Arbres à clé.

Que sont les Keyed Shafts ?

Les arbres à clavette, également appelés arbres rotatifs à clé ou arbres à clavette, sont un élément essentiel de la gamme de composants linéaires et rotatifs d'Accu, usinés avec une clavette longitudinale qui verrouille les composants rotatifs à l'arbre afin de transférer le couple sans glissement. Chaque arbre est une barre cylindrique droite rectifiée avec précision, dotée d'une fente rectangulaire fraisée le long de sa surface, dimensionnée pour accepter une clé parallèle adaptée qui se trouve à moitié dans l'arbre et à moitié dans le moyeu du composant monté dessus. Ce verrouillage mécanique élimine toute dépendance à la friction uniquement, offrant une connexion d'entraînement positive qui maintient sa position en cas de charge inversée, de démarrages par choc et de couple élevé continu

Chaque rainure de clavette est fraisée selon une norme dimensionnelle établie, la norme ANSI B17.1-1967 pour les arbres impériaux et la norme DIN 6885-1 pour les arbres métriques, de sorte que les clés et les moyeux dotés d'une norme correspondante peuvent être insérés directement. Cette interchangeabilité fait des arbres à clavette un choix fiable pour la transmission de puissance dans les domaines de l'automatisation, de la robotique, du transport et de la construction de machines en général, où une interface d'entraînement prévisible est aussi importante que le couple nominal lui-même

Comment fonctionnent les arbres à clé.

L'installation commence par faire glisser le composant correspondant, généralement un engrenage, une poulie, un pignon ou un accouplement, sur l'arbre jusqu'à ce que sa propre rainure de clavette soit alignée avec la fente de l'arbre. Une clé parallèle est ensuite insérée dans la poche combinée, comblant l'espace entre l'arbre et le moyeu, et le composant est placé axialement à l'aide d'un collier d'arbre, d'une bague de retenue ou d'une vis sans tête . Une fois assemblé, le couple d'entraînement passe de l'arbre à la face latérale de la clé, puis sort par la face correspondante de la clavette du moyeu, de sorte que la charge est supportée par cisaillement et palier plutôt que par friction de serrage. Comme la clé est une pièce discrète et remplaçable, elle peut également être spécifiée pour tomber en panne en premier et protéger l'arbre et la boîte de vitesses les plus coûteux qui se trouvent derrière elle

Prenez un convoyeur à bande sur une ligne d'emballage. La sortie de la boîte de vitesses entraîne un arbre rotatif à clavettes fonctionnant dans deux roulements à coussinets, avec une poulie d'entraînement dentée fixée au centre de cet arbre et des colliers d'arbre de chaque côté la maintenant au centre. Chaque fois que la ligne démarre avec une charge complète de produit, la poulie subit un pic de couple qui laisse un ajustement dû à la friction se désaligner et entraîner la courroie hors de sa trajectoire. La clé absorbe cette pointe et maintient la poulie indexée par rapport à l'arbre. C'est pourquoi la même disposition est utilisée dans les portiques robotiques, les transmissions agricoles et les accouplements de pompe et

Matériaux à partir desquels les arbres à clé sont fabriqués

La gamme d'arbres à clavette d'Accu est usinée à partir de métaux de qualité technique, chacun étant sélectionné pour équilibrer la résistance à la torsion, la résistance à la corrosion et la masse rotative pour une classe d'application différente :

• Acier inoxydable - (303) : Un acier inoxydable austénitique à usinage libre avec une solide résistance générale à la corrosion, fabriqué selon la norme ASTM A-582 Cond A.
• Acier inoxydable marin (A4) : offre une résistance supérieure à la corrosion et aux produits chimiques de qualité marine pour les environnements côtiers et les lavages, fabriqué conformément à la norme ASTM A-276 Cond A.
• Acier - (C45) : Acier à teneur moyenne en carbone offrant une résistance à la traction et une durabilité élevées à un coût par arbre compétitif, fabriqué selon la norme ASTM A108.
• Acier - (1144) : Une nuance allégée avec une limite d'élasticité et une résistance à la fatigue exceptionnelles, l'option la plus difficile de la gamme Rockwell C22 à C25 et fabriquée selon la norme ASTM A311.
• Aluminium - (Grade 2024-T4) : un peu plus du tiers du poids de l'arbre en acier équivalent, avec un rapport résistance/poids élevé qui convient aux assemblages à faible inertie et à inversion rapide, fabriqué selon les normes ASTM B211 2024-T4 et T351.

