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Explications techniques des applications de puissance

Applications de puissance

On emploie le terme applications de puissance pour définir la transmission du mouvement d’une poulie motrice à une ou plusieurs poulies réceptrices.

Conception Générale

Vous projetez de faire une transmission de puissance simple, sans contrainte particulière,

Ou, au contraire, vous cherchez à réaliser une transmission complexe :

– avec charge dynamique élevée,

– demandant une précision de positionnement angulaire sans jeu.

Dans tous les cas, BINDER magnetic saura vous proposer une gamme complète de courroies de transmission de puissance.

 

Nos courroies permettent de réaliser des transmissions de puissance :

à faible entraxe,

pour de grandes longueurs jusqu’à 22 mètres,

pour la rotation de plusieurs axes,

à inversion de sens,

à vitesse élevée et faible couple,

à couple très élevé et faible vitesse,

à jeu nul.

Il est important de bien connaître les caractéristiques mécaniques de votre installation et du moteur afin de faire la bonne détermination. Chaque courroie à ses spécificités qui peuvent avoir une influence sur le bon fonctionnement de l’ensemble.

Vous avez à votre disposition un très large choix de courroies :

à base de polyuréthanne : courroies Brecoflex®, Brecoflexmove®, Synchroflex®, CONTI® Synchrochain

à base de polychloroprène : courroies CONTI® Synchroforce et CONTI® Synchrotwin.

 

Les applications sont multiples :

machines industrielles,

machines d’emballage,

robotique,

machines d’injection,

machines agricoles…

 

1 / Données techniques

1.1 Cinématique et symboles

Ze : nombre de dents en prise sur la petite poulie. Pour le calcul :

6 maxi pour courroie CONTI® Synchroforce CXA CXP et CONTI® Synchrochain.

12 maxi pour les courroies Synchroflex® et Brecoflex®.

16 maxi pour les courroies Synchroflex® GEN III.

1.2 Puissance ou couple à transmettre

 

1.3 Facteurs de service

Différents facteurs sont à prendre en compte pour la détermination suivant le type de courroie sélectionné.

Facteur d’engrènement : c1

(uniquement valable pour les courroies CONTI® Synchroforce et CONTI® Synchrochain)

Nombre de dents en prise

Facteur d’engrènement c1

3

0,4

4

0,6

5

0,8

≥ 6

1,0

 

Facteur de charge : c2

Récepteurs

Moteur électrique

Mmax < 1,5 Mn

Turbines moteur expl 8 cyl. Cœf c2

Moteur électrique

1,5 Mn < Mmax < 2,5 Mn

Turbines moteur expl
4 – 6 cyl. Cœf c
2

Moteur électrique

Mmax > 2,5 Mn

Mn turbines moteur hydraulique
mot. < 4 cyl. Cœf c
2

Petites masses à accélérer,
marche régulière

1 à 1,2

1,3 à 1,5

1,6 à 1,8

Masses à accélérer moyennes marche régulière

1,3 à 1,5

1,6 à 1,8

1,9 à 2,2

Masses à accélérer moyennes et chocs importants

1,6 à 1,8

1,9 à 2,2

2,3 à 2,8

Masses à accélérer et chocs importants

1,9 à 2,2

2,3 à 2,8

2,9 à 3,3

Masses à accélérer et chocs très importants

2,3 à 2,8

2,9 à 3,3

3,4 à 5

 

Facteur multiplicateur : c3

Pour une transmission multiplicatrice prendre un facteur de service selon le tableau ci-dessous.

Rapport multiplicateur

Facteur multiplicateur c3

De 1 à 1,5

0,1

De 1,5 à 2,5

0,2

2,5 et plus

0,3

 

Facteur de fatigue : c4

(uniquement valable pour les courroies CONTI® Synchroforce et CONTI® Synchrochain)

Le facteur de fatigue prend en compte la durée d’exploitation pour garantir une durée de fonctionnement.

Durée et type de fonctionnement

Facteur de fatigue c4

Durée quotidienne 10-16 h

+0,2

Durée quotidienne > 16h

+0,4

Contreflexion additionnelle
(par ex. avec galets tendeurs)

+0,2

Fonctionnement intermittent

-0,2

 

Facteur d’allongement : c5

(uniquement valable pour les courroies CONTI® Synchroforce et CONTI® Synchrochain)

Le facteur d’allongement permet de maintenir la synchronisation en augmentant la raideur.

