Sélection des anneaux de retenue

Aug 23, 2023

Les ingénieurs sont quotidiennement mis au défi de proposer des conceptions de produits économiques qui réduisent le poids, la taille, les matières premières et la main d'œuvre. Ce mandat concurrentiel affecte toutes les facettes de la conception, y compris les fixations nécessaires au maintien des composants en place.

Un type de fixation non filetée qui a été largement utilisé pour atteindre ces objectifs est la bague de retenue. Fixation circulaire, cette bague s'installe dans une rainure pour maintenir des composants sur un arbre ou à l'intérieur d'un alésage. Il maintient les engrenages, les cames et les poulies sur les arbres, ainsi que les roulements, les vannes, les buses et les verrous à l'intérieur des boîtiers. Savoir quelle bague de retenue utiliser dans une situation de fixation donnée peut grandement contribuer à l'efficacité globale et à l'économie d'une conception.

Tout comme une vis a besoin d'un trou correctement taraudé, une bague de retenue a besoin de rainures correctement découpées pour garantir les meilleures performances. Les deux parois de la rainure doivent être parallèles et perpendiculaires à l'axe de l'arbre ou du boîtier.

La profondeur de la rainure doit être respectée selon les spécifications, car la profondeur et les rayons du fond de la rainure déterminent le niveau de support que fournira la paroi porteuse de la rainure. La marge de bord, qui correspond à la distance entre la rainure et l'extrémité de l'arbre ou du boîtier, doit être calculée pour fournir suffisamment de matériau pour résister au cisaillement, même sous des charges maximales.

Étant donné que les anneaux de retenue échouent le plus souvent en raison de la déflexion, il est important de comprendre comment différentes conditions affectent la capacité de poussée. Les pièces aux angles vifs offrent un contact idéal avec la partie saillante de l’anneau et, par conséquent, le meilleur support de charge.

Les pièces ayant un rayon ou un chanfrein compromettent la capacité de poussée. Lorsqu'une charge est appliquée à la partie retenue qui entre en contact avec l'anneau au niveau de son bord extérieur, elle crée une action de levier contre la paroi de la rainure chargée. Sous des charges extrêmes, cela peut conduire à une déflexion de l’anneau et finalement à une rupture. Si ces conditions existent (et cela doit être soigneusement étudié avant que la conception ne soit terminée), il peut être judicieux d'utiliser un anneau de retenue renforcé.

Pour corriger la préparation des rainures, il est tout aussi important de sélectionner les types d'anneaux les mieux adaptés aux conditions de charge spécifiques. Bien que de nombreux styles de bagues partagent des caractéristiques de conception communes, chacun possède ses propres caractéristiques particulières qui doivent être prises en compte en fonction de la conception individuelle.

Par exemple, lorsque les conditions de charge nécessitent un engagement maximal des rainures, les anneaux de base constitueront le meilleur choix. Cependant, lorsque la charge n'est pas critique, mais que la saillie des oreilles des anneaux de base crée un problème d'interférence - ou lorsqu'un épaulement supérieur uniformément saillant est important - la préférence doit être donnée aux anneaux inversés. Il est courant que de tels anneaux soient utilisés dans des applications à faible capacité de charge où l'esthétique est la principale préoccupation. Les anneaux de base et inversés sont interchangeables en ce qui concerne les dimensions des rainures.

En cas de fortes charges, l'anneau renforcé sera plus performant que l'anneau de base en raison de sa plus grande hauteur de section, de sa forme d'ergot et de son épaisseur. Cet anneau peut également remédier aux cas de rupture par fatigue.

Les anneaux installés radialement varient également. L'anneau en C en forme de croissant est préféré lorsque l'espace est limité et que les charges ne sont pas très lourdes. Ce type de bague est également plus inviolable.

L'anneau en E, qui est un anneau en C avec des encoches de chaque côté d'une pièce centrale inférieure, est idéal pour les grandes épaules. Un anneau en E renforcé est idéal pour les applications caractérisées par des vibrations, des vitesses et des charges cycliques élevées.

L'anneau renforcé est interchangeable avec l'anneau en E mais adhère au fond de la rainure avec une force radiale 3 à 5 fois supérieure et présente une plus grande résistance à la rupture par fatigue. Dans la plupart des cas, son diamètre extérieur ou son épaulement est plus grand que celui de l'anneau en E, ce qui est un autre facteur à prendre en compte. Les trois styles sont disponibles en cartouches scotchées pour être assemblées avec des distributeurs et des applicateurs.

Les bagues de retenue peuvent être utilisées pour compenser les tolérances ou l'usure accumulées dans l'assemblage, ainsi que pour exercer une pression contre les pièces retenues. La plupart des anneaux de retenue sont fabriqués à partir de matériaux à ressorts et sont traités thermiquement pour conserver leur élasticité.