Les roulements à tourillon sont des mécanismes de roulement très spécialisés. Parfois, un arbre doit non seulement tourner, mais l'ensemble relié à l'arbre doit également tourner. D'autres fois, l'arbre doit être libre de se déplacer en mouvements circulaires. Votre articulation de l'épaule est un roulement de tourillon. C'est un assemblage à rotule, permettant à votre bras de tourner librement tout en restant fermement attaché. Les ingénieurs examinent les exigences des exigences de mouvement et conçoivent des roulements à tourillon pour accomplir la tâche.
Placement des coordonnées
Pour visualiser l'emplacement d'un roulement de tourillon, dessinez un grand signe "plus" (+) sur une feuille de papier. Étiquetez la ligne horizontale « X » et la ligne verticale « Y ». À l'intersection des lignes, visualisez une ligne venant directement du papier. C'est l'axe "Z". L'endroit où les trois lignes se rencontrent est l'endroit où le roulement de tourillon est placé. Un arbre, ou une série d'arbres, traverse le palier de tourillon. Les roulements à tourillon ne sont généralement pas une seule pièce, mais plutôt un ensemble complet qui maintient les arbres fermement, tout en permettant aux arbres de tourner ou de pivoter librement.
Conceptions de roulement de tourillon
Tout d'abord, un ingénieur examine les exigences de mouvement de l'arbre. Ces arbres peuvent avoir à tourner, mais ils peuvent également devoir osciller d'un côté à l'autre ou de haut en bas à travers l'espace de coordonnées X -Y - Z. Les roulements à tourillon peuvent avoir à supporter plusieurs arbres, chacun ayant ses propres mouvements uniques. La conception d'un ensemble de roulement à tourillon n'est pas facile. Les ingénieurs s'appuient sur des programmes de conception assistée par ordinateur (CAO) pour les aider avec les dessins.
Les usages
Une utilisation courante d'un ensemble de roulement de tourillon est une hélice à pas variable. L'hélice doit tourner, mais l'angle des pales doit être modifié pendant que l'hélice tourne. La base de chaque lame a un arbre. L'arbre porte-lames s'emboîte dans le palier du tourillon. Par une série complexe de leviers et d'engrenages, l'arbre de la lame tourne dans le palier du tourillon, tandis qu'une autre partie du palier supporte l'arbre de rotation principal. La société d'ingénierie Andritz AG, à Graz, en Autriche, a conçu un tel roulement pour les hélices marines.
Problèmes de stress
Parce que les arbres oscillent, oscillent et tournent tous en un point centralisé, beaucoup de contraintes sont exercées sur le palier de tourillon. Dans un roulement de tourillon d'hélice, toute la traction de l'hélice est sur l'arbre principal. Pendant que l'hélice tourne et tire, la force centrifuge essaie d'arracher les pales du moyeu. Dans une pièce d'équipement agricole, l'arbre de rotation fait tourner une lame de motoculteur, mais l'ensemble du porte-lame doit pivoter de haut en bas pour tenir compte des différents terrains. Les ingénieurs tiennent compte des niveaux de contrainte lors de la conception d'un roulement à tourillon, afin qu'il ne se brise pas pendant l'utilisation.