Guide sur les accouplements à pneus : Sélection, avantages et applications industrielles

Une usine de ciment en Malaisie a eu un problème. Chaque fois que le broyeur à marteaux démarrait sous pleine charge, le coupleur d'entraînement subissait des chocs. Les coupleurs à mâchoires duraient six mois. Les coupleurs à engrenages supportaient le couple mais transmettaient trop de chocs aux roulements de la boîte de vitesses.

L'équipe de maintenance avait besoin de quelque chose qui pouvait absorber l'impact sans tomber en panne. Un coupleur à pneumatique s'est avéré être la solution.

Si vous avez à faire face à des charges de choc, à des décalages importants ou à des vibrations dans une transmission industrielle, cette conception peut être un meilleur choix que vous ne le pensez. Ce guide explique ce qu'est ce coupleur, comment il fonctionne et où il fonctionne le mieux. Vous apprendrez à choisir la bonne taille, quels matériaux sont importants et comment entretenir l'élément pour une longue durée de vie. Comprendre ces avantages des coupleurs à pneumatique vous aide à choisir un coupleur flexible à haut couple fiable pour les transmissions exigeantes.

Chez Hebei Suju, nous fabriquons des coupleurs flexibles pour les fabricants de machines, les usines de ciment, les exploitations minières et les projets OEM du monde entier. Cet article s'inspire des principes de sélection que nous utilisons tous les jours.

Qu'est-ce qu'un accouplement en pneumatique ?

Un accouplement en pneumatique est un connecteur de transmission flexible qui utilise un élément en caoutchouc ou en pneumatique synthétique entre deux moyeux métalliques. Il est serré ou boulonné sur les moyeux et transmet le couple par friction et compression. Étant donné que l'élément est élastique, il absorbe les chocs, amortit les vibrations et permet de compenser le décalage entre les arbres connectés.

Ces accouplements sont également appelés accouplements en pneu, selon l'orthographe régionale. Ils font partie de la famille plus large des types d'accouplements flexibles utilisés dans les groupes moto-pompes, les concasseurs, les convoyeurs et autres machines industrielles.

La conception est simple mais efficace. Deux moyeux à brides sont en regard l'un de l'autre. Un pneumatique flexible s'adapte sur les deux brides et est fixé par des plaques de serrage ou des boulons. Lorsqu'un couple est appliqué, le pneumatique se déforme légèrement et transmet la rotation tout en permettant aux arbres de se déplacer les uns par rapport aux autres.

Cette simplicité confère à ces accouplements certains avantages clairs. Il n'y a pas de roues dentées lubrifiées, pas de diaphragmes complexes et pas de contact métal sur métal sujet à l'usure. Lorsque l'élément est usé, vous pouvez généralement le remplacer sans déplacer les machines connectées.

Comment fonctionnent les accouplements à bandes de pneus

Le principe de fonctionnement est simple. Le couple entre par un moyeu, sollicite l'élément en cisaillement et en compression, puis ressort par le moyeu opposé. L'élasticité du caoutchouc réalise trois actions simultanément.

Tout d'abord, il amortit les charges de choc. Lorsqu'un concasseur mord dans une grosse pierre ou qu'un convoyeur démarre sous charge, la pointe de couple soudaine est absorbée par l'élément au lieu d'être transmise directement au moteur ou à la boîte de vitesses.

Deuxièmement, l'élément amortit les vibrations de torsion. Les moteurs alternatifs, les compresseurs à pistons et les concasseurs créent des variations cycliques de couple. Il réduit l'amplitude de ces vibrations avant qu'elles n'atteignent l'équipement entraîné.

Troisièmement, l'élément permet un mouvement limité entre les arbres. Ils peuvent mieux supporter les désalignements angulaires, radiaux et axiaux que de nombreux autres types d'accouplements. Cette capacité d'accouplement flexible à tolérer les désalignements les rend indulgents lorsque les arbres s'assiedent, se dilatent thermiquement ou ne sont pas parfaitement alignés lors de l'installation.

La quantité de désalignement que ce design peut gérer dépend du profil et de la taille du pneumatique. Les accouplements plus petits peuvent permettre un désalignement angulaire de 1 à 2 degrés, tandis que les designs industriels plus grands peuvent tolérer 3 à 4 degrés ou plus. Vérifiez toujours les valeurs nominales du fabricant pour votre taille spécifique.

