Drains de sécurité
(67)La clavette parallèle est le composant le plus souvent en métal, utilisé pour connecter une partie rotative d’une machine à l’arbre. La clavette parallèle est généralement utilisée pour empêcher la rotation relative entre les deux pièces et peut transmettre un couple. L’élément rotatif (tel qu’une poulie, une roue dentée) et l’arbre doivent avoir une douille et une rainure de clavette pour le bon fonctionnement de la clavette de l’arbre. Un trou prédécoupé est prévu dans l’arbre et une rainure similaire est prévue dans le moyeu, et c’est dans cet espace que les éléments de fixation sont généralement insérés pour relier les deux parties de manière permanente. L’ensemble du système est connu sous le nom d’articulation à clé et est capable de fournir un mouvement axial relatif entre les deux parties.
En résumé, la clavette et la rainure de clavette forment une liaison par clavette qui fixe le moyeu et l’arbre en empêchant un mouvement relatif entre l’arbre de transmission de puissance et le composant associé. Par exemple, les engrenages, les poulies ou les pignons sont solidement reliés par une clavette à l’arbre d’entraînement. Il existe cinq principaux types de clés : à encastrer, à selle, tangente, ronde et cannelée.
Clavettes de protection – formes et matériaux.
Ce sont les éléments qui s’inséreront dans les rainures de clavette de l’arbre et de l’élément sécurisé de la machine. Une pièce d’acier encastrée est insérée dans la tige à la moitié de son épaisseur, où la mesure est prise du côté de la clé.
Il existe plusieurs types de clavettes les plus couramment utilisées, ce sont:
- Les clavettes rectangulaires sont le plus souvent une pièce de métal de forme cuboïde
- Les clavettes arrondies sont cuboïdes mais arrondies aux extrémités
- Les clavettes prismatiques avec un trou qui permettent une liaison supplémentaire d’éléments avec des vis, ce qui renforce ce type de connexion.
Chacun des types de clavette est en outre divisé en catégories et, par exemple, celles avec une ouverture peuvent être: coupe à un trou, coupe à deux trous, arrondi à un trou, etc.
Ces éléments peuvent être réalisés en divers matériaux. Cependant, généralement ils sont en acier au carbone ou en acier inoxydable, mais peuvent être en laiton, en cuivre, en aluminium, en monel et même en nylon, mais la grande disponibilité de l’acier et ses propriétés en font le plus couramment utilisé dans la production de rainures. L’acier AISI 316 est également préparé pour les applications marines.
Systèmes de normalisation pour clavettes – Norme DIN 6885 et autres
En Pologne les dimensions des clavettes prismatiques et leurs rainures sont précisément définies par deux normes :
- PN-70/M-85005
- DIN 6885
Selon la norme polonaise, la clavette est marquée en spécifiant le type de clavette et ses dimensions : largeur b, hauteur h et longueur l, séparées par un x.
Il existe également la norme britannique BS 4235 : 1972 (1986) entre autres pour les clavettes parallèles carrées et rectangulaires et les rainures de clavette.
Il existe trois classes d’ajustement pour les clavettes parallèles carrées et rectangulaires et les rainures, marquées comme libres, normales et fermées. Un ajustement libre est utilisé lorsque l’application nécessite que le moyeu d’assemblage glisse sur une rainure de clavette ; un ajustement normal est utilisé lorsqu’une clé doit être insérée dans une rainure de clavette avec un minimum d’ajustements qui peuvent être nécessaires pour les travaux d’assemblage de production en série ; un ajustement précis est utilisé lorsqu’il est nécessaire d’adapter précisément la rainure aux conditions matérielles maximales qui peuvent être associées à la sélection des composants.
La norme ne prévoit pas de désalignement ou de décalage supérieur à celui qui peut être pris en compte dans les tolérances dimensionnelles. Si l’ensemble est fortement chargé, il est nécessaire de vérifier que l’effet cumulatif d’un désalignement ou d’un décalage, ou des deux, n’empêche pas la clavette de bien se positionner. Sauf indication contraire, les clés conformes à cette norme sont produites en acier fabriqué conformément à la norme BS 970 avec une résistance à la traction d’au moins 550 MN / m2 à l’état fini.
