction du réducteur mécanique est d’adapter la puissance d’un moteur aux besoins spécifiques d’une machine ou d’un équipement. Ainsi, il permet au moteur de fonctionner efficacement à des vitesses plus élevées, tout en assurant que la machine reliée fonctionne à une vitesse optimale et avec la force nécessaire pour exécuter son travail.
Le fonctionnement du réducteur de vitesse mécanique
Un réducteur de vitesse diminue la vitesse de rotation d’un moteur principalement grâce à des jeux d’engrenages de tailles différentes, d’où le nom anglais fréquemment utilisé de « gearbox ». Lorsqu’un pignon plus petit (entraîné par le moteur) engage un engrenage plus grand, chaque rotation complète du pignon entraîne une rotation partielle de l’engrenage plus grand, réduisant ainsi la vitesse de sortie par rapport à la vitesse d’entrée.
Le nombre de dents sur chaque engrenage joue aussi un rôle crucial dans ce processus : plus l’engrenage de sortie a de dents par rapport à l’engrenage d’entrée, plus la réduction de vitesse sera importante. Ce rapport de dents entre l’engrenage d’entrée et l’engrenage de sortie définit le rapport de réduction (ou rapport de vitesse, i), qui mesure combien de fois la vitesse est divisée.
En utilisant plusieurs trains d’engrenages successifs, un réducteur peut encore augmenter cette réduction et transférer le couple, mesuré en Newton mètres (Nm), en produisant une force de rotation accrue à la sortie. Cette augmentation du couple permet au réducteur de transmettre une puissance élevée, nécessaire pour entraîner des charges lourdes ou fournir un effort de rotation optimal pour diverses applications industrielles.
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Exemples d’applications des réducteurs mécaniques
Les exemples ci-dessous montrent la polyvalence des réducteurs de vitesse, qui peuvent s’adapter à des applications très diverses.
1 – Convoyeurs industriels
Dans les usines et les centres de distribution, ils régulent le déplacement des bandes transporteuses de manière à transporter des charges lourdes ou volumineuses en douceur.
2 – Treuils, grues et autres équipements de levage
Dans les systèmes de levage, ils contrôlent la vitesse de rotation pour soulever et abaisser des charges de manière précise et sécurisée, tout en augmentant la force de levage.
3 – Ascenseurs et escaliers roulants
Dans les ascenseurs et escaliers mobiles, ils assurent une vitesse contrôlée et un démarrage fluide, améliorant le confort et la sécurité pour les utilisateurs.
4 – Machines de traitement de la nourriture
Dans les équipements de transformation alimentaire (comme les broyeurs ou les mélangeurs industriels), ils permettent d’ajuster la vitesse et la force des lames pour hacher, mélanger ou pétrir efficacement, en fonction des besoins spécifiques des aliments.
5 – Imprimantes industrielles et presses
Dans le domaine de l’impression et des presses industrielles, ils assurent un mouvement contrôlé des rouleaux, garantissant un débit constant et une qualité d’impression homogène, tout en offrant un couple suffisant pour entraîner de grandes charges de papier.
6 – Pompes industrielles
Dans les systèmes de pompage industriels, notamment pour les liquides épais ou les produits chimiques, les réducteurs contrôlent la vitesse de pompage pour éviter les turbulences et ajuster le débit en fonction des besoins, tout en fournissant le couple nécessaire pour surmonter la résistance des fluides.
Les types de réducteurs de vitesse mécaniques
Il existe plusieurs types de réducteurs de vitesse mécaniques. Voici les principaux, accompagnés d’une brève présentation.
Réducteur à engrenages cylindriques
Ce type de réducteur utilise des engrenages droits ou hélicoïdaux pour transmettre le mouvement avec efficacité. Les engrenages droits sont simples et économiques, mais produisent plus de bruit à haute vitesse. Les engrenages hélicoïdaux, en revanche, sont plus silencieux et offrent une transmission plus douce, ce qui les rend adaptés aux applications industrielles de haute précision.
Réducteur à vis sans fin
Il est composé d’une vis sans fin qui s’accouple avec une roue hélicoïdale, permettant une réduction de vitesse importante dans un espace compact. Ce type de réducteur offre un autoblocage dans certains cas (le mouvement ne peut être inversé) et est souvent utilisé dans les applications nécessitant une sécurité supplémentaire, comme les élévateurs et certains équipements de manutention.
Réducteur planétaire
Dans un réducteur planétaire, plusieurs engrenages satellites tournent autour d’un pignon central (le soleil) à l’intérieur d’une couronne dentée. Ce système fournit une réduction élevée dans un format compact et est très robuste. Il est couramment utilisé dans les robots industriels, les outils électriques et les transmissions d’éoliennes.
Réducteur à arbres parallèles
Ces réducteurs sont constitués d’engrenages (souvent des engrenages droits ou hélicoïdaux) montés sur des arbres parallèles. Ils sont simples et polyvalents, et conviennent bien aux applications nécessitant une réduction modérée dans un espace étroit.
Réducteur à trains épicycloïdaux
Similaire au réducteur planétaire, il comprend plusieurs axes de rotation avec des engrenages concentriques. Ce type de réducteur est très compact et offre une grande capacité de réduction et de couple.
Réducteur conique
Utilisant des engrenages coniques pour changer la direction du mouvement de 90 degrés, les réducteurs coniques sont souvent utilisés dans les systèmes où les axes d’entrée et de sortie doivent être perpendiculaires, comme dans les convoyeurs et les machines-outils.
Réducteur cycloïdal
Ce réducteur utilise un disque cycloïdal pour réduire la vitesse et augmenter le couple. Il est particulièrement robuste et compact, avec un design qui répartit la charge sur plusieurs points de contact. On le trouve souvent dans les applications lourdes et de haute précision, comme les robots industriels.
Servoréducteur
Un servoréducteur est un type de réducteur de vitesse spécialement conçu pour être utilisé avec des servomoteurs afin d’améliorer les performances du système dans des tâches nécessitant une réponse rapide et un contrôle précis.
Classification des réducteurs selon l’orientation des axes d’entrée et de sortie
En plus de leur type, les réducteurs mécaniques peuvent aussi être classés en 4 catégories, selon l’orientation des axes d’entrée (axe moteur) et de sortie.
- L’axe moteur est déporté par rapport à l’axe de sortie
- L’axe moteur est dans l’axe de sortie
- L’axe moteur est perpendiculaire à l’axe de sortie
- L’axe moteur est parallèle à l’axe de sortie
Cette classification a une grande importance dans le choix du réducteur en fonction des besoins spécifiques de l’application, du montage, ainsi que de la compacité recherchée.
L’importance de l’entretien des réducteurs mécaniques
L’entretien et la maintenance des réducteurs de vitesse mécaniques sont cruciaux pour garantir une longue durée de vie et une efficacité optimale. Un entretien régulier, comprenant la vérification du lubrifiant, le contrôle des composants internes, la surveillance des températures et des vibrations, est indispensable pour prévenir les pannes et éviter des réparations coûteuses.
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