Créé le : 03/08/2009
Présentation de différentes applications des engrenages plastiques
La puissance transmissible est un des points faibles actuels des engrenages plastiques [ 1] . En 1998, les puissances transmises par les engrenages plastiques était de l'ordre de 200W à 550 W ( 0.25 à 0.75 HP). L'objectif des années suivantes est d'atteindre des puissances de 750W à 7500W ( 1 à 10 HP ) et à long terme des puissances de l'ordre de 22KW ( 30 HP).
La puissance transmissible varie beaucoup en fonction du polymère utilisé.
Pour les engrenages fonctionnant à sec, les limites peuvent être définies par la pression de contact, la vitesse et la température. Dans ce cas, les avaries proviennent d'un problème d'usure ou de surchauffe locale sur les dents. Pour les engrenages graissés, la rupture peut être occasionnellement due à l'usure, si la graisse ne reste pas sur les dents.
Pour les engrenages lubrifiés , la fatigue et la températures sont les points critiques.
Les points clefs de la conception des engrenages plastiques sont :
Le choix des résines
La lubrification et le choix du lubrifiant ou l'intégration de lubrifiant dans la résine
La température de fonctionnement
L'attachement à l'arbre
Le taux d'absorption d'eau d'une résine
Quelques utilisations d'engrenages ou de transmissions plastiques
Application Matériau utilisé Informations complémentaires Image du produit
Poulie de machine à laver [5] Celanese® Nylon 6/6 Grade 1503
Nylon - Composite ( fibre de verre ) Résistance à la fatigue : 151 MPa avec une humidité relative de 50%
Température pour laquelle la résine est stabilisée : Jusqu'à 122°C
Transmission d'une machine à laver[5] Celcon® Acetal Copolymer Grades GC 25A and M90
Résistance à la fatigue : 60MPa
Température pour laquelle la résine est stabilisée : Jusqu'à 88°C
Bonne résistance à long terme aux lubrifiants
Diminution de 6 kg environ et réduction du nombre de 42 pièces La puissance transmise est de l'ordre de 500W (0.75 HP).
Eléments d'un compteur de gaz[5] Celcon® M90 Acetal Taux d'absorption d'eau : 0.16%
Coefficient d'expansion thermique : 8.5 cm/cm/°C
Température de rupture : 157°C
Résistance à la fatigue
à -40°C : 94.5 MPa
à 71°C : 34.5 MPa
Engrenage de ceinture de sécurité[5] Celcon® M90 Acetal Résistance à la fatigue : 60MPa
Module de flexion : 2585 Mpa
Température de rupture : 110°C
Absorption d'humdité : 0.8%
Résistance au lubrifiant.
Dans le secteur de l'automobile, d'autre engrenages plastiques peuvent remplacer les engrenages métalliques dans les systèmes d'ajustement de sièges de véhicules. Dans ce cas, des engrenages plastiques autolubrifiés sont utilisés.
Engrenage pour jouet[5] Celcon® acetal copolymer grades M90 and LW90
Module de flexion : 2585 Mpa
Coéfficient de friction contre l'acier: 0.15
Très bonne résistance au fluage
Très bonne résistance à l'usure même en démontant de nombreuses fois la transmission.
Engrenage d'imprimante[5] Celcon® Attente du niveau Q9 et Q10 pour certains éléments de la classification AGMA grâce à cette résine.
Faible coefficient de friction avec les autres pièces
Réduction des cycles d'injection de 20% environ par rapport aux anciens engrenages en nylon.
Poulie de pompe à eau automobile [2]
Poulie de direction automobile [2] Dupont Zytel
Nylon 6/66 Résistance à l'abrasion
Absorbe les vibrations
Piston d'accumulateur de transmission automobile.[5] Fortron® Polyphenylene Sulfide Grade 6165 Résistance chimique
Résistance thermique jusqu'à 149°C
Boîte de vitesse de store [3] Dupont Delrin et Zytel Utilisation de PTFE dans les engrenages pour éviter les frottements.
Très bonne résistance à l'usure
Bonne résistance à la température
Transmission de tondeuse [4] Victrex PEEK & stanyl Bonne résistance à l'usure
Lubrification à l'huile de synthèse
Température de fonctionnement : 85 °C
Arbre réalisé en PEEK et engrenage en Nylon
Engrenage d'une colonne de direction de véhicule [1] PPS polymer ( voir note de veille 1 ) intégrant du PTFE Bonne résistance thermique
Il semblerait, au vu d'informations informelles ( à vérifier ) que des constructeurs automobiles comme PSA remplacent toutes les poulies métalliques d'accessoires ( Compresseur, alternateurs ) par des poulies en plastiques.
[ 1 ] Gearing up with plastic
Zan Smith and Maribeth Fletcher
Mechanical Engineering , Sept 1998
[2] Automotive applications explode
Mike Tolinski
Molding systems Aug 1998
Pages 36 - 42
[3]Low-Friction Gears Reduce Lifting Effort
honeycomb window shades
http://www.performance-gear.com/news/dupont.asp
[4]Victrex
http://www.allegheny.com/performance/case14.htm
[ 5 ] http://www.rtpcompany.com