Les poulies représentent des machines simples utilisées pour de nombreuses opérations. Les systèmes de poulie sont constitués de deux roues de poulie sur un arbre avec une courroie les joignant. Une poulie est la poulie d'entraînement et l'autre est la poulie entraînée. Les poulies peuvent changer de vitesse, fournir un couple et modifier le sens de rotation. Changer de vitesse avec des poulies implique de changer le diamètre d'une roue de poulie.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Les systèmes de poulie comportent deux roues de poulie sur un arbre relié par une courroie. Ces roues sont des poulies motrices et entraînées. En changeant le diamètre des roues de poulie, la vitesse peut être modifiée. Une poulie plus petite faisant tourner une poulie plus grande a pour résultat que la plus grande se déplace plus lentement mais avec plus de puissance à l'arbre.
Rapport de vitesse, vitesse de sortie et couple
Dans un système à deux poulies avec des roues de tailles différentes, on peut calculer la différence de vitesse entre les deux roues de poulie. Le rapport de vitesse est trouvé en utilisant le diamètre de la poulie menée divisé par le diamètre de la poulie motrice. Par exemple, avec une poulie menée de 150 mm et une poulie motrice de 50 mm, le rapport de vitesse est de 3. Pour trouver la vitesse de sortie, il faut prendre la vitesse d'entrée et la diviser par le rapport de vitesse. Fondamentalement, la vitesse de la poulie de sortie devient la vitesse d'entrée pour l'étape suivante, et vous pouvez trouver l'entraînement à plusieurs poulies. Si la vitesse d'entrée est de 75 tr/min, la vitesse de sortie est égale à 75 tr/min divisé par 3 ou 25 tr/min. À son tour, on peut trouver le couple de sortie de la poulie motrice à la poulie menée en multipliant le couple d'entrée par le rapport de vitesse.
Poulies et vitesse
Deux poulies reliées par une courroie de même taille tourneront à la même vitesse sous la même puissance d'arbre. Une poulie plus petite faisant tourner une poulie plus grande a pour résultat que la plus grande se déplace plus lentement mais avec plus de puissance à l'arbre. Un exemple serait un camion à faible vitesse, avec son moteur tournant rapidement mais ses roues tournant lentement, mais il a une puissance importante à vitesse réduite. Alternativement, une poulie plus grande faisant tourner une poulie plus petite entraîne une rotation plus rapide de la plus petite mais avec moins de puissance à l'arbre. Par exemple, un camion à grande vitesse aurait un moteur tournant plus lentement mais des roues tournant plus rapidement, ce qui entraînerait une plus grande vitesse du camion. Les embrayages permettent de contrôler la charge et la vitesse.
Exemples réels de poulies
Les poulies sont utilisées dans les courroies d'entraînement de diverses machines. Les ceintures elles-mêmes peuvent être en matière synthétique. Les poulies et les courroies ne nécessitent pas de lubrification, bien que la courroie puisse s'user ou glisser. Dans une motoneige, un embrayage est composé de deux poulies reliées par une large courroie très solide et pourtant flexible. Lorsque la motoneige rencontre une charge ou une résistance, le moteur ralentit et la poulie d'entraînement décélère et s'écarte. Ensuite, les ressorts de l'embrayage entraîné poussent ensemble. Cela se traduit par une vitesse de piste réduite mais plus de puissance pour la motoneige.
Pour régler la vitesse du ventilateur, une poulie réglable peut être utilisée. Les poulies réglables ont deux sections coniques et connectées avec une moitié tournée sur l'autre. Lorsqu'elles sont tournées l'une vers l'autre, leur courroie est forcée à l'extérieur de la poulie et la vitesse du ventilateur est augmentée. Inversement, la diminution de la vitesse du ventilateur impliquerait de séparer les moitiés de la poulie et de raccourcir la distance de la courroie pour la parcourir. Essentiellement, le diamètre de la poulie est modifié pour réduire la vitesse du ventilateur et donc le débit d'air.
Les automobiles utilisent souvent une courroie synchrone pour le système d'entraînement de la synchronisation du moteur. À mesure que la vitesse de la poulie motrice augmente, la fréquence de vibration de la courroie augmente également. De même, en réduisant la vitesse de la poulie motrice, les vibrations de la courroie diminuent. La réduction des vibrations améliore la stabilité de la transmission.
Les bandes transporteuses utilisées dans le transport de matériaux tels que l'exploitation minière reposent sur un système de poulie. Pour que les convoyeurs fonctionnent de manière sûre et efficace, leur vitesse doit être contrôlée. Pour ce faire, la tension de la courroie doit être maintenue afin que la courroie ne s'affaisse pas et ne crée pas de friction. Les forces d'entraînement exercées sur les poulies d'entraînement doivent être contrôlées pour empêcher le glissement de la courroie. Le convoyeur peut décélérer après un pic de force d'entraînement sur la poulie d'entraînement. Ce contrôle empêche le déversement de matériau du convoyeur.
Faire une poulie simple
La démonstration d'une poulie simple peut être effectuée à la maison avec un élastique et des bobines de fil. L'élastique représente la courroie d'entraînement et les bobines représentent les poulies. En utilisant différentes tailles de bobines, on peut démontrer le nombre de tours dont la bobine entraînée a besoin pour tourner la bobine d'entraînement. Les bobines montrent la différence de vitesse des roues de poulie.