Qu’est-ce qu’une manivelle ?
Une manivelle est un dispositif d’entrée permettant de générer mécaniquement une sortie rotative en faisant tourner une poignée à la main.
Il s’agit principalement d’un levier avec un trou à une extrémité comme sortie rotative et une poignée en forme de L comme entrée. La manivelle est désignée comme “une partie d’un axe ou d’un arbre courbe, ou d’un bras, claveté à angle droit à l’extrémité d’un arbre, pour qu’un mouvement circulaire soit donné à l’arbre ou reçu de celui-ci, ou pour qu’un mouvement alternatif soit converti en mouvement circulaire, ou vice versa”.
Utilisations des manivelles
Les manivelles sont utilisées dans une grande variété de situations et d’environnements où une action rotative est nécessaire. Parmi les exemples familiers, l’on peut citer les poignées rotatives pour les crics de voiture et les poignées pour l’ouverture et la fermeture des fenêtres et des persiennes. Elles peuvent également être utilisées dans les poignées des moulinets de canne à pêche.
Dans les secteurs industriels, elles sont souvent utilisées pour les opérations rotatives de secours en cas de défaillance d’un équipement électrique, tel qu’un moteur électrique. Elles sont utilisées pour l’ouverture et la fermeture des vannes, les opérations manuelles de rotation des moteurs électriques, des réducteurs, etc. et pour le positionnement des machines-outils telles que les tours.
Principe de la manivelle
Une manivelle est un élément mécanique qui sert de dispositif d’entrée mécanique pour les mouvements rotatifs manuels. Dans ce cas, une manivelle désigne un mécanisme composé d’un levier ou d’un élément similaire reliant un arbre rotatif et un arbre décentré. Une manivelle désigne également une poignée permettant d’actionner le dispositif.
Les dispositifs d’entrée permettant de générer une sortie rotative en saisissant et en faisant tourner une poignée (manche) avec la main sont collectivement appelés “manivelles”. La rotation peut être générée avec moins de force, en raison de la longueur du levier, que par la rotation directe d’un arbre ou d’un dispositif similaire. Lors de la rotation d’une manivelle, plus le point d’application de la force (poignée) est éloigné du centre de rotation, moins la force nécessaire est importante.
La force nécessaire pour faire tourner un arbre, par exemple, est appelée “couple” et est définie par la formule suivante :
Couple T (N-m) = Force tangentielle F (N) *1 x rayon de rotation R (m) *2
- 1. Force pour faire tourner la poignée
- 2. Longueur du levier (distance entre le centre de la poignée et le trou du levier)
Plus le levier est long, plus la force de rotation peut être générée avec une force moindre. Cependant, plus le levier est long, plus il est difficile d’augmenter la vitesse de rotation. Par conséquent, il convient de choisir un levier long lorsqu’une faible vitesse de rotation est requise avec un couple important, et un levier court lorsqu’une vitesse de rotation élevée est requise avec un couple faible.
Types de manivelles
Il existe plusieurs types de manivelles, en fonction du matériau, de la forme et de l’alésage du levier/de la poignée.
- Matériau du levier/de la poignée fonte, acier au carbone, acier inoxydable, alliage d’aluminium, résine.
- Forme du levier droit, décalé.
- Montage de la poignée fixe, rotative, rotative rétractable.
- Forme du trou du levier trou rond, trou carré.
- Autres fixation de l’arbre à cliquet, poids d’équilibrage sur le côté opposé de la manivelle.
Choix de la manivelle
La manivelle doit être sélectionnée en tenant compte de l’environnement et de l’espace de travail, comme suit.
- Sélectionnez un trou rond ou carré en fonction de la forme de l’arbre de la manivelle et de l’appareil sur lequel elle doit être montée.
- Choisir les dimensions de l’arbre et du trou de levier de la manivelle et du dispositif sur lequel elle doit être montée.
- Si la force requise pour l’opération est élevée, choisissez un levier plus long.
- De même, si la force requise pour l’opération est élevée, choisissez un matériau très résistant, par exemple de l’acier au carbone ou de l’acier inoxydable.
- Si la manivelle est trop proche de l’appareil auquel elle est fixée et ne peut être actionnée en raison de l’interférence de pièces, etc.
- Si la manivelle est gênante lorsqu’elle n’est pas utilisée, choisir une manivelle rotative ou une manivelle de rangement rotative.
- Choisissez un matériau de levier métallique et résistant aux intempéries, en particulier s’il est exposé à des températures élevées, à l’humidité et à un ensoleillement constant.
- Choisissez une poignée à cliquet si, par exemple, il n’y a pas d’espace de travail pour une rotation à 360°.
- Choisissez une poignée équilibrée, par exemple pour le positionnement sur des tours et d’autres machines-outils avec un nombre élevé de tours.