{"id":1277,"date":"2026-04-27T07:11:32","date_gmt":"2026-04-27T07:11:32","guid":{"rendered":"https:\/\/worm-and-worm-wheel.com\/?p=1277"},"modified":"2026-04-27T07:11:32","modified_gmt":"2026-04-27T07:11:32","slug":"worm-gearbox-heat-thermal-limits-and-cooling-strategies","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/worm-and-worm-wheel.com\/fr\/worm-gearbox-heat-thermal-limits-and-cooling-strategies\/","title":{"rendered":"Chaleur des r\u00e9ducteurs \u00e0 vis sans fin \u2014 Limites thermiques et strat\u00e9gies de refroidissement"},"content":{"rendered":"
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Chaleur des r\u00e9ducteurs \u00e0 vis sans fin \u2014 Limites thermiques et strat\u00e9gies de refroidissement<\/h1>\n

L'\u00e9nergie consomm\u00e9e est \u00e9gale \u00e0 la puissance utile plus la chaleur. Cette chaleur doit \u00eatre dissip\u00e9e, et la plupart des plaintes concernant la surchauffe des bo\u00eetes de vitesses sont dues \u00e0 un calcul de 30 minutes qui n'a jamais \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9 avant la mise en service.<\/p>\n

Parlez \u00e0 un ing\u00e9nieur \u2192<\/a><\/p>\n<\/div>\n

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R\u00e9ponse rapide<\/div>\n

Un r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin fonctionnant \u00e0 70 % de rendement convertit 30 % de la puissance absorb\u00e9e en chaleur. Pour un variateur de 5 kW, cela repr\u00e9sente une dissipation thermique continue de 1,5 kW \u00e0 travers la surface du carter. Les normes ISO\/TR 14179 et AGMA fixent toutes deux \u00e0 95 \u00b0C la temp\u00e9rature maximale typique du carter d'huile. Le maintien de la temp\u00e9rature de votre r\u00e9ducteur en dessous de cette limite d\u00e9pend d'un bilan thermique prenant en compte trois facteurs\u00a0: la chaleur g\u00e9n\u00e9r\u00e9e, la surface du carter et la temp\u00e9rature ambiante. Lorsque le calcul pr\u00e9voit une temp\u00e9rature du carter sup\u00e9rieure \u00e0 95 \u00b0C, le syst\u00e8me de refroidissement progressif se d\u00e9roule comme suit\u00a0: convection naturelle \u2192 ailettes de refroidissement \u2192 ventilation forc\u00e9e \u2192 refroidisseur d'huile externe. Le co\u00fbt d'investissement et la complexit\u00e9 augmentent \u00e0 chaque \u00e9tape. La plupart des probl\u00e8mes de surchauffe sont r\u00e9solus par les \u00e9tapes 1 et 2 avant que les \u00e9tapes 3 et 4 ne deviennent \u00e9conomiquement n\u00e9cessaires.<\/p>\n<\/div>\n

Pourquoi les bo\u00eetes de vitesses surchauff\u00e9es tombent-elles constamment en panne sur le terrain ?<\/h2>\n

\u00ab Le carter de la bo\u00eete de vitesses \u00e9tait br\u00fblant au toucher d\u00e8s 10 h du matin. \u00bb Cette observation, consign\u00e9e dans le registre de maintenance d'une cimenterie cor\u00e9enne il y a trois ans, a d\u00e9clench\u00e9 une enqu\u00eate de six mois. Celle-ci s'est sold\u00e9e par la modernisation d'un refroidisseur d'huile (40\u00a0000 USD), deux arr\u00eats de production impr\u00e9vus et le remplacement d'une roue \u00e0 vis sans fin en bronze, avant que la cause premi\u00e8re ne soit enfin identifi\u00e9e. Une simple simulation thermique de 30 minutes avant la mise en service de la ligne aurait suffi. La plupart des probl\u00e8mes de surchauffe des bo\u00eetes de vitesses \u00e0 vis sans fin ne sont pas dus \u00e0 des d\u00e9fauts de fabrication, mais \u00e0 des choix de dimensionnement m\u00e9canique effectu\u00e9s sans calcul thermique pr\u00e9alable.<\/p>\n

