Le pivotement assure un mouvement de rotation entre les composants de la machine, supportant ainsi des charges considérables avec précision. Les équipements lourds, tels que les grues et les éoliennes, nécessitent des roulements et des entraînements de pointe.entraînement de rotation hydrauliqueassure un transfert de couple fiable.Les capacités de charge typiques couvrent une large gamme:
| Modèle/type d'entraînement de rotation | Plage de couple (Nm) | Couple statique maximal (kNm) | Applications |
|---|---|---|---|
| Entraînements d'orientation à vis sans fin généraux | 365 - 68 000 | Jusqu'à 190 | Grues, éoliennes, trackers solaires |
| Moteur électrique d'entraînement de rotation VE5 | 4 800 | N / A | Transmission à vis sans fin |
| Entraînement de rotation à vis sans fin | 2 500 à 45 000 | 190 | Pivotant à 360°, charge axiale élevée |
| Entraînement de rotation simple VE5 | 500 - 68 000 | N / A | Suivi solaire |
| Série WEA robuste | 8 000 à 40 000 | N / A | machines agricoles |
| Série WEA-2 à deux axes | 16 200; 19 440; 48 000; 58 000 | N / A | Multidirectionnel, forte capacité de charge |
| Entraînement d'orientation à vis sans fin SE25 | 18 000 | N / A | Grues, excavatrices |
| Entraînement d'orientation à vis sans fin SE7 | 1 000 | N / A | Charge élevée, contrôle de précision |
Points clés à retenir
- Les mécanismes de pivotement permettent une rotation douce et précise en utilisant des roulements et des éléments roulants qui soutiennentcharges lourdeset réduire les frottements.
- Une répartition de charge et un contrôle du couple appropriés dans les entraînements de rotation garantissent un mouvement stable et précis, ce qui est essentiel pour les machines lourdes telles que les grues et les éoliennes.
- Un entretien régulier, comprenant une lubrification et une inspection en temps opportun, prolonge la durée de vie des composants de pivotement et permet à l'équipement de fonctionner de manière sûre et efficace.
Principaux composants des mécanismes de pivotement
Couronnes d'orientation et roulements
Les couronnes d'orientation et les roulements constituent l'épine dorsale des mécanismes d'orientation. Ces grands composants circulaires supportent l'intégralité du poids de la structure rotative et permettent un mouvement fluide et contrôlé. La couronne d'orientation est généralement composée de bagues intérieure et extérieure, entre lesquelles sont intercalés des éléments roulants. Les roulements supportent les charges axiales, radiales et les moments, garantissant ainsi stabilité et fiabilité de fonctionnement. Le tableau ci-dessous résume lesprincipaux composants et leurs fonctions:
| Composant | Fonction |
|---|---|
| Couronne d'orientation | Supporte de lourdes charges et permet une rotation en douceur. |
| Roulements | Gérez les charges axiales, radiales et de moment pour la stabilité. |
| Mécanisme d'entraînement | Fournit un couple pour la rotation, souvent via des moteurs électriques ou hydrauliques. |
Éléments roulants
Les éléments roulants, tels que les billes ou les rouleaux, réduisent le frottement et l'usure à l'intérieur de la couronne d'orientation. Leur disposition et leur type ont un impact direct sur l'efficacité et la durabilité.Roulements à billes à quatre points de contactRépartition des charges en quatre points, augmentant ainsi l'adaptabilité. Les roulements à rouleaux croisés, dont les rouleaux sont disposés à angle droit, offrent une répartition de charge et une rigidité supérieures. Les roulements à trois rangées de rouleaux offrent la capacité de charge la plus élevée, ce qui les rend idéaux pour les applications lourdes. Le choix de l'élément roulant influence les performances et la durée de vie du mécanisme.
Engrenages et systèmes d'entraînement
Engrenages etsystèmes d'entraînementtransmettre la puissance du moteur à la couronne d'orientation. La plupart des mécanismes d'orientation utilisentconfigurations d'engrenages à vis sans fin, où un arbre à vis sans fin entraîne un engrenage perpendiculaire. Cette configuration réduit la vitesse et augmente le couple, essentiel pour les machines lourdes. Les conceptions modernes intègrent souvent la technologie de vis sans fin en sablier, qui améliore l'engagement des dents et la durabilité. Les systèmes à double axe et à double entraînement améliorent encore la résistance et le contrôle.
