be_ue2_f222 or_be_iut gmp_toulon var orquera@univ-tln.fr 1/43 la liaison glissiere

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OR_BE_IUT GMP_TOULON VARorquera@univ-tln.fr

LA LIAISON GLISSIERE

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FPRéaliser une liaison glissière entre 2 pièces

FT1Positionner deux pièces entre elles

FT2Permettre un mouvement relatif de translation suivant un axe

FT3Transmettre les efforts

I.Problématique1) Quelles sont les Fonctions?

Glissière : C’est le guide

…/…

Coulisseau : C’est la pièce qui translate

Poly p 3/17

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2) Critères de choix (Fonctions contraintes)– Intensité de l’effort transmissible – Nature de l’effort transmissible (axial, radial, combiné) – Durée de vie– Précision du guidage– Fréquence, vitesse et accélération de translation– Encombrement– Prix– S’adapter aux conditions de fonctionnement (à coup, vibrations…)– Résistance au mouvement– …

…/…

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I.Les solutions1) Solutions sans éléments roulants

a) Forme cylindrique simple

Vis à téton 30 H7/g6

Ou H8/f7

…/…

Arrêter la rotation de l’alésage % à

l’arbre

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Clavette

30 H7/g6

Ou H8/f7

…/…

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Cannelures

Mais aussi:

Méplat , vis sans tête, vis à bout plat …

Ajustement:

30 H7/g6

Ou H8/f7

…/…

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Phénomène d’arc-boutement

£Fmain/1

Tiroir

Commode

Vue de dessus

Poly p 4/17

…/…

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£Fmain/1

Tiroir

Commode

Vue de dessus

BLOCAGE

…/…

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Paramètres influents:• le jeu, • le coefficient de frottement, • le rapport entre L (longueur de

guidage) et d (diamètre ou épaisseur).

Pour éviter ce phénomène il faut • L>2.d, • diminuer le coefficient de frottement

en choisissant un couple de matériaux adéquat et en lubrifiant,

• diminuer au maximum le jeu.

Tiroir 1

Commode 0

£FM0/1

£Fmain/1

£FN0/1

…/…

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Critères d’utilisation

1) guidage court (faible course) et vitesse de translation faible

2) Transmet des efforts faibles (ergots, clavette) à élever (cannelures)

3) Solution économique4) précision de guidage faible

(ajustement H7g6 ou H8f7 ou H8e9)5) Résistance au mouvement élevé6) Risque d’arc-boutement

…/…

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b) Forme cylindrique double

Ajustement:

30 H8/e9

Ou H8/f7

2 pivots glissants

Hyperstatique •H=Is+mi+ms-Es•H=(4+4)+0+1-6(2-1)=3

3 Conditions géométriques :•2 Parallélismes entre les 2 cylindres•Entraxe constant e

Contraintes de conception:

•Parallélisme

•Jeu serré sur l’entraxe e (ou liberté possible)

•Ajustement sur l’alésage et l’arbre avec jeu

•Cylindricité des colonnes

•L/d>2 pour l’arc-boutement

…/…

Poly p 5/17

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1) Préconisé pour les guidages courts (faible course)

2) Supporte des vitesses de translation assez élevées

3) C'est une solution coûteuse4) L'usinage précis induit une précision

de guidage précise5) Risque d’arc-boutement

…/…

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c) Forme Complémentaires Prismatiques Poly p 6/17

…/…

Rainure en Té

Queue d'aronde

Coulisseau carré

Triangulaire et appui plan

Rectangulaire et appui plan

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Exemple: Réglage de l’inclinaison d’un volant

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Rattrapage de jeu

…/…

•Beaucoup de frottement

=> Usure

•Nécessité de rattraper le jeu d’usure

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ConceptionL

30 H7-g6

40 H7-g6 J

…/…

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Conception améliorée

…/…

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1) Préconisé pour les guidages courts et longs 2) Supporte des vitesses de translations élevées3) Peut transmettre des efforts de supports

perpendiculaires au coulisseau, de directions quelconques et d'intensité élevée

4) Solution assez coûteuse5) Beaucoup de résistance au mouvement6) Très bonne stabilité7) Peu de risque d’arc-boutement (sauf pour le

guidage carré)

…/…

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2) Solution avec éléments roulantsa) Douille à billes pour forme

cylindrique simple

Poly p 7/17

…/…

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1) Préconisé pour les guidages longs (course > 4 * longueur de la douille)

2) Supporte des vitesses de translation très élevées3) Peut transmettre des efforts de support

quelconque mais d'intensité faible4) C'est une solution assez coûteuse5) Très faible résistance au mouvement et très bon

rendement6) Bonne stabilité7) Pas de risque d’arc-boutement.