La sélection de la clavette est essentielle pour éviter une défaillance prématurée des liaisons par clavette. Avant de choisir il est recommandé de lire les règles détaillées de sélection de clavette d’arbre et de conception de clavette d’arbre pour comprendre comment calculer les contraintes de cisaillement et de compression sur la clavette d’arbre. Il existe de nombreux facteurs critiques, tels que le matériau, le type de charge, l’ajustement correct, etc., qui doivent être pris en compte lors de la conception et de la fabrication d’une rainure de clavette pour que ces dispositifs de sécurité fonctionnent. Ce sont les tableaux de dimensions inclus dans les normes qui facilitent la sélection des paramètres appropriés de ces éléménts.
Clavettes prismatiques, un coin prismatique et clavettes prismatiques en pouces
La clavette prismatique est un élément de liaison à clavette utilisé pour relier le moyeu à l’arbre. Ce sont les types de connexion les plus courants de ce type d’élément, qui sont utilisés à la fois dans les joints cylindriques et coniques. Ces éléments sont fabriqués en acier avec une résistance à la traction minimale. L’utilisation d’une clavette présente divers avantages et inconvénients. Donc, il est nécessaire de faire attention aux moindres détails de l’ensemble de la conception pour évaluer l’adéquation d’une liaison par clavette.
Selon la plupart des normes, les dimensions des clavettes sont données en millimètres, mais il existe également celles dont la taille est donnée en pouces. En achetant un produit, il convient de prêter toujours attention aux unités dans lesquelles leur taille est indiquée.
Les clavettes sans cône sont simplement appelées une clavette, tandis qu’une clavette avec un cône est également appelée un coin.
Avantages de liaison par clavette
- Coûts de production bon marché et haute disponibilité ;
- Une bonne normalisation (ISO, BS, DIN et ANSI);
- Transmission de couple de moyen à élevé ;
- Facile à assembler et à démonter, donc facile à réutiliser.
Inconvénients de liaison par clavette
- Ne convient pas aux charges directionnelles variables et aux chocs ;
- Déplacement axial du moyeu possible, sauf blocage par un élément supplémentaire tel qu’une vis de fixation ou des bagues d’arrêt ;
- Au fil du temps, le connecteur démonté peut devenir très difficile à démonter ;
- Les rainures de clavette introduisent un point de contrainte dû à un effet d’entaille et réduisent la résistance de l’arbre ;
- Crée un déséquilibre de l’arbre ;
- Difficile de calculer et de combiner l’analyse de la capacité de charge et l’empilement de tolérance, donc les joints clés sont surdimensionnés ;
- Nécessite un verrou pour transférer la force axiale.
Clavette prismatique DIN6885
Ce sont tous des produits conformes à la norme DIN 6885. Il s’agit d’une norme publiée par l’Institut allemand de normalisation et actuellement la version avec le nom complet DIN 6885-1: 2021 est en vigueur qui est la norme la plus couramment utilisée par les fabricants de clavettes vendues chez TME. Dans ce cas également, dans la spécification disponible, la clé appropriée peut être sélectionnée en fonction du besoin d’adaptation, car les dimensions selon la norme DIN supposent également 2 types d’ajustements : ajustement serré P9 et ajustement lâche JS9 ou N9.
Clavettes et rainures de clavette
La rainure est un élément prismatique qui s’ajuste étroitement sur ses surfaces latérales. La clavette n’exerçant aucune pression sur les surfaces radiales du moyeu de roue et de l’arbre, elle ne peut pas être utilisée pour centrer ces deux éléments. Généralement, les liaisons par clavette sont des liaisons de repos, cependant, il est possible de travailler comme une liaison mobile (mouvement du moyeu de roue le long du bout d’arbre). Dans le cas des liaisons de repos, l’ajustement h6/P9 pour le moyeu de roue et l’arbre est utilisé sur les surfaces latérales. Pour les connexions mobiles, h6/D10 pour le moyeu de roue et h6 / H9 pour l’arbre sont utilisés sur les surfaces latérales.
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