Qu’est-ce qu’un réducteur à vis sans fin ?
Un réducteur à vis sans fin est un réducteur qui utilise un engrenage à vis sans fin dans son mécanisme de réduction de vitesse.
Un réducteur de vitesse est un dispositif qui prend la sortie rotative d’un moteur (moteur électrique) ou d’un autre dispositif rotatif de production d’énergie comme entrée rotative. Il abaisse (réduit) ainsi sa vitesse de rotation pour augmenter son couple. Il existe plusieurs engrenages (roues dentées) qui composent un mécanisme de décélération. L’engrenage à vis sans fin est une combinaison d’une vis sans fin (arbre à vis sans fin) et d’une roue à vis sans fin.
Parmi les autres types d’engrenages, on peut citer les réducteurs combinant des engrenages droits, qui sont courants. Citons également les réducteurs à engrenages coniques et les réducteurs à engrenages d’angle constitués d’engrenages coniques avec des arbres à engrenages orthogonaux (engrenages coniques). Il existe aussi des réducteurs à engrenages planétaires qui combinent trois types d’engrenages droits (engrenages solaires, engrenages planétaires et engrenages internes).
Utilisations des réducteurs à vis sans fin
Les réducteurs à vis sans fin, comme les autres réducteurs, peuvent déplacer de gros objets avec peu de force. Ils sont donc incorporés dans les installations et les machines à des fins de transmission de puissance.
Ces réducteurs sont notamment utilisés dans les cas suivants :
- Les unités d’entraînement pour les presses et les laminoirs.
- Les unités entraînements de levage et d’abaissement pour les ascenseurs et les escaliers mécaniques à faible ainsi que moyenne vitesse.
- Les unités d’entraînement pour les convoyeurs.
Les réducteurs à vis sans fin sont utilisés dans une grande variété d’industries et d’utilisations. Ils restent toutefois particulièrement adaptés aux situations suivantes :
- Lorsque des limites de bruit sont exigées
Les réducteurs à vis sans fin sont utilisés dans des endroits où des restrictions sonores sont en place. Cela permet de tirer parti de leur faible niveau sonore, qui est l’une de leurs caractéristiques. - Lorsqu’un arrêt soudain est nécessaire
Le mécanisme autobloquant est utilisé dans les ascenseurs et les monte-charges lorsqu’un arrêt précis et instantané est nécessaire. - En cas de charge d’impact
Les engrenages à vis sans fin sont fabriqués dans des matériaux souples de faible altitude, tels que les alliages de cuivre, qui peuvent absorber une certaine quantité de chocs. Cette caractéristique est utilisée dans les concasseurs de roches, par exemple. - Lorsque l’espace est un problème
Les réducteurs à vis sans fin sont utilisés dans les convoyeurs, les équipements d’emballage et d’autres machines pouvant être installées dans un espace réduit et nécessitant un couple élevé.
Principe des réducteurs à vis sans fin
Les réducteurs à vis sans fin utilisent un mécanisme d’engrenage composé d’une vis sans fin (arbre à vis sans fin, axe à vis sans fin) et de deux types de roues à vis sans fin.
La vis sans fin est l’un des engrenages à vis. Lorsque la vis est mise en rotation, les dents filetées de celle-ci appuient celles de la roue, comme si on y enfonçait un coin. Cela entraîne la rotation de la roue à vis sans fin. Lorsque la vis sans fin (côté entrée) tourne d’un tour, la roue à vis sans fin (côté sortie) tourne d’une dent.
Une vis sans fin à deux dents signifie qu’une rotation de la vis fait tourner la roue à vis de deux dents.
Le rapport de réduction d’un engrenage à vis sans fin peut être calculé comme suit :
Le sens de rotation de l’engrenage à vis sans fin peut être bidirectionnel (par exemple, dans le sens des aiguilles d’une montre et dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, vu du côté de l’arbre d’entrée). Ceci peut être réalisé en sélectionnant le sens de rotation de la vis sans fin à droite ou à gauche. La même méthode de rotation de la vis peut être utilisée, mais le sens de rotation de la roue à vis est alors inversé.
Caractéristiques des réducteurs à vis sans fin
Les réducteurs à vis sans fin présentent six caractéristiques principales.
1. Le rapport de réduction élevé
Les engrenages à un étage (combinaison d’une vis sans fin et d’une roue à vis sans fin) permettent d’obtenir des rapports de réduction élevés de 1/60 et, dans des cas particuliers, de 1/120.
2. Les arbres rotatifs orthogonaux
Les directions axiales des arbres d’entrée et de sortie sont orthogonales. Cela signifie qu’il n’y a pas de direction coaxiale.
3. Le sens de rotation quelconque
Le sens de rotation de l’arbre de sortie relié à la roue à vis sans fin peut être modifié en sélectionnant le sens de torsion gauche ou droit de la vis.
4. La liberté de disposition des arbres
Les arbres d’entrée et de sortie peuvent être installés dans quatre directions, d’un côté ou des deux côtés.
5. L’effet autobloquant
Le côté de la vis sans fin (côté de l’arbre d’entrée) peut faire tourner le côté de la roue (côté de l’arbre de sortie). Cependant, le le côté de la roue à vis sans fin (côté de l’arbre de sortie) ne peut pas faire tourner le côté de la vis (côté de l’arbre d’entrée). C’est ce qu’on appelle l’effet autobloquant.
6. La faible vibration et le faible bruit
L’engrènement de la vis sans fin et de la roue assure un contact linéaire ainsi qu’un glissement plus importants. Cela permet de réduire le bruit et les vibrations par rapport aux transmissions par roulement telles que les engrenages droits ou les engrenages coniques.
L’un des inconvénients des réducteurs à vis sans fin est que les surfaces de contact des dents qui s’engrènent sont grandes et sujettes au grippage. Pour y remédier, la vis sans fin est fabriquée en alliage d’acier ou dans un autre matériau dur ayant subi un traitement thermique. La roue à vis sans fin est quant à elle fabriquée en alliage de cuivre, en fonte ou dans un autre matériau de faible dureté afin de réduire le coefficient de frottement.