…/…

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b) Douille à billes pour forme cylindrique doublePoly p 9/17

…/…

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1) Préconisé pour les guidages longs (course > 4 * longueur de la douille)

2) Supporte des vitesses de translation très élevées3) Peut transmettre des efforts de support

quelconque et d'intensité assez élevée4) C'est une solution assez coûteuse5) Très faible résistance au mouvement et très bon

rendement6) Très bonne stabilité et précision7) Pas de risque d’arc-boutement.

…/…

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b) Les Rails • A billes Poly p 11/17

…/…

Sans recirculation de billes Avec recirculation de billes

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• A Rouleaux

…/…

Sans recirculation de rouleaux

Avec recirculation de rouleaux

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• A Aiguilles

…/…

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• Sur PATINS (billes, rouleaux ou aiguilles)

…/…

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…/…

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Poly p 12/17• Sur rails avec des galets

…/…

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• Sur rails par douille à billes cubique

…/…

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Conception1) Guidage

maintenu

…/…

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1) Guidage en appui libre

…/…

S’assurer qu’il n’y a aucun risque de basculement !

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En règle générale1) Rigidité et absence de jeu, très bonne précision2) Très faible coefficient de frottement3) Supporte des charges assez élevées à très élevées4) Supporte des accélérations et vitesses très élevées 5) Suivant les mécanismes et le type de conception,

les directions des charges peuvent être quelconques

6) Pas d'arc-boutement.7) Coût élevéEn particulier : voir les remarques sur chacune des

solutions.

Critères d’utilisation Poly p 13/17

…/…

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III. Etudes des pressions de contact

Aspérités:

•La transmission des efforts se fait par les surfaces de contact => Bien les dimensionner en BE

•Surface nominale

•Surface réelle

Poly p 15/17

…/…

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•Modélisation des surfaces nominales

•Pressions de contactPc=Force/Surface => +S diminue, +Pc augmentePour un même diamètre un contact bille sur plan aura une Pc supérieure à un contact cylindre sur plan

Pc<Padm par le matériau sinon écrouissage, ou écaillage…

Type de contact Modélisation

…/…

Sphère

Cylindre

Vue de Dessus

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Écrouissage

Modification du matériaux lorsque sa déformation (due à des contraintes trop élevées) dépasse sa limite élastique

…/…

Fbille/plan

wRésistance au mouvement

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Écaillage

Fatigue locale du matériaux passant de sa forme initiale à sa déformation élastique.

Localement cette partie de détache.

…/…

Fbille/plan

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IV. Dimensionnement des éléments roulants

1) Durée de vie nominale L10

• Fin de vie : Apparition de l’écaillage ou de l’écrouissage

• 10% des éléments roulants ne sont pas maîtrisésIls dépassent ou n’atteignent pas L10

• L10 est en 105 mètres

…/…

Poly p 16/17

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L10= [C/P]n en 105 mètres

L10h = [C/P]n.833/(nosc.H) en heures

H : Longueur de la course (m)

nosc : Nombre d'allers retours par minutes (c/min)

Charge équivalente P (N) :Charge Radiale équivalente qui, exercée sur le

roulement du guidage linéaire, donnerai la même durée de vie que celle obtenue par la charge

combinée (Fa+Fr).

Pour les billes : n=3Pour les rouleaux et aiguilles : n=10/3

Charge dynamique C (N) :Donnée constructeur

C permet d’atteindre 100 Km

…/…

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2)Application

Soit un axe de manipulateur guidé sur 2 patins à billes LWH15-C.

Le nombre d'aller retour est de 6 par minutes sur une course de 1 mètre.

La charge équivalente est de 800daN.

Déterminez la durée de vie d'un guidage par mètres puis par heures.

…/…

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L10= [C/P]n en 105 mètres

C=9320 N donnée constructeurP=800daNBilles : n=3

En mètre:L10= [9320/800]3 C’EST FAUX!!!!!

Il y a 2 patins et il faut convertir en NewtonL10= [9320/4000]3

L10=12,6.105m

…/…

Poly p 17/17

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En heures:L10h = [9320/4000]3.833/(6.1)L10h =1756h

Si la glissière travail environ 5 heures 5 jours/7, combien de jours durera-t-elle? 5heures*5jours=25heures/semaineL10jours= L10h/25 =1756/25 = 70 semaines1 année comporte environ 47 semaines, Lannée=70/47=1,5 ans

La glissière a une durée de vie d’un peu plus de 1 an ce qui est faible. Il faudra une glissière d’une plus grande charge dynamique pour admettre la charge de 4000N.La LWH25-C durera 5 ans.

L10h = [C/P]n.833/(nosc.H) en heures

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MERCI POUR VOTRE ATTENTION

AVEZ-VOUS DES QUESTIONS ?

Prenez la Fiche Synthèse!

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