Conseil pro : Cet accouplement gère le mieux le désalignement lorsque l'élément est en bon état. Un pneumatique fissuré ou durci perd sa flexibilité et transmet plus de vibrations à la transmission.

Types et options de design

Tous les accouplements de ce type ne sont pas les mêmes. Les principales variations proviennent du design du moyeu, du profil du pneumatique et de la méthode de serrage.

Accouplements F40 et série F

Ce sont des designs de style européen courants avec un moyeu à alésage conique et une plaque de serrage qui maintient le pneumatique. Ils sont largement utilisés dans les pompes, les compresseurs et les entraînements industriels généraux. L'alésage conique rend le montage du moyeu facile et sécurisé.

Designs FFX et à haut couple

Pour les charges plus lourdes, les designs à haut couple utilisent une section plus grande et un matériel de serrage plus solide. Ce sont des designs courants dans les concasseurs, les moulins et les convoyeurs miniers où le couple de pointe peut être plusieurs fois le couple de fonctionnement.

Profils de pneus de type T et coniques

Certains modèles utilisent un profil de pneu conique ou en forme de tonneau. La forme affecte la rigidité en torsion, la capacité de désalignement et la dissipation de chaleur. Les pneus coniques fonctionnent souvent plus frais à des vitesses plus élevées car la forme permet une meilleure circulation d'air.

Modèles de pneus divisés

Les modèles divisés permettent de remplacer l'élément sans retirer aucun moyeu de l'arbre. Cela est précieux dans les installations encombrées où déplacer le moteur ou la machine entraînée est coûteux ou chronophage.

Tailles personnalisées et non standard

Lorsqu'un accouplement standard du catalogue ne correspond pas à l'espacement des arbres, à la taille de l'alésage ou aux exigences de couple, un modèle personnalisé peut être nécessaire. Chez Hebei Suju, nous examinons les dessins des clients et produisons des accouplements personnalisés à partir d'un échantillon ou d'un dessin lorsque les tailles standard ne conviennent pas.

Composés de pneus courants

Matériaux des moyeux

La plupart des moyeux sont fabriqués en fonte ou en acier. La fonte est économique et absorbe une partie des vibrations. Les moyeux en acier sont utilisés pour des couples plus élevés et lorsque l'équilibrage précis est nécessaire.

Renforcement

Certains éléments comprennent un renforcement en tissu ou en corde pour augmenter la capacité de couple et éviter une croissance excessive à vitesse. Les pneus renforcés sont courants dans les accouplements industriels plus grands où les forces centrifuges sont importantes.

Chez Hebei Suju, nous pouvons vous conseiller sur le bon composé en fonction de votre environnement de fonctionnement. Si votre application implique de l'huile, de la chaleur ou une exposition extérieure, nous vous recommandons un matériau adapté aux conditions.

Critères de sélection pour ces accouplements

Choisir le bon accouplement nécessite plus que de simplement correspondre au diamètre de l'arbre. Vous ne pouvez pas sélectionner un accouplement uniquement en fonction de la taille de l'alésage. Voici les facteurs clés à prendre en compte.

1. Couple nominal et couple de pointe

Commencez par le couple de fonctionnement normal de l'entraînement. Ensuite, multipliez-le par un facteur de service qui prend en compte les chocs, les démarrages et les arrêts, ainsi que le fonctionnement en sens inverse. Un convoyeur fonctionnant en douceur pourrait utiliser un facteur de service de 1,5. Un concasseur de roche pourrait avoir besoin de 2,5 ou plus.

Le couple nominal du raccordement doit dépasser le couple ajusté. Si le couple de pointe au démarrage ou dû à un choc est connu, vérifiez-le également par rapport à la capacité maximale de couple du raccordement. À titre de référence, les normes et les méthodes d'essai des raccordements flexibles sont couvertes par les normes ISO pour les raccordements et les directives de l'AGMA.

2. Vitesse de fonctionnement

Ces raccordements ne sont généralement pas sélectionnés pour les applications à très haute vitesse. L'élément flexible peut chauffer à haute vitesse en raison de l'hystérésis. Pour des vitesses supérieures à 3 000 tr/min, consultez le fabricant et considérez si un raccordement à membrane ou à engrenages pourrait être plus approprié.

3. Désalignement des arbres

Mesurez ou estimez le désalignement angulaire, radial et axial entre les arbres. Ils tolèrent plus de désalignement que les raccordements à mâchoires ou à engrenages, mais chaque taille a une limite. Le fonctionnement au-delà du désalignement nominal raccourcit la durée de vie de l'élément et augmente les vibrations.