Un catalogue de r\u00e9ducteurs \u00e0 vis sans fin indique deux caract\u00e9ristiques pour chaque taille de ch\u00e2ssis\u00a0: un couple m\u00e9canique et une puissance thermique. Le couple m\u00e9canique indique le couple maximal que les dents et les roulements de la vis sans fin peuvent supporter sans rupture. La puissance thermique indique la puissance continue que le carter peut dissiper sous forme de chaleur sans d\u00e9passer la temp\u00e9rature limite du carter d'huile. Sur les r\u00e9ducteurs \u00e0 rapport \u00e9lev\u00e9 fonctionnant 24\u00a0h\/24, la puissance thermique est souvent la plus faible des deux\u00a0; n\u00e9gliger ce param\u00e8tre est la principale cause de d\u00e9faillance pr\u00e9matur\u00e9e des r\u00e9ducteurs en service continu.<\/p>\n

L'\u00e9quation du bilan thermique \u2014 l'\u00e9nergie entrante est \u00e9gale \u00e0 l'\u00e9nergie sortante<\/h2>\n
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Chaque r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin en fonctionnement atteint un \u00e9quilibre thermique o\u00f9 la chaleur g\u00e9n\u00e9r\u00e9e est \u00e9gale \u00e0 la chaleur dissip\u00e9e. En dessous de cette temp\u00e9rature d'\u00e9quilibre, la chaleur g\u00e9n\u00e9r\u00e9e exc\u00e8de la chaleur dissip\u00e9e et l'huile s'\u00e9chauffe. Au-dessus de cette temp\u00e9rature, la chaleur dissip\u00e9e exc\u00e8de la chaleur g\u00e9n\u00e9r\u00e9e et l'huile se refroidit. La temp\u00e9rature d'\u00e9quilibre est d\u00e9termin\u00e9e par trois facteurs\u00a0: la puissance absorb\u00e9e, le rendement du r\u00e9ducteur et la capacit\u00e9 du carter du r\u00e9ducteur \u00e0 dissiper la chaleur dans l'air ambiant.<\/p>\n

Pour un r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin en r\u00e9gime permanent, la chaleur g\u00e9n\u00e9r\u00e9e chaque seconde est \u00e9gale \u00e0 la puissance d'entr\u00e9e multipli\u00e9e par un moins le rendement. Pour une puissance d'entr\u00e9e de 5 kW et un rendement de 70 %, cela repr\u00e9sente 1,5 kW de chaleur, soit l'\u00e9quivalent d'un radiateur \u00e9lectrique domestique fonctionnant en continu \u00e0 l'int\u00e9rieur du carter du r\u00e9ducteur.<\/p>\n<\/div>\n

\"jeu<\/div>\n<\/div>\n
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terme d'\u00e9quilibre thermique<\/th>\nSymbole<\/th>\nFormule<\/th>\nGamme typique<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Puissance d'entr\u00e9e<\/strong><\/td>\n\u00c9pingle<\/td>\n\u00c0 partir de la plaque signal\u00e9tique du moteur \u00d7 facteur de charge<\/td>\n0,1 \u00e0 100 kW<\/td>\n<\/tr>\n
Efficacit\u00e9<\/strong><\/td>\n\u03b7<\/td>\nD\u00e9pendance \u00e0 l'angle d'attaque et au coefficient de frottement<\/td>\n0,50 \u00e0 0,92<\/td>\n<\/tr>\n
Chaleur g\u00e9n\u00e9r\u00e9e<\/strong><\/td>\nP_chaleur<\/td>\nP_in \u00d7 (1 \u2212 \u03b7)<\/td>\n0,04 \u00e0 50 kW<\/td>\n<\/tr>\n
surface habitable<\/strong><\/td>\nUN<\/td>\nDe la g\u00e9om\u00e9trie du bo\u00eetier, ailettes incluses<\/td>\n0,05 \u00e0 5 m\u00b2<\/td>\n<\/tr>\n
coefficient de transfert thermique<\/strong><\/td>\nk<\/td>\nConvection naturelle \/ forc\u00e9e \/ immerg\u00e9e<\/td>\n8 \u00e0 80 W\/m\u00b2\u00b7K<\/td>\n<\/tr>\n
hausse des temp\u00e9ratures<\/strong><\/td>\n\u0394T<\/td>\nP_chaleur \/ (k \u00d7 A)<\/td>\n15 \u00e0 70 \u00b0C<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

