16:02 Le choix d'un pignon inadapté peut entraîner un fonctionnement bruyant, un mauvais engrènement de la chaîne, une usure prématurée et des temps d'arrêt coûteux. Le problème provient souvent d'un léger décalage au niveau du pas, de l'alésage, du nombre de dents ou du type de moyeu. Connaître les principaux types de pignons permet de faire un choix beaucoup plus sûr et plus facile.
Le principal types de pignons comprend les modèles de moyeux de type A, B, C et D, ainsi que les versions à alésage lisse, à alésage fini, à douille conique, à démontage rapide (QD), à roue libre, à brin simple, à double brin et à triple brin. Le pignon de chaîne approprié doit être adapté au pas de la chaîne, à la taille des rouleaux, à l'alésage de l'arbre, au nombre de dents, à la charge, à la vitesse, au mode de montage et à l'environnement d'exploitation.
Quels sont les différents types de pignons ? Guide sur les pignons de chaînes industrielles
Un pignon est une roue dentée conçue pour s'engrener avec une chaîne. Contrairement à deux engrenages, deux pignons n'entrent généralement pas en contact direct l'un avec l'autre. Ce sont plutôt les dents du pignon qui s'engrènent avec les maillons de la chaîne et transmettent le mouvement rotatif d'un arbre à l'autre.
Un système d'entraînement par chaîne de base comprend :
Lorsque le moteur fait tourner le pignon d'entraînement, les dents de ce dernier entraînent la chaîne. La chaîne fait alors tourner le deuxième pignon. Ce système simple est largement utilisé pour la transmission de puissance, car il peut supporter un couple important, fonctionner sur une plage utile de distances entre les arbres et maintenir un rapport de vitesse fixe sans le glissement caractéristique de certaines transmissions par courroie.
La norme ASME B29.1 porte sur les chaînes à rouleaux de transmission de puissance de précision, leurs accessoires et les pignons correspondants, y compris les relations dimensionnelles importantes entre la chaîne à rouleaux et le profil des dents du pignon.
Si le pignon menant compte 15 dents et le pignon mené 45 dents :
Rapport de vitesse = nombre de dents du pignon mené ÷ nombre de dents du pignon menant
45 ÷ 15 = 3:1
L'arbre mené tournera à environ un tiers de la vitesse d'entrée, sans tenir compte des pertes.
C'est pourquoi le nombre de dents est important. Le pignon et la chaîne forment un système mécanique complet.
L'un des moyens les plus simples de classer les différents types de pignons consiste à se baser sur leur moyeu.
U.S. Tsubaki décrit quatre configurations principales associées aux modèles de pignons ANSI : le type A, le type B, le type C, ainsi qu'une disposition décalée de type C ou de type D.
| Type de pignon | Configuration du concentrateur | Avantage typique |
|---|---|---|
| Type A | Pas de moyeu saillant | Installation fine et compacte |
| Type B | Moyeu d'un seul côté | Fixation solide et commune de l'arbre |
| Type C | Moyeu des deux côtés | Un meilleur soutien pour les pignons de plus grande taille |
| Type D / Décalage C | Extensions de moyeu asymétriques | Exigences spécifiques relatives à la position de l'arbre |
Les pignons de type A sont essentiellement des pignons à plaque plate. Ils ne possèdent pas de moyeu saillant.
Cette conception permet de gagner de la place dans le sens axial et s'avère particulièrement adaptée lorsque le pignon doit être placé à proximité d'un autre composant de la machine. Une plaque de type A peut également être associée à un moyeu à souder séparé.
Les pignons de type B sont dotés d'un moyeu sur un côté. Il s'agit d'un type de pignon très courant, car le moyeu offre suffisamment de matière pour permettre la réalisation d'un alésage, d'une rainure de clavette et de vis de blocage, tout en conservant une largeur totale relativement compacte.
Le type B est largement utilisé dans le domaine des machines et de la transmission de puissance en général.
Les pignons de type C sont dotés de prolongements de moyeu des deux côtés.
La configuration à moyeu élargi peut offrir un meilleur maintien, notamment pour les pignons de grande taille, les applications à forte sollicitation ou les situations où un engagement plus profond est utile.
Les pignons de type D, parfois appelés pignons de type C décalés, sont dotés de moyeux des deux côtés, mais dont les longueurs diffèrent.