Facteur de longueur c5

Courroie 3M

Longueur courroie L (mm)

< 191

191-260

261-400

401-600

> 600

 

c5

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

 

Courroie 5M

Longueur courroie L (mm)

< 441

441-500

501-800

801-1100

> 1100

 

c5

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

 

Courroie 8M

Longueur courroie L (mm)

< 640

640-959

960-1249

1280-1799

> 1799

 

c5

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

 

Courroie 14M

Longueur courroie L (mm)

< 1400

1400-1777

1778-2099

2100-2589

2590-3499

> 3499

c5

0,8

0,9

0,95

1,0

1,05

1,1

 

Facteur de largeur : c6

(uniquement valable pour les courroies CONTI® Synchroforce et CONTI® Synchrochain)

Les valeurs de puissances PN sont données pour une largeur de courroie bien définie. Le facteur de largeur c6 doit être appliqué à PN de référence pour obtenir la puissance transmissible pour une largeur de courroie inférieure ou supérieure.

 

Facteur de service total : c0

La puissance à transmettre P doit être corrigée en fonction des types de moteurs et de récepteurs, des conditions de fonctionnement et du rapport de transmission si il est multiplicateur :

 

– Pour les courroies Synchroflex® et Brecoflex®

 

– Pour les courroies CONTI® Synchroforce et CONTI® Synchrochain

 

1.4 Détermination de la force de prétension

La force de prétension par brin est fonction de la force tangentielle à transmettre et du nombre de dents de la courroie, selon le type de montage.

Configuration de l´entraînement

Force de prétension par brin

Entraînement à deux axes ZB < 60

Fpt = 1/3 Ft

Entraînement à deux axes 60 < ZB < 150

Fpt = 1/2 Ft

Entraînement à deux axes ZB > 150

Fpt = 2/3 Ft

Entraînement multiaxe L brin tendu = L brin mou

Fpt = Ft

Entraînement multiaxe L brin tendu > L brin mou

Fpt > Ft

ZB : nombre de dents de la courroie.

L : Longueur de la courroie (en mm)

 

1.5 Force admissible par l’armature

En dynamique, un transfert de charge se fait du brin mou vers le brin tendu ce qui donne une force composée. La force du brin tendu ne doit pas être supérieure à la force nominale transmissible.

Fbt : Force dans le brin tendu.

Pour les freinages d’urgence il est impératif de tenir compte du couple de pointe du frein.

 

1.6 Détermination de la longueur de courroie “L”  et de l’entraxe “a”

Pour une transmission simple de deux poulies ayant un rapport 1/1

Pour une transmission simple de deux poulies (réducteur ou multiplicateur)

 

Pour un rapport supérieur à 5 nous consulter.

 

Pour une transmission à axes multiples nous consulter avec un croquis fixant les coordonnées x-y des axes et la limite de leurs variations possibles. Nos techniciens calculeront la longueur précise de la courroie grâce à notre logiciel.

 

2 / Méthode de détermination :  Brecoflex® et Synchroflex®

2.1 Puissance ou couple à transmettre

La courroie dentée transmet une puissance P (kW) ou plus exactement un couple M (Nm) par les dents en prise Ze sur la petite poulie de diamètre dK1 (mm) tournant à une vitesse n1 (tr/min). Chaque dent en prise est capable de transmettre un effort maxi de FT/Z. Pour définir une courroie, il faut donc connaître l’effort tangentiel FT (N) qui s’appliquera aux dents en prise Ze et aux câbles d’armature.

Nota : pour la simplicité du calcul nous assimilons dK à dO.

 

 

2.2 Détermination de la largeur de la courroie

En fonction de la puissance à transmettre on choisit le pas dans le tableau ci-après puis on détermine le nombre de dents en prise Ze sur la plus petite poulie dk1.

Nota : Ze peut également se déterminer graphiquement

Attention, pour le calcul :

  • Courroies CONTI® SYNCHROCHAIN et CONTI® SYNCHROFORCE : 6 dents maximum
  • Courroies BRECOFLEX® et SYNCHROFLEX® : 12 dents maximum
  • Courroies Synchroflex® GEN III : 16 dents maximum

On détermine la largeur de la courroie b avec la formule ci-dessous en relevant sur les abaques de la page correspondante au profil choisi, la valeur FT/Z.

