Exercice — organes de transmission d’un convoyeur à rouleaux, dans l’esprit des sessions 2015–2024
Les rouleaux d’un convoyeur sont entraînés par une chaîne à rouleaux. Le moteur (1) entraîne la vis sans fin (4) d’un réducteur par l’intermédiaire d’un accouplement (2, 3, 5). La vis (4) engrène avec la roue (7), clavetée sur l’arbre de sortie (8). Le pignon à chaîne (9) n’est pas claveté sur l’arbre (8) : il est entraîné par un limiteur de couple (figure 1).
Nomenclature (extrait) : 1 moteur électrique ; 2 plateau à doigts, claveté sur l’arbre moteur ; 3 plateau à doigts, claveté sur la vis (4) ; 4 vis sans fin ; 5 tampon en caoutchouc (6), logé entre les doigts des plateaux ; 6 vis de pression (2), une sur chaque plateau ; 7 roue creuse ; 8 arbre de sortie ; 9 pignon à chaîne ; 10 moyeu à collerette ; 11 garniture de friction (2), collée sur chaque face du pignon (9) ; 12 plateau presseur, lié en rotation au moyeu (10) par cannelures, libre en translation ; 13 rondelle Belleville (3) ; 14 écrou de réglage ; 15 contre-écrou ; 16 clavette parallèle ; 17 bague en bronze.
- Accouplement (2, 3, 5).
- Indiquer son type en cochant la bonne réponse : accouplement rigide ☐ ; accouplement élastique ☐ ; joint de cardan ☐.
- Justifier ce choix par la pièce qui se déforme.
- Citer trois défauts qui peuvent être corrigés par cet accouplement.
- Répondre par « vrai » ou « faux » :
- cet accouplement exige un alignement parfait des deux arbres ;
- cet accouplement assure une transmission sécurisée (il protège le moteur si les rouleaux se bloquent) ;
- cet accouplement absorbe les vibrations et les à-coups du démarrage.
- Donner le rôle des vis de pression (6).
- Limiteur de couple (figure 1).
- En fonctionnement normal, donner dans l’ordre les repères des pièces par lesquelles le mouvement passe de l’arbre (8) au pignon (9). Quelles pièces créent l’effort presseur ?
- Un carton coince accidentellement les rouleaux, le moteur restant alimenté. Préciser l’état (tourne ou s’arrête) de l’arbre moteur (1), de l’arbre (8), du plateau (12) et du pignon (9).
- Entre quelles surfaces se produit alors le glissement ?
- Réglage du limiteur.
- Sur quelle pièce faut-il agir, et comment, pour augmenter le couple transmissible ?
- Compléter le graphe de réglage : « ……… (15) → ……… (14) → ……… (15) ».
- Que se passerait-il si l’on serrait l’écrou (14) exagérément ?
Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche
1.a Idée : en se référant à la nomenclature, on cherche une pièce déformable entre les deux plateaux. ☑ Accouplement élastique.
1.b Les tampons en caoutchouc (5), logés entre les doigts des plateaux (2) et (3), transmettent le couple en se déformant : c’est l’élément élastique.
2. Un défaut axial (écart des bouts d’arbre suivant l’axe), un défaut radial (axes parallèles mais décalés) et un défaut angulaire (axes légèrement inclinés l’un sur l’autre).
3. Idée : un accouplement élastique tolère et amortit, mais ne patine pas.
| Proposition | Réponse |
|---|---|
| alignement parfait exigé | faux |
| transmission sécurisée | faux |
| absorbe vibrations et à-coups | vrai |
Il tolère de petits défauts d’alignement (question 2). En cas de blocage, les tampons transmettent tout le couple sans glisser : la protection est assurée par le limiteur, pas par l’accouplement. Le caoutchouc, déformable, amortit les vibrations et les à-coups du démarrage.
4. Les vis de pression (6) arrêtent en translation chaque plateau sur son arbre ; le couple, lui, passe par les clavettes.
5.a Idée : suivre le couple pièce par pièce sur la figure 1, en repérant la seule liaison par adhérence. Arbre (8) → clavette (16) → moyeu (10) → collerette du moyeu (10) et plateau (12), lié au moyeu par cannelures → garnitures (11) → pignon (9). L’effort presseur est créé par les rondelles Belleville (13), comprimées par l’écrou (14) et appuyées sur le plateau (12).
5.b Arbre moteur (1) : tourne ; arbre (8) : tourne ; plateau (12) : tourne (il est lié au moyeu) ; pignon (9) : s’arrête (il est retenu par la chaîne et les rouleaux bloqués).
5.c Le glissement se produit sur les deux surfaces de friction : entre la garniture (11) de gauche et la collerette du moyeu (10), et entre la garniture (11) de droite et le plateau (12).
6.a Il faut serrer l’écrou (14) : les rondelles (13) sont plus comprimées, l’effort presseur augmente, donc le couple transmissible par adhérence augmente.
6.b Desserrer (15) → serrer (14) → serrer (15). Le contre-écrou (15) est desserré d’abord puis resserré contre l’écrou (14) : il bloque le réglage, que les vibrations ne peuvent plus modifier.
6.c Le limiteur ne patinerait plus lors d’un blocage : il perdrait sa fonction de sécurité, et le couple remonterait jusqu’à la roue (7), la vis (4) et le moteur (1), au risque de les détériorer.