Cette disposition asymétrique s'avère utile lorsque la géométrie de l'équipement empêche la plaque de pignon de se positionner au centre du moyeu.
Ces quatre types de moyeux ne sont qu'un début. La conception de l'alésage, le nombre de rangées de maillons, le matériau et le mode de montage permettent de créer de nombreux autres types de pignons.
L'alésage du pignon est le trou central qui s'emboîte sur l'arbre. La configuration de l'alésage est l'une des spécifications d'achat les plus importantes.
Un pignon à alésage lisse est doté d'un alésage central simple, sans éléments spécifiques permettant son montage sur un arbre.
Le terme « pignons à alésage pilote » est souvent utilisé pour désigner les pignons fournis avec un petit alésage non fini, afin qu’un atelier d’usinage puisse l’agrandir et le finir pour l’adapter à l’arbre du client.
Cela offre une grande flexibilité pour les machines des équipementiers et les dimensions d'arbres atypiques.
Chez U.S. Tsubaki, les pignons à alésage lisse sont classés dans les catégories A, B ou C et ne font l'objet d'aucun usinage particulier pour les rainures de clavette ou les vis de blocage.
Les pignons à alésage fini sont usinés selon un diamètre d'arbre spécifique et comportent généralement les caractéristiques suivantes :
Ils permettent de réduire les travaux d'installation, car une grande partie de l'interface avec le puits est déjà réalisée.
L'alésage doit correspondre exactement à l'arbre. Un alésage trop grand peut entraîner un jeu et une usure par frottement. Un alésage trop petit ne permettra tout simplement pas un montage correct.
Pour les pièces de rechange, ne vous fiez pas uniquement au nombre de dents. Vérifiez la taille de la chaîne, le diamètre intérieur, la rainure de clavette, le type de moyeu et la disposition des arbres.
Quels sont les différents types de pignons ? Guide sur les pignons de chaînes industrielles
Les équipements industriels lourds nécessitent souvent un pignon pouvant être monté et démonté sans qu'il soit nécessaire de l'adapter de manière définitive à un arbre précis par usinage.
C'est là que les systèmes de bagues entrent en jeu.
Les pignons à douille conique sont équipés d'une douille conique entre l'arbre et le moyeu du pignon. Le serrage des vis rapproche les parties coniques l'une de l'autre et crée une fixation mécanique solide.
Parmi les avantages, on peut citer :
Les pignons et moyeux de type « TAPER-LOCK » constituent un exemple courant dans le secteur industriel. Tsubaki propose notamment des configurations « taper-lock », « QD » et « split-taper » parmi ses pignons pour chaînes à rouleaux.
Les pignons QD sont équipés de douilles à démontage rapide. Le système de douilles coniques permet au pignon de se fixer solidement sur un arbre et facilite également son démontage ultérieur.
Cela s'avère particulièrement utile dans les environnements industriels où le temps consacré à la maintenance est un facteur déterminant.
Une douille conique fendue assure également le serrage de l'arbre grâce à une interface conique. Selon sa conception, elle peut offrir un assemblage compact doté d'une grande capacité de maintien de l'arbre.
Ces systèmes s'avèrent utiles lorsqu'un même modèle de pignon industriel doit s'adapter à plusieurs diamètres d'arbre grâce à différentes douilles.
Remarque pratique : veillez à toujours vérifier la référence exacte de la douille, le diamètre de l'arbre, la rainure de clavette, l'alésage maximal admissible et le couple de serrage requis. Les systèmes coniques d'apparence similaire ne sont pas systématiquement interchangeables.
Une autre façon de classer les pignons industriels consiste à se baser sur le nombre et la disposition des brins de chaîne.
A pignon pour chaîne à rouleaux à brin unique comporte une rangée de dents pour une chaîne.
Il s'agit de la configuration la plus simple ; elle convient à de nombreuses machines dont les besoins en puissance sont modérés.
Un pignon double ou duplex comporte deux rangées de dents alignées, destinées à une chaîne à deux brins.
Cela permet d'augmenter la puissance et la capacité de charge sans avoir à recourir à une seule chaîne extrêmement grande.
Les pignons triples, également appelés pignons triplex, comportent trois rangées de dents et sont destinés à une chaîne à rouleaux à trois brins.
Ils sont utilisés lorsque l'on a besoin d'un couple ou d'une capacité de charge plus élevés.
