3 différences majeures entre les réducteurs à vis sans fin à double enveloppe et les entraînements à vis sans fin conventionnels

Beaucoup de gens connaissent le réducteur à vis sans fin à double enveloppe ; il s'agit d'un « visage familier » dans le domaine de la transmission de puissance industrielle, largement utilisé dans divers secteurs industriels et mécaniques grâce à des avantages tels qu'une structure compacte, une transmission fluide et la capacité d'atteindre des taux de réduction élevés.

Ces dernières années, un nombre croissant de personnes ont commencé à acheter des réducteurs à vis sans fin à double enveloppe. Alors, quelle est la différence entre un réducteur à vis sans fin à double enveloppe et un entraînement à vis sans fin classique ?

Différents principes de maillage

Les entraînements à vis sans fin conventionnels utilisent généralement une vis sans fin cylindrique engrenant avec un engrenage hélicoïdal. Cet agencement entraîne un contact ponctuel ou linéaire, une petite surface portante réelle et une susceptibilité à la concentration des contraintes, conduisant à une usure rapide et à un faible rendement.

La particularité du réducteur à vis toroïdale à double enveloppe réside dans sa structure "double enveloppe". Lors de l'usinage d'une vis sans fin, une surface incurvée complexe est générée par deux mouvements enveloppants, permettant un engagement simultané de plusieurs dents avec l'engrenage à vis sans fin. Cela crée un entraînement à rapport de contact élevé caractérisé par une combinaison de contact de surface et de conjugaison multiligne. Les avantages de cette méthode de maillage sont évidents : la surface de contact est considérablement augmentée, ce qui augmente considérablement la capacité portante.

Différences significatives dans les propriétés mécaniques

La perception selon laquelle les entraînements à vis sans fin souffrent d'un faible rendement est profondément ancrée. Les entraînements à vis sans fin standard fonctionnent généralement avec un rendement de seulement 40 à 70 % - un chiffre qui diminue considérablement à mesure que le rapport de réduction augmente - principalement en raison du frottement de glissement intense entre la vis sans fin et les surfaces des dents de l'engrenage à vis sans fin. De plus, la capacité de charge des entraînements à vis sans fin conventionnels est modeste, ce qui les rend adaptés aux applications à charge légère à moyenne.

En revanche, les réducteurs à vis sans fin à double enveloppe offrent une densité de couple et une capacité de charge élevées. Ils excellent dans les applications nécessitant une force de sortie élevée et une installation compacte, tout en démontrant également une résistance supérieure aux charges d'impact et à l'usure.

Ce sont précisément les différences de performances mécaniques qui conduisent à des domaines d'application très différents pour les entraînements à vis sans fin conventionnels et les réducteurs à vis sans fin à double enveloppe. Les réducteurs à vis sans fin à double enveloppe sont largement utilisés dans les applications exigeant une fiabilité extrêmement élevée, telles que les laminoirs métallurgiques, les treuils de mine, les appareils à gouverner marins et les engins de construction lourds, tandis que les entraînements à vis sans fin standard sont généralement utilisés dans des contextes tels que les bandes transporteuses et les équipements industriels généraux.

Les processus et les coûts de fabrication sont différents

Les entraînements à vis sans fin conventionnels présentent une structure simple, des processus de fabrication matures, de faibles coûts et une aptitude à la production de masse.

En revanche, les réducteurs à vis sans fin à double enveloppe utilisent une géométrie de surface à vis sans fin complexe qui nécessite des machines-outils CNC spécialisées et des processus de meulage d'engrenages de précision ; par conséquent, ils sont difficiles et longs à fabriquer, entraînent des coûts plus élevés et représentent un type relativement nouveau d'équipement de transmission.

Par exemple, les réducteurs à vis sans fin à double enveloppe développés et fabriqués par SGR se caractérisent par un engrènement multi-dents entre la vis sans fin et l'engrenage à vis sans fin. La vis sans fin est fabriquée en acier 20CrMnTi, soumis à une cémentation, une trempe et un meulage de précision, tandis que l'engrenage à vis sans fin est fabriqué en alliage de bronze haute performance, garantissant une résistance à l'usure durable, une efficacité de transmission élevée et une durée de vie prolongée. Par rapport aux ensembles d'engrenages à vis sans fin cylindriques de mêmes spécifications, ces réducteurs offrent une capacité de charge et une efficacité de transmission nettement supérieures ; en outre, ils présentent des capacités d'auto-verrouillage mécanique à des rapports de démultiplication élevés, améliorant ainsi efficacement la sécurité des engins de levage.

Que faut-il prendre en compte lors de la sélection d'un réducteur à vis sans fin à double enveloppe ?

Les réducteurs à vis sans fin fonctionnent selon le principe du frottement par glissement. Leurs rapports de réduction varient généralement de 5 : 1 à 100 : 1 ; généralement, plus le rapport de réduction est élevé, plus l'angle d'attaque est petit et plus l'efficacité est faible. Lors de la sélection d'un réducteur à vis sans fin, il est nécessaire d'équilibrer le rapport de réduction par rapport à l'efficacité et de choisir un modèle qui répond aux exigences des deux.

De plus, en cas de fonctionnement prolongé, des mesures de dissipation thermique doivent être envisagées, telles que l'installation de ventilateurs ou de systèmes de refroidissement d'huile, ou la sélection d'un boîtier en fonte équipé d'ailettes de refroidissement.

Les matériaux et les processus de fabrication des réducteurs à vis sans fin sont des déterminants essentiels de leurs performances. Les principaux fabricants utilisent généralement de l'acier allié (tel que 20CrMnTi) pour la vis sans fin et du bronze à l'étain (ZCuSn10P1) ou du bronze d'aluminium pour l'engrenage à vis sans fin, des matériaux qui offrent une excellente résistance à l'usure et un faible frottement. Les composants sont soumis à une cémentation, une trempe et un meulage pour atteindre une dureté élevée et une résistance à l'usure durable, ce qui se traduit par une efficacité de transmission élevée et une longue durée de vie.

En revanche, si la fonte remplace le matériau de l'engrenage à vis sans fin dans des produits de qualité inférieure, la durée de vie est considérablement réduite.

Aborder le problème à la source en sélectionnant un fabricant de réducteurs à vis sans fin digne de confiance et fiable peut éviter bien des problèmes. Si le réducteur est destiné à être utilisé dans des équipements spécialisés, tels que des navires, des ascenseurs ou des machines de levage, il est conseillé de vérifier si le fabricant détient les certifications industrielles pertinentes ; pour les applications maritimes, par exemple, la certification du Registre maritime russe des expéditions (RS) est hautement souhaitable. (Auteur, SGR, Angie Zhang)

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