La temp\u00e9rature du carter d'un r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin est \u00e9gale \u00e0 la temp\u00e9rature ambiante plus \u0394T. Si le calcul donne une temp\u00e9rature sup\u00e9rieure \u00e0 95 \u00b0C (limite de la norme ISO\/TR 14179), la conception pr\u00e9sente un probl\u00e8me thermique. Le calcul de la chaleur du r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin est simple\u00a0; il est recommand\u00e9 de l'effectuer avant la mise en service plut\u00f4t qu'apr\u00e8s la d\u00e9faillance du r\u00e9ducteur lors de son premier cycle de 24 heures.<\/p>\n

Exemple concret\u00a0: entra\u00eenement de convoyeur de 5\u00a0kW en fonctionnement continu (24\u00a0h\/24).<\/h2>\n

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Prenons l'exemple d'un r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin industriel standard, dimensionn\u00e9 pour un convoyeur \u00e0 fonctionnement continu, et analysons son bilan thermique \u00e0 l'aide de donn\u00e9es chiffr\u00e9es. Ce calcul, d'une dizaine de minutes \u00e0 l'aide d'une calculatrice, permet de v\u00e9rifier que le r\u00e9ducteur reste dans les limites thermiques autoris\u00e9es avant la mise en service de la ligne.<\/p>\n

Application:<\/strong> Moteur triphas\u00e9 de 5 kW, r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin 60:1, sortie de 30 tr\/min, service continu 24 heures sur 24, environnement industriel int\u00e9rieur, temp\u00e9rature ambiante typique de 30 degr\u00e9s Celsius, pas de refroidissement forc\u00e9.<\/p>\n

\u00c9tape 1 \u2014 g\u00e9n\u00e9ration de chaleur.<\/strong> Un r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin \u00e0 un seul \u00e9tage (rapport 60:1) fonctionne g\u00e9n\u00e9ralement avec un rendement de 65 % sous charge mod\u00e9r\u00e9e. La chaleur g\u00e9n\u00e9r\u00e9e est de 5 kW \u00d7 1 - 0,65 = 1,75 kW en continu. Cela repr\u00e9sente 1\u00a0750 watts convertis en chaleur \u00e0 l'int\u00e9rieur du carter chaque seconde de fonctionnement.<\/p>\n

\u00c9tape 2 \u2014 surface habitable.<\/strong> Le carter d'un r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin industriel standard en fonte, pour une puissance de 5 kW, pr\u00e9sente une surface ext\u00e9rieure d'environ 0,6 m\u00b2, couvercle et faces lat\u00e9rales compris, mais sans les boulons de fixation. Avec des ailettes de refroidissement, cette surface passe \u00e0 environ 0,85 m\u00b2. Sans ailettes, elle reste \u00e0 0,6 m\u00b2.<\/p>\n

\u00c9tape 3 \u2014 coefficient de transfert de chaleur.<\/strong> La convection naturelle d'un carter de r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin industriel vertical, en air immobile, est d'environ 12 W par m\u00e8tre carr\u00e9 et par degr\u00e9 Celsius. Avec un flux d'air transversal de 1 m\u00e8tre par seconde d\u00fb \u00e0 la circulation d'air ambiant (environnement industriel int\u00e9rieur typique), elle atteint environ 18 W par m\u00e8tre carr\u00e9 et par degr\u00e9 Celsius. On peut consid\u00e9rer 15 W par m\u00e8tre carr\u00e9 et par degr\u00e9 Celsius comme une estimation pratique pour une utilisation en milieu industriel int\u00e9rieur.<\/p>\n