Tsubaki souligne que les pignons à plusieurs brins sont couramment utilisés lorsque le couple et la puissance requis sont élevés.
| Configuration des pignons | Rangées en chaîne | Utilisation courante |
|---|---|---|
| Single | 1 | Machines en général |
| Double / Duplex | 2 | Puissance supérieure |
| Triple / Triplex | 3 | Transmission de puissance à usage intensif |
| À plusieurs brins | 2+ | Couple élevé |
| Double-simple | Disposition spéciale par paires | Deux parcours de chaîne indépendants |
Il ne faut pas confondre les pignons simples doubles avec les pignons à double rangée classiques.
Un pignon à double brin s'engrène avec une chaîne duplex. La conception « double-simple » est destinée à des parcours de chaîne à brin unique distincts dans des configurations spécialisées.
Les fabricants proposent des modèles « double-simple » dotés de configurations à douilles coniques pour les applications industrielles.
Il est important de choisir la bonne, car l'écartement entre les rangées de dents doit correspondre à celui du système de chaîne.
Un pignon d'entraînement reçoit la puissance d'un moteur, d'un réducteur, d'un arbre ou de toute autre source rotative. Il tire sur la chaîne et transmet le couple via le système de chaîne.
Un pignon de renvoi remplit une fonction différente.
Les pignons fous peuvent :
En règle générale, la poulie folle ne fournit pas la puissance d'entraînement principale.
Dans les catalogues industriels, les pignons fous sont répertoriés séparément des produits d'entraînement standard, car leur disposition des roulements, leur mode de montage et leurs conditions d'usure peuvent varier.
Parmi les autres pignons spécialisés, on peut citer :
Les pignons sont couramment utilisés avec de nombreux types de chaînes différents ; vous devez donc vous assurer que les normes de la chaîne et du pignon correspondent.
Un pignon arrière de moto, par exemple, fonctionne selon le même principe de base d'engrènement avec une chaîne de transmission, mais ses exigences de conception diffèrent de celles d'un pignon de convoyeur industriel ou d'un pignon minier.
Le choix du matériau a une incidence directe sur la résistance mécanique, la résistance à la corrosion, l'usure des dents, le coût et la durée de vie prévue.
Les pignons en acier sont largement utilisés car l'acier au carbone offre un bon équilibre entre :
En cas d'utilisation intensive, les dents peuvent faire l'objet d'un traitement thermique ou d'un durcissement par induction.
Les pignons en acier inoxydable sont utiles lorsque la résistance à la corrosion est un critère important, par exemple :
L'acier inoxydable peut coûter plus cher ; il convient donc de le choisir parce que l'environnement l'exige, plutôt que simplement parce qu'il donne une impression de plus grande qualité.
Les pignons de plus grande taille ou spécialisés peuvent être fabriqués en fonte, en acier allié ou dans d'autres matériaux techniques.
Tsubaki précise que les pignons industriels peuvent être fabriqués en acier au carbone, mais aussi à partir d'alliages spéciaux ou d'acier inoxydable, afin d'assurer une résistance à la corrosion et de répondre à des besoins industriels spécifiques.
Le durcissement des dents du pignon peut améliorer la résistance à l'usure dans les conditions suivantes :
Mais la dureté à elle seule ne suffit pas à remédier à un mauvais alignement ou à une lubrification insuffisante. Un pignon trempé utilisé avec une chaîne inadaptée peut tout de même tomber en panne prématurément.
Pour choisir le pignon adapté, il faut tenir compte à la fois des dimensions mécaniques et des conditions d'utilisation.
Commencez par la chaîne.
Le profil des dents du pignon doit correspondre :
La norme ASME B29.1 définit les relations dimensionnelles applicables aux chaînes à rouleaux de précision et aux pignons, y compris les profils des dents des pignons.
Ne partez pas du principe que deux chaînes présentant des dimensions de pas similaires sont entièrement interchangeables.
Le nombre de dents a une incidence sur :
Les pignons de très petite taille obligent la chaîne à effectuer un mouvement d'articulation selon un angle plus prononcé à chaque fois qu'elle s'engage dans les dents et en ressort. Cela peut accroître l'usure.
Fiche :
Vous aurez peut-être besoin de :
Le moyeu doit être adapté à la fois à l'arbre et aux équipements environnants.