Joints et lubrification
Les joints et la lubrification protègent les composants internes et garantissent des performances à long terme. Des joints de haute qualité empêchent la pénétration de contaminants dans le roulement.Une lubrification adéquateréduit les frottements, empêche le contact métal contre métal et dissipe la chaleur. Un entretien régulier ettechnologies de lubrification avancées, tel quelubrification solide, prolongent la durée de vie et la fiabilité des roulements. Des systèmes de lubrification bien entretenus réduisent également le bruit et les vibrations, favorisant ainsi un fonctionnement fluide.
Comment fonctionnent les mécanismes de pivotement
Interaction des composants pour la rotation
Les mécanismes de rotation assurent une rotation fluide grâce à l'action coordonnée de plusieurs composants clés. Le processus se déroule selon une séquence précise :
- Lele roulement d'orientation se trouve entre deux pièces principales de la machine, comme une base de grue et sa superstructure rotative.
- Des forces externes, notamment le poids de l’équipement et les charges opérationnelles, agissent sur le roulement.
- Des éléments roulants (billes ou rouleaux) se déplacent entre les bagues intérieure et extérieure du roulement.
- Ces éléments roulants répartissent la charge appliquée sur leurs surfaces de contact et les chemins de roulement spécialement conçus.
- Les chemins de roulement, avec leurs rainures optimisées, minimisent les contraintes et assurent une répartition uniforme de la charge.
- Les éléments roulants et la géométrie du chemin de roulement résistent à la déformation, même sous de lourdes charges.
- Cette résistance permet une rotation fluide et à faible frottement entre les composants connectés.
- La disposition précise des éléments roulants et la géométrie des chemins de roulement permettent un contrôle précis du mouvement.
- Lorsque la machine tourne, le roulement redistribue en permanence les charges changeantes pour maintenir la stabilité.
- Des matériaux avancés et des pratiques d'ingénierie prolongent la durée de vie du roulement et garantissent un fonctionnement fiable dans diverses conditions.
Note: L'usure et la fatigue représentent les modes de défaillance les plus courantsDans les roulements d'orientation. Ces problèmes sont souvent dus à des charges cycliques, à des frottements, à des problèmes de lubrification ou à un assemblage incorrect. D'autres problèmes potentiels incluent la fracture, la corrosion et la déformation. Une inspection et un entretien réguliers permettent de prévenir ces défaillances et de garantir un fonctionnement sûr et fiable.
Répartition de la charge et support
Les couronnes d'orientation doivent supporter des charges complexes en fonctionnement. Ces charges comprennent :
- Charges axiales :Forces agissant perpendiculairement à l'axe de rotation, résultant souvent du poids de l'équipement ou d'influences externes.
- Charges radiales :Forces agissant parallèlement à l'axe, telles que celles provoquées par le vent ou les effets centrifuges.
- Charges de moment :Combinaisons de forces axiales et radiales, généralement générées par le mouvement et le poids de la machine.
La répartition de la charge sur le roulement est rarement uniforme. La courbure du chemin de roulement et le nombre d'éléments roulants influencent la répartition des charges sur le roulement. Les ingénieurs optimisent la répartition de la charge en ajustant le nombre et la taille des éléments roulants, l'angle de contact et le profil du chemin de roulement.
Plusieurs méthodes d’ingénierie aident à maintenir un support de charge uniforme :
- Une lubrification adéquate réduit les frottements et l'usure, favorisant une répartition uniforme de la charge.
- La sélection de la graisse appropriée (à base de lithium, de calcium ou de polyurée) garantit des performances optimales pour des conditions de fonctionnement spécifiques.
- Les additifs comme le disulfure de molybdène (MoS₂) améliorent la capacité de charge et les propriétés anti-usure.
- Le respect des intervalles et des quantités de lubrification recommandés évite l'usure prématurée et les contraintes inégales.