\u00c9tape 4 \u2014 hausse de temp\u00e9rature.<\/strong> \u0394T = 1\u00a0750 watts divis\u00e9s par 15 W\/m\u00b2\/\u00b0C multipli\u00e9s par 0,6 m\u00b2 = 194 \u00b0C. La temp\u00e9rature du carter est de 30 + 194 = 224 \u00b0C. Cette temp\u00e9rature d\u00e9passe largement la limite de 95 \u00b0C pour l'huile des engrenages \u00e0 vis sans fin\u00a0; le r\u00e9ducteur ne peut dissiper la chaleur \u00e0 ce niveau de fonctionnement. Le convoyeur aurait fonctionn\u00e9 pendant un ou deux jours, l'huile se serait vaporis\u00e9e instantan\u00e9ment et la roue dent\u00e9e en bronze aurait c\u00e9d\u00e9 en moins d'une semaine.<\/p>\n

\u00c9tape 5 \u2014 chemin de conception corrective.<\/strong> L'ajout d'ailettes augmente la surface \u00e0 0,85 m\u00e8tre carr\u00e9, abaissant le \u0394T \u00e0 137 \u00b0C \u2014 encore trop \u00e9lev\u00e9. L'ajout d'un refroidissement par air forc\u00e9 (un petit ventilateur soufflant sur le carter) porte la conductivit\u00e9 thermique k \u00e0 40 W\/m\u00b2\/\u00b0C et r\u00e9duit le \u0394T \u00e0 51 \u00b0C. La temp\u00e9rature du carter (30 + 51) est de 81 \u00b0C \u2014 inf\u00e9rieure \u00e0 la limite de 95 \u00b0C avec une marge de 14 \u00b0C. C'est la solution de conception que la plupart des fournisseurs r\u00e9put\u00e9s de r\u00e9ducteurs \u00e0 vis sans fin recommanderaient pour cette application.<\/p>\n

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Note du bureau d'ing\u00e9nierie<\/div>\n

L'erreur de calcul la plus fr\u00e9quente, source d'inexactitudes, consiste \u00e0 utiliser la puissance nominale du moteur au lieu de sa puissance r\u00e9elle. Un moteur de 5 kW entra\u00eenant un convoyeur sous-charg\u00e9 peut ne fournir que 2 kW en continu. Sur un convoyeur lourd, un moteur de 5 kW fonctionne souvent \u00e0 5,5 kW en continu en raison du facteur de service. Il est imp\u00e9ratif d'effectuer le calcul en fonction de la puissance r\u00e9elle, et non de la puissance nominale. Nous avons constat\u00e9 qu'une sucrerie vietnamienne avait sp\u00e9cifi\u00e9 un r\u00e9ducteur de 7,5 kW pour une puissance nominale de 5,5 kW, alors qu'il fonctionnait en continu \u00e0 6,5 kW sous la charge importante de m\u00e9lasse \u2013 un cas de figure que le dimensionnement initial n'avait pas pris en compte. La d\u00e9faillance thermique s'est produite exactement comme le pr\u00e9voyait le calcul corrig\u00e9.<\/p>\n<\/div>\n

\u00c9chelle d'escalade du refroidissement \u2014 quatre niveaux<\/h2>\n
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Lorsque le bilan thermique r\u00e9v\u00e8le que le carter de la bo\u00eete \u00e0 vis sans fin ne parvient pas \u00e0 dissiper suffisamment de chaleur naturellement, les concepteurs mettent en \u0153uvre quatre niveaux de refroidissement. Chaque niveau augmente la capacit\u00e9 et le co\u00fbt.<\/p>\n