4. Conditions environnementales

La température, l'huile, l'ozone et la lumière du soleil affectent les composés de caoutchouc. Les pneumatiques en caoutchouc naturel standard fonctionnent bien dans de nombreux environnements industriels, mais des composés de nitrile ou de néoprène peuvent être nécessaires en cas d'exposition à l'huile, de températures élevées ou d'installations extérieures.

5. Facteur de service et cycle de fonctionnement

Les applications avec des démarrages, des arrêts et des inversions fréquents nécessitent un facteur de service plus élevé. Il en est de même pour les entraînements avec une inertie élevée ou des charges de choc. Soyez honnête concernant le cycle de fonctionnement lors du dimensionnement du coupling. Un coupling de taille insuffisante ne durera pas.

6. Espace d'installation et accès à l'entretien

Vérifiez le diamètre extérieur, la longueur totale et l'espace nécessaire pour le remplacement de l'élément. Si l'accès à l'entretien est limité, une conception de type pneumatique fendu peut économiser des heures lors des changements d'éléments.

Avez-vous besoin d'aide pour dimensionner un coupling? Envoyez-nous votre puissance du moteur, la vitesse, le désalignement et les détails de l'application, et nous vous recommandons un coupling approprié. Demandez un devis pour des tailles standard ou personnalisées.

Applications industrielles des couplings flexibles

Ces couplings flexibles sont utilisés là où l'absorption de chocs et la tolérance au désalignement sont plus importantes que le jeu nul ou la vitesse ultra-élevée. Voici les applications les plus courantes.

Broyeurs et moulins

Les concasseurs à mâchoires, les concasseurs à cône, les broyeurs à marteaux et les broyeurs à boulets créent de lourdes charges de choc. Il absorbe l'impact et protège le moteur et la boîte de vitesses. La grande capacité de couple des grandes unités les rend adaptées à ces entraînements lourds.

Convoyeurs

Les convoyeurs à bande, les convoyeurs à chaîne et les élévateurs à godets démarrent souvent sous charge et subissent des débits d'alimentation variables. Ils amortissent les démarrages et permettent de tolérer de petits désalignements qui se développent lorsque la structure s'affaisse ou se dilate.

Pompes et compresseurs

Les pompes centrifuges, les compresseurs à piston et les pompes à vide bénéficient de l'amortissement des vibrations qu'ils offrent. En tant que dispositif d'accouplement amortisseur de vibrations, une conception en pneumatique aide à protéger les roulements et les joints de la machine entraînée.

Ventilateurs et soufflantes

Les grands ventilateurs à grande inertie peuvent créer des pics de couple de démarrage. Il adoucit le démarrage et réduit le choc transmis au moteur.

Équipement minier et de cimenterie

Dans les mines et les usines de ciment, ces accouplements se trouvent sur les tamis, les alimenteurs, les concasseurs et les broyeurs. La combinaison d'absorption de choc, de tolérance au désalignement et de facilité d'entretien en fait un choix pratique dans des environnements difficiles.

Équipement maritime et mobile

Certaines propulsions marines et entraînements d'équipement mobile les utilisent car elles tolèrent les vibrations, les chocs et les décalages modérés. Des composés spéciaux peuvent être nécessaires pour l'eau de mer ou les températures extrêmes.

Meilleures pratiques d'installation et d'entretien

Un accouplement ne fonctionnera bien que s'il est installé et entretenu correctement. Suivez ces directives.

Aligner les arbres dans les limites nominales

Ces accouplements tolèrent les décalages, mais ne les éliminent pas. Alignez les arbres aussi précisément que possible lors de l'installation. Vérifiez l'alignement angulaire, radial et axial avec des indicateurs à cadran ou des outils d'alignement laser.

Vérifier le couple des boulons

Les boulons de serrage doivent être serrés conformément aux spécifications du fabricant. Un couple inégal peut déformer le pneumatique et causer un déséquilibre. Vérifiez à nouveau le couple des boulons après les premières heures de fonctionnement.

Inspecter régulièrement l'élément

Recherchez des fissures, un durcissement, des morceaux détachés ou une séparation. Ce sont des signes que l'élément vieillit ou est surchargé. Remplacez la partie en caoutchouc avant qu'elle ne tombe en panne complètement. Pour les entraînements critiques, incluez l'inspection de l'accouplement dans le planning d'entretien prévu.