- Géométrie de contact à quatre pointspermet à une seule rangée de boules de supportercharges axiales, radiales et de momentsimultanément.
- L'optimisation du jeu interne prend en compte le désalignement et la dilatation thermique, tout en maintenant la précision de rotation.
- La fabrication de précision, y compris l'usinage CNC et le durcissement par induction, produit des chemins de roulement de haute qualité qui résistent aux charges dynamiques.
- La rigidité élevée et la conception compacte réduisent la masse du système et supportent efficacement les charges excentriques ou décalées.
Conseil:Les conceptions de roulements simplifiées avec moins de pièces facilitent non seulement l'assemblage et la maintenance, mais contribuent également à des performances constantes et à une répartition uniforme de la charge.
Transmission et contrôle du couple
La transmission du couple est au cœur des performances du mécanisme de rotation.le mécanisme d'orientation transfère le coupleDe la source d'énergie de la machine (moteur électrique ou hydraulique) à la structure rotative. Ce procédé permet une rotation horizontale autour d'un axe vertical, permettant ainsi un positionnement précis des charges lourdes.
Les aspects clés de la transmission et du contrôle du couple comprennent :
- Lele moteur génère un couple, qui passe par un système de transmission. Ce système peut utiliser des pignons, des engrenages à vis sans fin ou d'autres types d'engrenages.
- Le roulement d'orientation reçoit le couple transmis, supportant les charges axiales, radiales et de moment tout en permettant une rotation contrôlée.
- Les transmissions à vis sans fin offrent une fonction d'autoblocage, qui aide à maintenir les charges en toute sécurité et permet un contrôle de rotation précis.
- L'ensemble d'entraînement pivotant comprend un boîtier et un système d'étanchéité pour protéger les composants internes et maintenir des performances constantes.
- Tous les composants fonctionnent ensemble pour assurer un mouvement de rotation précis et fluide et pour maintenir la charge stable pendant le fonctionnement.
| Paramètre | Valeur/Description |
|---|---|
| Type d'entraînement de rotation | Entraînement de rotation à engrenage droit |
| Rapport de démultiplication | 9:1 |
| Couple de sortie nominal | ~37 kN·m(modèle standard robuste) |
| Diamètre du centre de rotation | 955 mm |
| Hauteur totale avec adaptateur | 180 mm |
| Jeu d'engrenage | ≤ 0,40 mm |
| Application | Équipement lourd avec de grands moments de basculement et de lourdes charges |
| Flexibilité de conception | Entraînements de rotation plus grands disponibles avec des diamètres allant jusqu'à 2300 mm et un couple plus élevé |
Les mécanismes de rotation modernes allient ingénierie robuste, matériaux de pointe et fabrication de précision pour assurer une transmission et un contrôle fiables du couple. Ainsi, les machines lourdes peuvent fonctionner en toute sécurité et efficacité, même dans des conditions difficiles.
Types et considérations pratiques
Pivotement hydraulique
Les systèmes de rotation hydrauliques utilisent un fluide sous pression pour générer un couple élevé et un contrôle proportionnel fluideCes systèmes excellent dans les applications lourdes, telles que les grues et les excavatrices, où un fonctionnement continu sous des charges importantes est requis.Pivotement hydrauliqueOffre un rendement mécanique élevé et des performances fiables dans les environnements difficiles. Les opérateurs bénéficient d'un mouvement précis à faible vitesse, essentiel pour soulever et positionner des objets lourds.Systèmes de rotation hydrauliquesnécessitent une intégration avec des pompes hydrauliques et une gestion des fluides, ce qui complexifie l'installation et la maintenance par rapport aux alternatives électriques. Cependant, ils offrent une puissance de traction supérieure et peuvent fonctionner sans surchauffe en utilisation prolongée.l'efficacité du pivotement hydraulique s'améliore encore dans les systèmes hybrides, qui réduisent la puissance de pointe et la consommation d'énergie.