Quel que soit le métal de base, chaque arbre de la gamme est fourni avec précision pour une finition de surface et une tolérance de diamètre constantes, de sorte que les moyeux et les roulements glissent proprement sans autre préparation.

Tailles et types d'arbres à clé disponibles.

La gamme d'arbres à clavette d'Accu est disponible en séries impériales et métriques, dans une large gamme de diamètres, de longueurs et de tailles de clavettes pour répondre à une gamme de besoins techniques exigeants :

• Diamètre extérieur (OD) : 5/16 po à 2-7/16 po impérial, 8 mm à 50 mm métrique.
• Longueur (L) : 3 à 72 pouces impériaux, 300 mm à 1800 mm en métrique.
• Largeur du passage de clavette (KW) : 3/32 po à 5/8 po impérial, 2 mm à 14 mm en métrique.
• Profondeur du passage de clavette (KH) : 3/64 po à 5/16 po impérial, 1,2 mm à 5,5 mm en métrique.
• Norme de fabrication : ANSI B17.1-1967 impériale, DIN 6885-1 métrique.
• Tolérance du diamètre extérieur (OD) : ±0,0025 pouces, +0/-0,003 pouces et +0/-0,0035 pouces impériaux, +0/-0,05 mm et +0/-0,076 mm métriques.
• Tolérance de longueur (L) : ± 0,062 « impérial, ± 1,6 mm métrique.
• Tolérance de rectitude : 0,012 po/pied impérial, 0,33/300 mm métrique.
• Dureté : Rockwell B40 à Rockwell C25.
• Résistance à la traction : 30 000 psi à 108 000 psi.

Les dimensions de la clavette sont fixées en fonction du diamètre par la norme en vigueur, de sorte que chaque arbre est livré avec la rainure de clavette adaptée à sa taille et aucune sélection distincte n'est nécessaire. La disponibilité des matériaux se restreint aux extrémités de la gamme : l'aluminium est proposé sur des arbres impériaux jusqu'à 1 pouce, le diamètre de 15/16 pouces est usiné en acier (C45) uniquement et la série métrique est fournie dans les quatre nuances d'acier inoxydable et d'acier. Vous aurez également besoin des clés parallèles correspondantes pour terminer la connexion du lecteur.

FAQ :

Q : Que signifie « arbre à clé » ?

R : Un arbre à clavette est un arbre rotatif doté d'une rainure rectangulaire usinée dans le sens de la longueur le long de sa surface extérieure. Le terme décrit la présence de cette rainure plutôt que d'un diamètre ou d'un matériau particulier. La clavette accepte une clé parallèle distincte, qui fait le pont entre l'arbre et le moyeu de tout ce qui est monté dessus, bloquant les deux ensemble pour qu'ils tournent en un seul. Vous verrez parfois le même composant répertorié comme arbre à clavette ou arbre rotatif à clavette.

Q : Quel couple peut supporter un arbre à clé ?

R : Il n'y a pas de chiffre unique, car la capacité de couple est définie par l'assemblage plutôt que par l'arbre lui-même. Deux limites le régissent généralement : le cisaillement sur la section transversale de la clé et la pression d'appui sur les faces de contact des rainures de clavette de l'arbre et du moyeu. Les deux varient en fonction de la largeur de la clé et de sa longueur d'engagement, ainsi que de la résistance au cisaillement et à la compression des matériaux de la clé et de l'arbre. C'est pourquoi un arbre de plus grand diamètre transmet plus de couple grâce à sa rainure de clavette, plus grande en conséquence. Pour toute application spécifique, calculez par rapport au plus faible des trois éléments, à savoir la clé, la clavette d'arbre et la clavette du moyeu, puis appliquez un facteur de sécurité pour les chocs ou

Q : À quoi sert une clé accrochée à un arbre ?

R : La clé transforme un ajustement en une pulsion positive. Sans elle, un engrenage ou une poulie poussés sur un arbre lisse dépendent de la friction, qui se relâche sous l'effet des vibrations et glisse dès que le couple augmente. La clé se trouve dans les rainures correspondantes des deux parties et bloque physiquement la rotation relative, de sorte que l'entraînement est transmis par contact métal à métal plutôt que par la force de serrage. Il a également deux objectifs secondaires : il définit la position angulaire du composant sur l'arbre, ce qui est important partout où la synchronisation est critique et il agit comme un point faible délibéré, en cisaillant en cas de surcharge pour protéger l'arbre, la boîte de vitesses et les machines entraînées

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