Les ingénieurs doivent vérifier :
Parmi les différentes applications, on peut citer :
Cela permet de déterminer s'il convient d'utiliser de l'acier standard, de l'acier trempé, un matériau revêtu ou de l'acier inoxydable.
| Article | Ce qu'il faut vérifier |
|---|---|
| Chaîne | Norme, pas, dimensions des rouleaux, brins |
| Dents | Nombre de dents |
| Alésage | Diamètre de l'arbre |
| Rainure de clavette | Largeur et profondeur |
| Hub | Type A, B, C, D ou à douille |
| Vitesse | Régime d'entrée et de sortie |
| Charger | Couple et choc |
| Matériel | Acier au carbone, inox, alliage |
| Environnement | Poussière, humidité, produits chimiques, chaleur |
| Maintenance | Lubrification et accès |
| Alignement | Position de l'arbre et du pignon |
Le choix d'un pignon adapté renforce la fiabilité de l'ensemble du système de chaîne.
Quels sont les différents types de pignons ? Guide sur les pignons de chaînes industrielles
Un pignon neuf peut s'user rapidement s'il est monté avec une chaîne très usée.
À mesure que la chaîne à rouleaux s'use au niveau de ses axes et de ses douilles, son pas effectif s'allonge. La chaîne usée ne s'emboîte alors plus correctement entre les dents.
La charge commence à se concentrer sur un nombre plus restreint de zones, ce qui accélère à la fois l'usure de la chaîne et celle des pignons.
Parmi les causes courantes, on peut citer :
À surveiller :
Les technologies de pignons à surveillance de l'usure sont utilisées dans les secteurs minier, du ciment, des convoyeurs, du pétrole et du gaz, ainsi que dans d'autres applications industrielles exigeantes, ce qui montre à quel point il est important de pouvoir prévoir l'usure des dents pour planifier la maintenance.
En cas d'usure importante, le fait de ne remplacer que le pignon ou que la chaîne peut réduire la durée de vie du nouveau composant.
Pour les systèmes critiques composés d'une chaîne à rouleaux et d'un pignon, inspectez-les simultanément.
Les chaînes et pignons industriels sont présents partout où un équipement nécessite un mouvement mécanique précis ou une transmission de puissance.
Parmi les applications industrielles courantes, on peut citer :
U.S. Tsubaki identifie l'exploitation minière, la cimenterie, la manutention, les équipements de convoyage, le génie civil, l'agroalimentaire, le secteur pétrolier et gazier, la sylviculture et de nombreux autres marchés comme des domaines d'application courants pour les pignons.
Chaque secteur d'activité nécessite des systèmes de pignons adaptés.
Un convoyeur peut nécessiter un grand pignon de type industriel. Une machine d'emballage peut utiliser un pignon de chaîne de précision plus petit. Les équipements miniers peuvent nécessiter des dents trempées et des moyeux robustes. Les machines agroalimentaires peuvent nécessiter de l'acier inoxydable.
Il n'existe pas de “ meilleur ” pignon industriel en particulier.
La conception adaptée dépend de l'application.
Notre cœur de métier réside dans la fabrication de semi-remorques pour poids lourds, plutôt que dans la fabrication de véhicules en général. pignons pour chaînes industrielles en tant que catégorie de produits à part entière.
Cependant, la connaissance des pignons et des chaînes reste utile dans le domaine du transport lourd, car les remorques spécialisées, les équipements attelés, les systèmes de chargement, les caisses de convoyeurs, les accessoires de levage, les machines d'atelier et les équipements de soutien aux projets peuvent faire appel à des mécanismes à entraînement par chaîne.
En tant que fabricant professionnel de semi-remorques en Chine, nous concevons et exportons :
Parmi nos clients, nous comptons des propriétaires de flottes, des entreprises de logistique, des exploitants portuaires, des entrepreneurs en bâtiment, des sociétés minières, des exploitants de camions-citernes, des distributeurs, des concessionnaires et des acheteurs de projets internationaux.
Pour ces acheteurs, un petit composant peut avoir une incidence sur la fiabilité d'un système bien plus vaste.
C'est pourquoi les pièces de remorque et les interfaces mécaniques doivent être évaluées en fonction des critères suivants :
Si un pignon de chaîne fait partie d'un mécanisme auxiliaire sur une remorque sur mesure ou un véhicule de projet, notre équipe d'ingénieurs l'évalue dans le cadre du système global, plutôt que de le considérer comme un composant isolé.