Autres types de mécanismes de pivotement
Les machines modernes utilisent plusieurs types de mécanismes de pivotement, chacun avec des caractéristiques uniques.Les transmissions à vis sans fin offrent une réduction de vitesse élevée dans un espace compactet offrent une capacité d'autoblocage, ce qui améliore la sécurité. Les transmissions par engrenages droits utilisent des arbres parallèles et une denture droite, ce qui les rend adaptées aux trains d'engrenages plus simples.Les mécanismes de rotation électriques combinent des engrenages à vis sans fin avec des roulements à couronne d'orientation, offrant une rotation précise à couple élevé et des positions de maintien sûres.Le tableau ci-dessous résume les types de roulements d'orientation courants et leurs applications:
| Type de roulement d'orientation | Caractéristiques structurelles | Applications typiques dans les machines modernes |
|---|---|---|
| Roulement à billes à quatre points de contact | Structure simple, supporte les forces axiales et radiales bidirectionnelles, une certaine capacité de moment de renversement | Petites grues, équipements de manutention |
| Billes à double rangée de diamètres différents | Deux rangées de billes, capacité de charge et durée de vie optimisées | Machines portuaires de taille moyenne, ponts roulants |
| Rouleau cylindrique croisé | Moment de renversement élevé et capacité de force axiale, haute précision de rotation | Grandes grues portuaires, ponts roulants |
| Rouleau cylindrique à trois rangées | Grande surface de contact, supporte de grands moments axiaux, radiaux et de renversement | Machines portuaires ultra-grandes et robustes |
Entretien et soins
Un entretien approprié garantit la longévité et la fiabilité des mécanismes de pivotement.Les opérateurs doivent inspecter les boulons avant chaque opération et après les 100 premières heures de travail, puis toutes les 300 heures, puis toutes les 500 heures par la suite.Les intervalles de lubrification varient de 200 à 500 heures, selon la charge et l'environnement. Dans des conditions difficiles, comme une forte humidité ou de la poussière, les cycles de lubrification doivent être raccourcis. Des inspections régulières permettent de détecter rapidement l'usure, les dommages ou la contamination. Le nettoyage, une lubrification adéquate et le remplacement rapide des pièces usées préviennent les jeux excessifs, les fuites d'huile et les surchauffes.
Applications courantes
Les mécanismes de pivotement jouent un rôle essentiel dans de nombreuses industries.Les machines de construction et industrielles s'appuient sur eux pour une rotation à 360 degrés et un support de charges lourdesLes applications courantes incluent :
- Excavateurs et grues pour le levage et la manutention de matériaux
- Machines forestières et chariots élévateurs
- Plateformes minières et camions porte-conteneurs
- Véhicules à haute altitude et robots industriels
Ces mécanismes apparaissent également dans les secteurs de la marine, des énergies renouvelables, de l’aérospatiale et de l’automatisation, favorisant un mouvement précis et une stabilité.
Les mécanismes d'orientation permettent une rotation précise et robuste dans de nombreux secteurs, des grues aux éoliennes. Leurs conceptions avancées, telles queroulements à rouleaux à trois rangées et à rouleaux croisés, supporte des charges complexes et garantit des performances fiables.Entretien régulier, y compris les systèmes d'orientation hydraulique, optimisent la durée de vie des équipements et la sécurité opérationnelle. Des innovations continues améliorent l'efficacité et la précision.
FAQ
Quelle est la fonction principale d’un entraînement de rotation ?
A entraînement de rotationPermet un mouvement de rotation contrôlé entre deux pièces de machine. Il supporte des charges lourdes et assure un positionnement précis des équipements industriels.
À quelle fréquence les opérateurs doivent-ils lubrifier les roulements d’orientation ?
Les opérateurs doivent lubrifier les roulements d'orientation toutes les 200 à 500 heures. Les environnements difficiles peuvent nécessiter une lubrification plus fréquente pour maintenir des performances optimales.
Les mécanismes d’orientation peuvent-ils supporter des charges axiales et radiales ?
Oui. Les mécanismes d'orientation supportent des charges axiales, radiales et des moments. Leur conception répartit efficacement ces forces, garantissant stabilité et longévité.
Date de publication : 25 juillet 2025