2.3 Guide rapide de choix de profils

P max (kW)

FN* (N) pour 10 mm de largeur de courroie

Vmax (m/s)

n vitesse de rotation
(t/min)

Type de courroie

Lien

≤ 0,5

≤ 117

80

20 000

T2,5

 

≤ 5

≤ 380

80

20 000

AT3

 

≤ 6

≤ 599

80

20 000

AT3 GEN III

 

≤ 15

≤ 700

60

10 000

AT5

 

≤ 18

≤ 787

60

10 000

AT5 GEN III

 

≤ 70

≤ 1600

70

10 000

AT10

 

≤ 70

≤ 1600

70

10 000

BAT10, BATK10, SFAT10

 

≤ 87

≤ 2000

87

10 000

AT10 GEN III

 

≤ 100

≤ 1600

60

10 000

ATP10

 

≤ 135

≤ 2120

48

8 000

SFAT15

 

≤140

≤ 2160

48

8 000

BATK15

 

≤ 150

≤ 2200

60

10 000

ATP10 GEN III

 

≤ 160

≤ 2800

50

10 000

ATP15 GEN III

 

≤ 200

≤ 2400

50

10 000

ATP15

 

≤ 200

≤ 2600

60

10 000

ATS15

 

≤ 200

≤ 2120

40

6 500

SFAT20

 

≤ 200

≤ 2120

40

6 500

AT20

 

≤ 250

≤ 2880

40

6 500

AT20 GEN III

 

 

2.4 Exemple de détermination courroie polyuréthanne (PU)

Soit une puissance à transmettre de maximum 6 kW à la vitesse de 5 600 tr/min avec un rapport réducteur de 28/35 entre un moteur électrique courant continu et une centrifugeuse. L’entraxe est de 150 mm ± 10 mm. Quelle largeur et longueur de courroie choisir ?

 

Détermination du facteur de service :

Facteur de charge c2 :

Petites masses à accélérer et marche régulière : c2 = 1,0

Facteur d’accélération : c3

c3 = 0

ce qui donne un facteur de marche c0 : c0 = 1

  • Transmission de puissance : donc Brecoflex® ou Synchroflex® (courroie non jonctionnée)
  • Diamètre de la petite poulie dk1 de 28 dents = 43,35 mm
  • Nombre de dents en prise sur dk1 :

  • Force transmissible par dent : *valeur à extraire des courbes, dans notre cas nous avons 22 N/10 mm

  • Calcul de largeur par rapport à la denture

    Largeur standard = 25

  • Calcul de longueur

    Longueur standard = 455

 

2.5 Programme de calcul

Le programme de calcul Beltpilot vous permet de déterminer une courroie et de télécharger des fichiers CAO. Vous pouvez y accéder sur notre site internet à la page

http://www.binder-magnetic.com/pour-vous/calculez-votre-transmission

 

2.6 Synchronisation

La synchronisation pour les transmissions à axes multiples (fig. 1) ou les transmissions partant d’un moteur à plusieurs mouvements (2) dépend de la raideur de la courroie ou des courroies suivant l’application.

 

L’allongement du brin de la courroie en phase d’accélération ou de freinage se détermine avec la formule suivante :

 

La constante de rigidité est tributaire de l’allongement élastique et de la force nominale transmissible.

Exemple : courroie dentée Brecoflex® 25AT5

 

3 / Méthode de détermination : CONTI® synchrochain et CONTI® Synchroforce

3.1 Détermination de la largeur de la courroie

La largeur de la courroie est tributaire des facteurs de service, de l’engrènement, de l’allongement et de la puissance nominale à transmettre. Pour cela nous devons déterminer le facteur de largeur c6 :

Conditions à remplir :

Avec

Avec : P : puissance de l’installation (en kW)
PN : puissance par rapport à la largeur de référence du tableau (en kW)

 

3.2 Exemple de détermination courroie polychloroprène

Soit une transmission pour bande à scier le bois avec un couple de démarrage à faible rapport 38/56.

Moteur électrique : P = 12 kW, Mmax = 2 x MN

Rotation nominale n1=1450 tr/min.

  • Poulie réceptrice : n2=1000 tr/min.
  • Diamètre ≤ 150 mm
  • Entraxe : a ~ 300 mm

Condition d’utilisation : 16 h / jour

 

Détermination du facteur de service : co

Facteur de charge : c2

Petites masses à accélérer et marche régulière : c2 = 1,4

 

Facteur d’accélération : c3

c3 = 0

 

Facteur de fatigue : c4

c4 = 0,2

ce qui donne un facteur de marche C0 :

c0 = 1,4 + 0 + 0,2 = 1,6

 

Sélection du pas de la courroie qui est tributaire :

  • de la puissance à transmettre.
  • de la rotation de la petite poulie n(k)

Choix du profil

Sélectionner le pas et le profil suivant les données dans les tableaux représentant les PN dans les pages correspondantes :

P(N) transmissible pour courroie de largeur 20 mm

Courroie sélectionnée : Conti® Synchroforce CXP, HTD8

Avec PN = 12,99 kW

Facteur d’engrènement : c1

Nombre de dents en prise :

Ze = 18. Nous avons plus de six dents en prise, donc c1 = 1

 

Facteur d’allongement : c5

Le facteur d’allongement est tributaire de la longueur de la courroie :

Longueur de courroie retenue : 960 mm ; Z = 120

Nous avons donc c5 = 1

 

Largeur de courroie

Conditions à remplir :

 

Facteur de largeur c6

Le facteur c6 retenu est de 1,58

 

PR : valeur de puissance transmissible par la courroie sélectionnée.

