Why are flexible couplings preferred over rigid couplings?

Flexible couplings are preferred over rigid couplings for applications where misalignment between the shafts can occur.

Why use rigid coupling?

Use rigid coupling for applications in which there is no misalignment.

Accouplements rigides ou flexibles pour les applications industrielles

Figure 1 : Coupleur flexible à vis de réglage. Les coupes en spirale autour du corps permettent à l'accouplement de fléchir légèrement en cas de désalignement.

Les applications industrielles utilisent régulièrement des accouplements rigides et flexibles pour relier des arbres. Ces accouplements transfèrent le couple d'un arbre à l'autre. Les arbres rigides transfèrent plus de couple mais ne nécessitent pas de désalignement entre les arbres. Les accouplements flexibles permettent un certain désalignement, généralement jusqu'à 5° dans les directions parallèles, axiales ou angulaires. Cet article présente une vue d'ensemble des accouplements rigides et flexibles et donne des exemples d'applications pour chaque type.

Types d'accouplements rigides et flexibles

Il existe différents types d'accouplements rigides et flexibles dans les applications industrielles. Il est important de comprendre d'abord les exigences de l'application pour savoir ensuite quels paramètres rechercher dans un accouplement. La liste ci-dessous n'est pas exhaustive, mais donne un aperçu des types les plus courants.

Accouplements rigides

Les accouplements rigides relient des arbres parfaitement alignés. Ces accouplements ne peuvent pas compenser les défauts d'alignement en cours de fonctionnement, mais peuvent transmettre des couples plus élevés. Il s'agit d'accouplements simples et rentables, disponibles dans une variété de styles qui les rendent spécifiques à chaque application :

Raccords à brides : Les raccords à brides sont constitués de deux extrémités de brides séparées qui se boulonnent l'une à l'autre. Ces accouplements peuvent supporter de lourdes charges et ont des diamètres supérieurs à 200 mm (8 in). Les accouplements à brides peuvent relier des arbres de diamètres différents.
Accouplements à nervures : Également appelés accouplements à collier, les accouplements à nervures relient des arbres de même diamètre. Ces accouplements sont fendus en leur centre sur toute leur longueur. Les deux pièces d'accouplement s'adaptent aux extrémités de deux arbres pour les relier. Les deux pièces de l'accouplement sont ensuite assemblées à l'aide de boulons. Ces accouplements sont faciles à installer et conviennent pour des vitesses moyennes à élevées.
Accouplements à manchon : Les raccords à manchon sont simples à utiliser et à installer. Les extrémités des arbres s'insèrent dans les extrémités opposées de la douille, et des vis de réglage serrent l'accouplement de la douille aux arbres. Ces accouplements conviennent aux applications légères à moyennes.

Figure 2 : Un accouplement à brides relie un moteur électrique à une pompe.

Raccords flexibles

Les accouplements flexibles fonctionnent de la même manière que les accouplements rigides, transmettant le couple d'un arbre à l'autre de manière à ce que les deux arbres se déplacent à l'unisson. La principale différence réside dans le fait que les accouplements flexibles permettent un certain désalignement entre les deux arbres dans une direction angulaire, parallèle ou axiale. Certains accouplements permettent un désalignement dans plusieurs directions.

Raccords à vis de réglage : Un accouplement à vis de réglage (figure 1) relie deux arbres à leurs extrémités dans le but de transmettre de l'énergie. Il contient une ou plusieurs vis de réglage qui se serrent contre les arbres pour les maintenir en place et éviter tout glissement. Les coupes en spirale autour du corps de l'accouplement permettent une légère flexibilité.
Accouplements à engrenages : Les accouplements à engrenages transmettent le couple le plus élevé de tous les accouplements flexibles. Ces accouplements sont constitués de deux moyeux à denture externe qui forment une paire externe/interne. Les flancs des dents de l'engrenage sont conçus pour permettre un désalignement de 4 à 5°.
Accouplements à mâchoires : Les accouplements à mâchoires sont souvent utilisés dans les moteurs électriques fonctionnant en continu. Ils traitent les désalignements angulaires jusqu'à 1 degré et les désalignements parallèles jusqu'à 0,015 pouce. Les accouplements à mâchoires sont appréciés pour leur fiabilité, leur protection et leur polyvalence.
Accouplements en grille : Les accouplements à grille sont réputés pour réduire jusqu'à 30 % des vibrations et amortir les chocs dans les équipements d'entraînement et de transmission de puissance.
Accouplements à chaîne à rouleaux : Les accouplements à chaîne à rouleaux constituent un choix rentable pour les applications à couple élevé dans des secteurs tels que l'agriculture et l'exploitation minière. Ils permettent un désalignement d'environ 2°.

Figure 3 : Installation d'une grille d'accouplement.

Sélection des accouplements pour les applications industrielles

Voici un aperçu des applications industrielles qui utilisent des accouplements rigides ou flexibles.

Applications des accouplements rigides

Machines rotatives à grande vitesse : Les turbines, les pompes à grande vitesse et les compresseurs utilisent des accouplements rigides. Un alignement précis est nécessaire pour éviter les vibrations qui empêchent un fonctionnement sans heurts.
Usinage CNC de précision : Les machines à commande numérique utilisent des accouplements rigides pour assurer la précision et un jeu minimal, qui sont tous deux nécessaires pour les opérations de coupe, de fraisage et de tournage.
Robotique et automatisation : Les machines automatisées et les systèmes robotiques utilisent des accouplements rigides pour le contrôle précis des mouvements et la synchronisation entre plusieurs axes.
Systèmes de transmission de puissance : Les applications de transmission de puissance à haut rendement utilisent des accouplements rigides pour un couple élevé et l'alignement des arbres.

Applications d'accouplement flexible

Équipement entraîné par un moteur électrique : Les moteurs électriques sont équipés d'accouplements flexibles pour se connecter aux pompes, aux compresseurs, aux ventilateurs et à d'autres équipements entraînés afin de réduire les transmissions de vibrations.
Industrie automobile : Les chaînes cinématiques et les systèmes de suspension utilisent des accouplements flexibles pour minimiser les vibrations et gérer les désalignements causés par les mouvements du moteur.
Systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation : Les systèmes CVC utilisent des accouplements flexibles pour connecter les moteurs aux ventilateurs, aux soufflantes et à d'autres équipements.
Applications marines et offshore : Les systèmes de propulsion marine, les plates-formes de forage en mer et les équipements navire-terre utilisent des accouplements flexibles pour gérer les désalignements causés par les mouvements du navire.