Sujet :
- Que signifie "irréversible" ou "réversible" ?
- Comment peut-on déterminer si un réducteur ou autre transmission mécanique est "irréversible " ou "réversible" ?
- Pour quels types d'applications "l'irréversibilité" ou la "réversibilité" sont-elles un aspect important ?
Remarques générales importantes :
- Tout couple appliqué à l'arbre de sortie d'un réducteur doit être inférieur au couple maximal spécifié dans la fiche technique du réducteur.
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Attention : Des couples plus élevés peuvent endommager le réducteur!
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Attention : Des couples plus élevés peuvent endommager le réducteur!
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Faites la distinction entre l'irréversibilité et la réversibilité sur le réducteur nu et sur l'unité d'entraînement complète avec le réducteur, le moteur et éventuellement d'autres éléments mécaniques.
- Le réducteur nu peut être réversible alors que l'unité complète ne l'est pas.
- Le réducteur nu peut être réversible alors que l'unité complète ne l'est pas.
Solution :
1.) Combinaison de réducteurs et de moteurs irréversibles
1.a.) Signification :
L'irréversibilité signifie que lorsqu'on applique un couple à l'arbre de sortie du réducteur, celui-ci ne tourne pas et est donc bloqué. Par conséquent, l'irréversibilité se réfère toujours à une situation statique.
1.b.) Définitions particulières
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Intrinsèquement irréversibles
- Il s'agit d'un réducteur dont le couple dans le sens inverse se trouve à l'intérieur du cône de frottement, alors que dans le sens direct, il se trouve à l'extérieur de celui-ci.
- Les réducteurs intrinsèquement irréversibles ne peuvent pas être déplacés par une force constante de la charge. Cependant, ils peuvent dériver vers l'arrière si l'engrenage est soumis à des vibrations.
- Les réducteurs intrinsèquement irréversibles sont typiquement des réducteurs roue et vis sans fin ou des réducteurs vis écrou, lorsque le rendement en marche avant est inférieur à 50 %.
- Les réducteurs planétaires ou droits, même à 5 étages, ne sont jamais intrinsèquement irréversibles (bien que la plupart du temps fonctionnellement irréversibles).
- Parmi les réducteurs maxon, seuls les réducteurs vis écrou à vis métriques ou trapézoïdales sont intrinsèquement irréversibles.
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Fonctionnellement irréversibles :
- Dans les unités d'entraînement fonctionnellement irréversibles, le couple attendu le plus élevé et autorisé du côté de la charge (couple de rupture) est trop faible pour surmonter le couple de friction et/ou de détente du côté primaire.
- Les irréversibilités fonctionnelles sont souvent obtenues avec des réducteurs planétaires à 4 ou 5 étages. Cependant, il est difficile d'accorder réellement cette propriété en général.
1.c.) Applications
L'irréversibilité est souhaitable dans les applications ...
- ... où l'état de fonctionnement le plus courant est l'arrêt (sans alimentation).
- ... qui doivent soulever et/ou maintenir des charges contre la gravité ou une autre force externe constante (par exemple, applications de grue ou de maintien en position en cas d'urgence, même en l'absence de frein).
- ... lorsque les coûts d'un système de freinage doivent être économisés.
1.d.) Remarques supplémentaires
- De nombreux entraînements avec de hautes réductions sont fonctionnellement irréversibles parce que la charge n'est pas en mesure de surmonter le couple de frottement primaire et/ou le couple de détente. Cependant, il est difficile d'accorder réellement cette propriété en général.
- Les irréversibilités fonctionnelles sont souvent obtenues avec des réducteurs planétaires à 4 ou 5 étages.
- Les irréversibilités fonctionnelles sont souvent obtenues avec des réducteurs planétaires à 4 ou 5 étages.
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Une irréversibilité sécurisée ne peut toutefois être garantie que pour des conceptions d'entraînement spécifiques et personnalisées.
2.) Combinaisons de réducteurs et de moteurs réversibles
2.a.) Signification
Un réducteur est dit "réversible" s'il peut être entraîné depuis l'arbre de sortie du réducteur en appliquant un couple inférieur au couple permanent maximal (ou au couple intermittent maximal). Par conséquent, l'aptitude à être réversible s'applique toujours à une situation dynamique.
2.b.) Réversible ou pas ?
Le fait qu'une combinaison de réducteurs et de moteurs puisse être réversibles ou non dépend…
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… du type de conception du réducteur et de son rapport de réduction.
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… de la géométrie des dents, qui influence le frottement et le type de frottement. Le frottement de traction est dominant en marche avant et diffère du frottement de poussée en marche arrière.
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… le jeu mécanique entre les composants de l'engrenage et le basculement des étages de l'engrenage flottant.
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… le rendement du réducteur, qui reflète les frottements dans l'engrenage, la viscosité de la lubrification et sa dépendance à la température.
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… les frottements et l'engrenage à l'entrée du réducteur, c'est-à-dire les frottements du moteur.
⇒ les balais en graphite présentent un frottement plus important que les balais métalliques.
⇒ les moteurs dont le bobinage est en fer présentent un "cogging" qui peut conduire à une augmentation de l'irréversibilité.
2.c.) Applications
La réversibilité est souhaitable dans les applications…
- … où le mécanisme doit être déplacé à la main en cas de perte de puissance ou pour des raisons de maintenance.
- … où l'entraînement est utilisé comme générateur. L'unité est constamment entraînée par la sortie de l'engrenage.
- … où les robots travaillent avec les humains (cobot).
- … dans lesquels les forces externes doivent être estimées, par exemple les forces de contact des robots marcheurs dans des environnements non structurés (sol irrégulier).
2.d.) Remarques supplémentaires
- Les réducteurs planétaires maxon sont optimisés pour un fonctionnement en marche avant et ne sont pas spécialement conçus pour être entraînés en marche arrière.
Quelques règles de base
- Les appareils équipés de réducteurs planétaires standard à 1 ou 2 étages sont généralement considérés comme réversibles. Il est cependant possible que le désalignement mécanique entre le moteur et les réducteurs à 1 étage conduise à un comportement grinçant dans le sens de la marche et à une réduction de la réversibilité dans le sens inverse.
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Les réducteurs planétaires maxon portant la mention "UP - Ultra Performance" sont généralement réversibles en raison de leur rendement élevé (y compris les versions à 3 ou 4 étages).
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Les réducteurs planétaires à 3 étages peuvent être ou ne pas être réversibles ou irréversibles.
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Les réducteurs planétaires à 4 ou 5 étages sont généralement considérés comme "fonctionnellement irréversibles" dans le cadre du niveau de couple autorisé, à moins qu'ils ne soient dotés d'une conception spéciale permettant un retour en arrière.
- Un réducteur à engrenages droits est toujours réversible. Même avec plus de 3 étages.
Références croisées :
- Vidéo de formation de Maxon : "Gearhead selection"
- Catalogue maxon -> http://epaper.maxongroup.fr
- "Technique - sans détour"
-> Page 72/73 du catalogue 2023/2024 - "La spécification standard N°102"
-> Page 89 du catalogue 2023/2024 - "Explications Terminologie maxon réducteur et entraînement vis/écrou"
-> Page 368 du catalogue 2023/2024
- "Technique - sans détour"
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