La charge radiale C'est la force qui s'exerce perpendiculairement à l'axe de symétrie d'un objet et dont la ligne d'action passe par cet axe. Par exemple, une courroie sur une poulie impose une charge radiale sur le roulement ou le roulement de l'arbre de poulie..
Sur la figure 1, les flèches jaunes représentent les forces radiales ou les charges sur les arbres dues à la tension de la courroie passant à travers les poulies.
L'unité de mesure de la charge radiale dans le système international ou SI est le Newton (N). Mais d'autres unités de force sont également fréquemment utilisées pour le mesurer, comme le kilogramme-force (Kg-f) et la livre-force (lb-f).
Index des articles
Pour calculer la valeur de la charge radiale sur les éléments d'une structure, les étapes suivantes doivent être suivies:
- Faire le diagramme des forces sur chaque élément.
- Appliquer les équations qui garantissent l'équilibre translationnel; c'est-à-dire que la somme de toutes les forces est nulle.
- Considérons l'équation des couples ou des moments pour que l'équilibre rotationnel soit satisfait. Dans ce cas, la somme de tous les couples doit être nulle.
- Calculer les efforts pour pouvoir identifier les charges radiales qui agissent sur chacun des éléments.
La figure suivante montre une poulie à travers laquelle passe une poulie tendue avec la tension T. La poulie est montée sur un arbre supporté par deux roulements. Le centre de l'un d'eux est à une distance L1 du centre de la poulie. À l'autre extrémité se trouve l'autre relèvement, à la distance Ldeux.
Déterminez la charge radiale sur chacun des roulements, en supposant que le poids de l'arbre et de la poulie est nettement inférieur à la contrainte appliquée.
Prendre comme valeur pour la tension de la courroie 100 kg-f et pour les distances L1= 1 m et Ldeux= 2 m.
Tout d'abord, un diagramme des forces agissant sur l'axe est fait.
La tension de la poulie est T, mais la charge radiale sur l'arbre à la position de la poulie est de 2T. Le poids de l'arbre et de la poulie n'est pas pris en compte car l'énoncé du problème nous indique qu'il est considérablement inférieur à la tension appliquée à la courroie.
La réaction radiale des appuis sur l'arbre est provoquée par les forces radiales ou charges T1 et T2. Les distances L1 et L2 des supports au centre de la poulie sont également indiquées sur le schéma..
Le système de coordonnées est également affiché. Le couple ou moment total sur l'axe sera calculé en prenant comme centre l'origine du système de coordonnées et sera positif dans la direction Z.
Maintenant les conditions d'équilibre sont établies: somme des forces égale à zéro et somme des couples égale à zéro.
A partir de la seconde équation on obtient la réaction radiale sur l'axe dans le support 2 (Tdeux), en remplaçant dans la première et en résolvant la réaction radiale sur l'axe au support 1 (T1).
T1= (2/3) T = 66,6 kg-f
Et la charge radiale sur l'arbre dans la position du support 2 est:
Tdeux= (4/3) T = 133,3 kg-f.
La figure suivante montre un système composé de trois poulies A, B, C toutes de même rayon R. Les poulies sont reliées par une courroie qui a une tension T.
Les arbres A, B, C passent par des roulements lubrifiés. La séparation entre les centres des axes A et B est de 4 fois le rayon R. De même, la séparation entre les axes B et C est également 4R.
Déterminer la charge radiale sur les axes des poulies A et B, en supposant que la tension de la courroie est de 600N.
On commence par dessiner un diagramme des forces qui agissent sur la poulie A et sur B. Sur la première on a les deux tensions T1 et Tdeux, ainsi que la force FÀ que le roulement exerce sur l'axe A de la poulie.
De même, sur la poulie B on a les tensions T3 , T4 et la force FB que le roulement exerce sur l'axe de celui-ci. La charge radiale sur l'axe de la poulie A est la force FÀ et la charge radiale sur le B est la force FB.
Puisque les axes A, B, C forment un triangle isorectangle, l'angle ABC est de 45 °.
Toutes les tensions T1 , Tdeux , T3 , T4 montré sur la figure ont le même module T, qui est la tension de la courroie.
Maintenant, nous écrivons la condition d'équilibre pour la poulie A qui n'est rien d'autre que la somme de toutes les forces agissant sur la poulie A doit être nulle.
On obtient la séparation des composantes X et Y des forces et l'addition (vectorielle) de la paire d'équations scalaires suivante:
FÀX - T = 0; FÀOui - T = 0
Ces équations conduisent à l'égalité suivante: FHACHE = FOH = T.
Par conséquent, la charge radiale a une grandeur donnée par:
FÀ = (T² + T²)1/2 = 21/2∙ T = 1,41 ∙ T = 848,5 N. avec direction à 45 °.
De même, nous écrivons la condition d'équilibre de la poulie B.Pour la composante X, nous avons: FBX + T + T ∙ Cos45 ° = 0
Y pour le composant Y: FBOui + T ∙ Sen45 ° = 0
De cette façon:
FBX = - T (1 + 2-1/2) et FPAR = -T ∙ 2-1/2
Autrement dit, l'amplitude de la charge radiale sur la poulie B est:
FB = ((1 + 2-1/2) ² + 2-1)1/2∙ T = 1,85 ∙ T = 1108,66 N et sa direction est de 135 °.
Personne n'a encore commenté ce post.