La plupart des applications sont r\u00e9solues au niveau 1 ou 2 ; les niveaux 3 et 4 sont r\u00e9serv\u00e9s aux services continus \u00e0 haute puissance.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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\u00c9tage<\/th>\nM\u00e9thode<\/th>\nk (W\/m\u00b2\u00b7K)<\/th>\nCapacit\u00e9 typique<\/th>\nCo\u00fbt suppl\u00e9mentaire<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
1<\/strong><\/td>\nConvection naturelle (logement lisse)<\/td>\n10\u201315<\/td>\n\u2264 1 kW de chaleur<\/td>\ncompris<\/td>\n<\/tr>\n
2<\/strong><\/td>\nAilettes de refroidissement sur le bo\u00eetier<\/td>\n12\u201318<\/td>\n1\u20132 kW de chaleur<\/td>\n+5 \u00e0 +12% du co\u00fbt du logement<\/td>\n<\/tr>\n
3<\/strong><\/td>\nVentilateur \u00e0 air puls\u00e9 (\u00e0 moteur ou \u00e0 arbre)<\/td>\n35\u201350<\/td>\n2 \u00e0 5 kW de chaleur<\/td>\n+15 \u00e0 +25% de co\u00fbt unitaire<\/td>\n<\/tr>\n
4<\/strong><\/td>\nRefroidisseur d'huile externe (huile-air ou huile-eau)<\/td>\n60 \u00e0 80 % efficaces<\/td>\n\u2265 5 kW de chaleur<\/td>\n+40 \u00e0 +80% de co\u00fbt unitaire<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Le syst\u00e8me Tier 3 (ventilation forc\u00e9e) est la solution la plus \u00e9conomique pour les puissances thermiques de 1,5 \u00e0 5 kW, couvrant la majorit\u00e9 des applications industrielles de moyenne puissance. Le ventilateur est entra\u00een\u00e9 soit par l'arbre d'entr\u00e9e du r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin (li\u00e9 \u00e0 la vitesse du moteur), soit par un petit moteur \u00e9lectrique ind\u00e9pendant. Les ventilateurs ind\u00e9pendants assurent un refroidissement constant, quelle que soit la vitesse du moteur, et sont donc privil\u00e9gi\u00e9s pour les applications \u00e0 vitesse variable. Le syst\u00e8me Tier 4 (refroidisseur d'huile externe) est r\u00e9serv\u00e9 aux applications de tr\u00e8s haute puissance (sup\u00e9rieure \u00e0 50 kW) ou aux environnements chauds (sup\u00e9rieure \u00e0 40 \u00b0C) pour lesquels les solutions des syst\u00e8mes inf\u00e9rieurs sont inadapt\u00e9es.<\/p>\n

d\u00e9classement en fonction de la temp\u00e9rature ambiante et de l'altitude<\/h2>\n
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Les valeurs thermiques indiqu\u00e9es dans les catalogues de r\u00e9ducteurs \u00e0 vis sans fin supposent une temp\u00e9rature ambiante de 25 \u00e0 30 \u00b0C au niveau de la mer. En r\u00e9alit\u00e9, les installations de r\u00e9ducteurs \u00e0 vis sans fin correspondent rarement \u00e0 ces conditions de r\u00e9f\u00e9rence. Au Vietnam, les \u00e9t\u00e9s chauds atteignent 38 \u00b0C \u00e0 l'int\u00e9rieur des b\u00e2timents\u00a0; dans les usines d'emballage sous vide de l'industrie agroalimentaire cor\u00e9enne, la temp\u00e9rature atteint 35 \u00b0C toute l'ann\u00e9e\u00a0; et dans les installations situ\u00e9es en altitude dans le nord de la Cor\u00e9e, l'air est plus rar\u00e9fi\u00e9, ce qui r\u00e9duit la capacit\u00e9 de refroidissement.<\/p>\n

Chaque augmentation de 10 degr\u00e9s Celsius par rapport \u00e0 la temp\u00e9rature de r\u00e9f\u00e9rence de 25 degr\u00e9s pour les r\u00e9ducteurs \u00e0 vis sans fin r\u00e9duit la capacit\u00e9 thermique effective d'environ 10 \u00e0 12 %. Chaque tranche de 1\u00a0000 m\u00e8tres d'altitude r\u00e9duit le refroidissement par convection de 7 \u00e0 9 % en raison de la diminution de la densit\u00e9 de l'air.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

La puissance thermique corrig\u00e9e est \u00e9gale \u00e0 la puissance nominale du catalogue multipli\u00e9e par le facteur de correction ambiant, puis par le facteur de correction d'altitude. Pour une puissance thermique nominale de 3 kW par 40 \u00b0C \u00e0 1\u00a0500 m\u00e8tres d'altitude\u00a0: 3 kW \u00d7 0,85 \u00d7 0,88 = 2,24 kW. La valeur nominale de 3 kW est trompeuse sans ces corrections. Lors de toute demande de devis, il est imp\u00e9ratif de pr\u00e9ciser la temp\u00e9rature ambiante et l'altitude, ainsi que la puissance en kW requise, afin que le fournisseur indique la puissance thermique corrig\u00e9e correcte et non une valeur g\u00e9n\u00e9rique.<\/p>\n