Le prix a son importance, mais la précision des spécifications est encore plus importante.
Avant d'approuver un pignon de chaîne, demandez au fournisseur un schéma ou un cahier des charges précis.
Une fiche d'achat utile peut comporter les éléments suivants :
| Caractéristiques techniques | L'acheteur doit fournir |
|---|---|
| Norme relative aux chaînes | ANSI, ISO, BS ou autres |
| Numéro de chaîne | Série exacte |
| Pitch | Dimensions exactes |
| Dents | Nombre requis |
| Brins | Simple, double, triple |
| Alésage | Dimensions finies ou brutes |
| Rainure de clavette | Taille requise |
| Types de moyeux | A, B, C, D, QD, douille conique, etc. |
| Matériel | Acier au carbone, inox, alliage |
| Traitement thermique | Si nécessaire |
| Quantité | Commande d'essai ou de série |
| Application | Convoyeur, entraînement, machine, accessoire pour remorque |
| Environnement | Humide, poussiéreux, corrosif, à haute température |
Ne vous fiez jamais uniquement à une photo.
Deux pignons peuvent sembler presque identiques tout en présentant des différences au niveau du pas, de l'alésage, de la compatibilité des rouleaux ou des dimensions du moyeu.
Dans le cadre d'un projet OEM, il est bien plus prudent de s'en tenir aux plans et aux tolérances validées.
La même règle s'applique à la fabrication de semi-remorques. Avant la production, nous examinons le type de chargement, la charge utile, la configuration des essieux, la suspension, l'état des routes, la méthode de chargement, la réglementation locale et les exigences opérationnelles du client.
Cette approche axée sur l'ingénierie permet de réduire les problèmes après la livraison.
Imaginons qu'un entrepreneur du secteur minier passe commande de remorques d'appui et de pièces de rechange mécaniques.
L'acheteur demande tout d'abord des “ pignons à usage intensif ”. Cette description est trop vague.
À l'issue d'une analyse technique, les besoins réels sont identifiés :
La décision concernant l'approvisionnement apparaît désormais beaucoup plus clairement.
Le même principe s'applique à la configuration des semi-remorques : pour choisir le bon produit, il faut partir des conditions réelles d'exploitation, et pas seulement du nom du produit.
Les quatre configurations courantes de moyeu sont les types A, B, C et D. Le type A ne comporte pas de moyeu en saillie, le type B comporte un moyeu d'un seul côté, le type C comporte des moyeux des deux côtés, et le type D utilise une configuration à deux côtés décalés ou inégaux.
Le type B est une conception industrielle courante, car son moyeu à une seule face laisse suffisamment d'espace pour l'alésage de l'arbre, la rainure de clavette et le dispositif de blocage, tout en permettant au pignon de rester relativement compact.
Le type A ne comporte pas de moyeu en saillie. Le type B comporte un moyeu d'un seul côté. Le moyeu du type B offre davantage de matière pour l'usinage d'un alésage et la fixation du pignon sur l'arbre.
Les pignons à alésage sont classés en fonction de la manière dont l'alésage central s'adapte à l'arbre. Parmi les options courantes, on trouve les pignons à alésage lisse ou piloté, à alésage fini, à douille conique, à fixation rapide (QD) et à alésage conique fendu.
Choisissez un pignon adapté à la norme de la chaîne, au pas, au diamètre des rouleaux, à la largeur intérieure et au nombre de brins. Vous devez également vérifier le nombre de dents, l'alésage, le moyeu, la vitesse, le couple et l'environnement d'exploitation.
Si les deux sont très usés, il est souvent plus prudent de les remplacer en même temps. Une chaîne usée peut rapidement endommager un pignon neuf, tandis que les dents d'un pignon très usées peuvent accélérer l'usure d'une chaîne neuve.
Ce n'est pas le cas dans toutes les applications. L'acier inoxydable offre une meilleure résistance à la corrosion, tandis que l'acier au carbone est souvent plus économique pour une utilisation industrielle générale en milieu sec. Choisissez en fonction de la charge, de l'usure, de la corrosion, des exigences d'hygiène et du coût.
Ce sont tous deux des éléments rotatifs dentés, mais leur fonctionnement est différent. Les engrenages s'engrènent généralement directement avec d'autres engrenages. Un pignon s'engrène avec une chaîne plutôt que de s'engrener directement avec un autre pignon.
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