Éloignez les contaminants

L'huile, les produits chimiques et la chaleur excessive accélèrent la dégradation du caoutchouc. Installez des protections si nécessaire pour protéger l'élément de l'exposition directe aux contaminants ou à la lumière UV.

Stockez des pneus de rechange

Pour les équipements critiques, conservez des éléments de rechange sur place. Le remplacement est généralement rapide, mais seulement si la pièce de rechange est disponible. Enregistrez le modèle de l'accouplement, la taille de l'élément et le composé pour commander le bon élément de rechange.

Pneu par rapport aux autres accouplements flexibles

Comment cet accouplement se compare-t-il aux autres accouplements flexibles courants ? La réponse dépend de ce qui compte le plus dans votre application.

C'est le meilleur choix lorsque l'amortissement des chocs et la capacité de désalignement important sont des priorités. Il est moins adapté aux applications à haute vitesse et de précision où les accouplements à diaphragme ou à engrenages sont excellents.

Pour les entraînements qui nécessitent un couple très élevé mais pas autant d'amortissement des chocs, un accouplement à engrenages pour machines lourdes peut être plus approprié. Pour les groupes moto - pompes légers, un accouplement à mâchoires est souvent plus simple et moins coûteux.

Erreurs courantes lors de l'utilisation d'accouplements à pneus

Même un bon accouplement peut tomber en panne prématurément s'il est mal utilisé. Évitez ces erreurs courantes.

• Dimensionnement insuffisant de l'accouplement : Ignorer le facteur de service ou le couple de pointe entraîne une défaillance prématurée de l'élément.

• Désalignement excessif : Fonctionner au - delà des limites angulaires ou radiales nominales provoque une usure inégale.

• Mauvais composé de caoutchouc : Utiliser un pneumatique en caoutchouc standard dans un environnement huileux ou à haute température raccourcit la durée de vie.

• Neglecting inspection: Tyres age and crack over time. Regular inspection catches problems before failure.

• Réutilisation de plaques de serrage endommagées : Des plaques de serrage pliées ou usées peuvent déformer un nouvel élément et causer des vibrations.

Si un accouplement tombe en panne à plusieurs reprises, cherchez au-delà de l'accouplement lui-même. La cause racine peut être un décalage, une surcharge, des vibrations ou l'exposition à l'environnement.

Quand choisir un accouplement à pneus

Vous devriez envisager cet accouplement lorsque votre application présente l'une ou plusieurs de ces caractéristiques :

• Charges de choc importantes ou pics de couple

• Décalage de l'arbre modéré à important

• Besoin d'amortissement des vibrations

• Charges alternatives ou pulsatoires

• Accès limité à l'entretien, rendant le remplacement de l'élément préférable au remplacement de l'accouplement

• Vitesse modérée, pas de transmission de précision à grande vitesse

Si votre entraînement est à grande vitesse, nécessite un jeu nul ou fonctionne continuellement à la limite de couple de l'accouplement, un autre type d'accouplement peut être plus approprié.

Avez-vous besoin d'une solution personnalisée ? Si l'écartement de vos arbres, la taille de l'alésage ou la demande de couple sort des plages standard, Hebei Suju peut fabriquer un accouplement personnalisé à partir de votre dessin.

Conclusion

Ce couplage à bande de caoutchouc offre un équilibre pratique entre l'absorption de chocs, la tolérance aux désalignements et la facilité d'entretien. Ce n'est pas le bon choix pour chaque transmission, mais il excelle dans les concasseurs, les convoyeurs, les pompes, les compresseurs et d'autres machines où les chocs et les vibrations font partie du fonctionnement normal.

Points clés à retenir :

• Cette conception utilise un élément flexible entre deux moyeux métalliques pour transmettre le couple.

• Il absorbe les chocs, amortit les vibrations et tolère les désalignements angulaires, radiaux et axiaux.

• La sélection doit prendre en compte le couple, la vitesse, le désalignement, l'environnement et le facteur de service.

• Une inspection régulière et un choix approprié de la composition du caoutchouc prolongent la durée de vie de l'élément.

• Pour les chocs élevés et les désalignements importants, il surpasse souvent les alternatives à mâchoires, à engrenages et à diaphragme.

Si vous sélectionnez un couplage pour une nouvelle conception ou remplacez un couplage usé sur un équipement existant, demandez un devis à Hebei Suju. Notre équipe d'ingénieurs peut vous recommander la bonne taille, le bon matériau et la bonne conception pour votre application.