Guide Motion Control du GIMELEC - MinistÃ¨re de l'Ãducation ...

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3- L’entraînement 3-3- Les réducteurs Pour des rapports de réduction élevés, cette technologie permet des réducteurs particulièrement compacts. À titre d’exemple, un réducteur harmonique d’un rapport de 1/100 aura une vitesse de sortie de 20 tr/min pour 2000 tr/mm en entrée. Son couple nominal de sortie sera de 2270Nm et la surcharge possible de 9000 Nm. Les caractéristiques sont les suivantes : ■■diamètre 280 mm , ■■longueur 150 mm, ■■masse 42 kg, ■■rendement 70%. Pour obtenir le même rapport de réduction, avec des couples transmis identiques, un réducteur à vis aurait une masse de 330 kg. Ce réducteur trouve sa place dans des applications de robotique, de machines-outils, dans le domaine médical, l’aérospatial, le positionnement d’antennes..... Choix d’un réducteur. Les données indispensables sont : ■■le couple permanent, ■■le temps d’accélération et de décélération, ■■le couple de surcharge éventuel, ■■le cycle de fonctionnement, ■■la température ambiante, ■■le jeu acceptable, ■■la vitesse de rotation du moteur, ■■la vitesse de rotation de l’arbre de sortie du réducteur, ■■la position de montage, ■■les exigences de durée de vie des roulements, ■■l’ambiance (atmosphère corrosive, lavage sous pression....) ■■le type de sortie (axiale ou orthogonale), ■■la fixation (à bride, à pattes, pendulaire), ■■la sortie d’arbre (plein avec clavette, creux). La première étape consiste à examiner les exigences de précision de l’axe à équiper. En effet, en dépit de la précision de fabrication des engrenages, les réducteurs présentent tous un jeu angulaire, de l’ordre de quelques dizaines de minutes d’arc en construction standard. Le jeu acceptable, la place disponible, l’environnement (température en particulier), la position de montage, la contribution au refroidissement du réducteur par le bâti de la machine détermineront la technologie et l’exécution (jeu standard ou jeu réduit). Le bruit du réducteur peut être également un critère à prendre en compte. La deuxième étape est liée au fonctionnement de la machine. Les réducteurs sont toujours définis pour deux cycles de fonctionnement, le fonctionnement cyclique dit S5, et le fonctionnement continu dit S1. Le fonctionnement S5 correspond aux conditions générales de contrôle du mouvement (durée de fonctionnement
3- L’entraînement 3-3- Les réducteurs Le choix se fera sur les critères du cycle de fonctionnement et du nombre de démarrages par heure, ce qui permettra de choisir dans une gamme le réducteur le mieux adapté (lubrification, élévation de température). Il pourra être nécessaire de modifier le choix du réducteur en fonction des moteurs disponibles (vitesse de rotation, rapport d’inertie, couple maximum, couple nominal....) Versions disponibles Figure 21(a) Réducteur à arbres concentriques Les fabricants de réducteurs ne produisent pas tous des moteurs. Pour faciliter l’adaptation, la bride qui relie le réducteur au moteur est souvent amovible et spécifique au fournisseur du moteur. Les réducteurs sont disponibles en diverses versions qui permettent une parfaite intégration à la machine. On trouvera sur le marché des réducteurs à sorties concentriques, décalées ou à angle droit, permettant d’installer un servomoteur dans un encombrement réduit. La figure 21 (a et b) illustre deux offres classiques. Le tableau Figure 22 est un récapitulatif des réducteurs usuels. Les performances sont des valeurs minimales indicatives et les termes utilisés ne sont que qualitatifs. Figure 21(b) Réducteur à renvoi d’angle Type de Réducteur Variante Couple d’entée admissible Performances Encombrement Réversibilité Endurance mécanique Rapport de Jeu typique Rendement réduction typique Épicycloïdal Pignons/ roues dentées à arbres parallèles Coniques Vis un étage élevé 10/1 3 minutes d’arc étages multiples élevé 100/1 5 minutes d’arc un étage modéré 20/1 3 minutes d’arc étages multiples modéré 100/1 5 minutes d’arc modéré 10/1 5 minutes d’arc cylindrique modéré 100/1 3 minutes d’arc globique élevé 100/1 3 minutes d’arc
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Édition novembre 2012
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