PR = 12,99 x 1,58 = 20,53 kW

Ce qui nous permet de déterminer le facteur de service réel : c0 réel

c0 réel = 20,53/12 = 1,71

 

3.3 Programme de calcul

Le programme de calcul ContiTech vous permet de déterminer une courroie CONTI® SYNCHROCHAIN ou CONTI® SYNCHROFORCE. Vous trouverez le lien pour y accéder sur notre site internet à la page :
http://www.binder-magnetic.com/pour-vous/calculez-votre-transmission

 

4 / Tolérances générales

4.1 Tolérances de longueur

Tolérances de longueur par rapport à l’entraxe

BRECOFLEX®

Longueur de courroie (mm)

Tolérance de longueur

1000 à 1960

± 0,60

1960 à 3500

± 0,95

3500 à 4500

± 1,20

4500 à 6000

± 1,50

6000 à 10000

± 2,40

10000 à 22000

± 4,50

Tolérances de longueur par rapport à l’entraxe

SYNCHROFLEX®

Longueur de courroie (mm)

Tolérance de longueur

jusqu’à 320

± 0,15

320 – 630

± 0,18

630 – 1000

± 0,25

1000 – 1960

± 0,40

1960 – 3500

± 0,50

3500 – 4000

± 0,80

4000 – 6000

± 1,20

 

Tolérances de longueur par rapport à l’entraxe

CONTI® SYNCHROFORCE et CONTI® SYNCHROCHAIN

Longueur de courroie (mm)

Tolérance de longueur

jusqu’à 150

± 0,15

151 – 255

± 0,20

256 – 400

± 0,23

401 – 560

± 0,25

561 – 800

± 0,30

801 – 1000

± 0,33

1001 – 1270

± 0,38

1271 – 1500

± 0,40

1501 – 1800

± 0,43

1801- 2000

± 0,45

2001 – 2250

± 0,48

> 2 250

0,05 mm par 500 mm supplémentaires

 

4.2 Tolérances de largeur et d’épaisseur

Type de courroie

Tolérances de largeur

Tolérances d’épaisseur du dos

Jusqu’à 50 mm

50 à 100 mm

au-delà de 100 mm

BRECOFLEX® – SYNCHROFLEX®

T2

± 0,3 mm

± 0,5 mm

± 0,5 % largeur

± 0,15 mm

T2,5

M

AT3

T5

AT5

± 0,5 mm

± 0,3 mm

CATK5

T10

AT10

± 1 mm

± 1 mm

± 1 % largeur

± 0,45 mm

BATK10

SFAT10

ATP10

AT15

ATP15

SFAT15

SFAT20

T20

AT20

CONTI® SYNCHROCHAIN

CTD 8M

± 0,65 mm

± 1,3 mm

± 1,5 %

± 0,30 mm

CTD 14M

± 1 mm

± 2 mm

± 2 %

±0,45 mm

CONTI® SYNCHROFORCE HTD

Largeur b (mm)

Tolérance de largeur pour une longueur L en mm

< 880 (mm)

de 881 à 1 760 (mm)

>1 760 (mm)

≤ 9

+ 0,4

+ 0,4

 

– 0,8

– 0,8

10 – 40

+ 0,8

+ 0,8

+ 0,8

– 0,8

– 1,2

– 1,2

41 – 50

+0,8

+ 1,2

+ 1,2

– 1,2

– 1,2

– 1,5

51 – 85

+ 1,2

+ 1,5

+ 1,5

– 1,2

– 1,5

– 2,0

86 – 170

+ 1,5

+ 1,5

+ 2

– 1,5

– 2,0

– 2,0

> 170

 

+ 4,8

+ 4,8

– 4,8

– 4,8

CONTI® SYNCHROFORCE HTD

Type

HTD5M

HTD 8M

STD 8M

HTD 14M

Pas en mm

5

8

8

14

Tolérance d’épaisseur

± 0,25

±0,40

± 0,40

± 0,60

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