Trois cas thermiques r\u00e9els du bureau d'\u00e9tudes<\/h2>\n

Cas 1 \u2014 Convoyeur \u00e0 boues d'une cimenterie cor\u00e9enne<\/h3>\n

Un cimentier cor\u00e9en a opt\u00e9 pour des r\u00e9ducteurs \u00e0 vis sans fin de 7,5 kW pour ses convoyeurs de boues, en se basant uniquement sur le co\u00fbt d'investissement et en ignorant les informations relatives \u00e0 la r\u00e9sistance thermique indiqu\u00e9es dans le catalogue. Les r\u00e9ducteurs fonctionnaient 24 h\/24 \u00e0 pleine charge nominale sans refroidissement forc\u00e9. En quatre mois, la temp\u00e9rature du carter s'est stabilis\u00e9e \u00e0 95 \u00b0C, les intervalles de vidange d'huile sont pass\u00e9s de 8\u00a0000 \u00e0 1\u00a0500 heures et l'usure de la roue en bronze est devenue visible lors de chaque inspection toutes les 4\u00a0000 heures. Le co\u00fbt annuel de remplacement des engrenages \u00e0 vis sans fin dans l'ensemble de l'usine a d\u00e9pass\u00e9 les \u00e9conomies r\u00e9alis\u00e9es sur l'investissement initial d\u00e8s la premi\u00e8re ann\u00e9e. La solution de modernisation\u00a0: l'installation de refroidisseurs huile-air externes sur chaque r\u00e9ducteur (norme Tier 4), pour un co\u00fbt d'environ 4\u00a0500 USD par r\u00e9ducteur, hors temps d'arr\u00eat li\u00e9 \u00e0 l'installation. Apr\u00e8s modernisation, la temp\u00e9rature du carter est descendue \u00e0 68 \u00b0C, les intervalles de vidange sont revenus \u00e0 8\u00a0000 heures et l'usure de la roue en bronze est devenue n\u00e9gligeable. Le\u00e7on\u00a0: le calcul thermique de 30\u00a0minutes avant la mise en service aurait permis de pr\u00e9dire la panne et de recommander une taille de ch\u00e2ssis sup\u00e9rieure de 1,5\u00a0kW \u00e0 un co\u00fbt d\u2019investissement inf\u00e9rieur \u00e0 celui de la r\u00e9novation finale.<\/p>\n

Cas 2 \u2014 M\u00e9langeur de r\u00e9acteur pharmaceutique japonais<\/h3>\n

Un fabricant japonais d'\u00e9quipements pharmaceutiques avait besoin d'un r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin \u00e0 montage vertical pour un m\u00e9langeur de r\u00e9acteur st\u00e9rile fonctionnant 16 heures par jour \u00e0 une puissance continue de 2,2 kW. L'application exigeait un bo\u00eetier en acier inoxydable pour une compatibilit\u00e9 avec les salles blanches. Or, l'acier inoxydable a une conductivit\u00e9 thermique environ 60 % inf\u00e9rieure \u00e0 celle de la fonte, ce qui r\u00e9duit le coefficient de transfert thermique effectif. Un calcul thermique initial, bas\u00e9 sur une taille standard, pr\u00e9voyait une temp\u00e9rature de cuve de 102 \u00b0C, l\u00e9g\u00e8rement sup\u00e9rieure \u00e0 la limite de 95 \u00b0C. Solution\u00a0: opter pour une taille sup\u00e9rieure, en acceptant le surco\u00fbt, et ajouter des ailettes de refroidissement \u00e0 l'ext\u00e9rieur du bo\u00eetier. La temp\u00e9rature de cuve recalcul\u00e9e s'est av\u00e9r\u00e9e \u00eatre de 84 \u00b0C, soit 11 \u00b0C en dessous de la limite. Le surco\u00fbt d'investissement du r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin par rapport aux sp\u00e9cifications initiales est d'environ 18 %. Ce nouveau calcul a pris 20 minutes et a permis d'\u00e9viter une non-conformit\u00e9 r\u00e9glementaire qui aurait entra\u00een\u00e9 des semaines de validation.<\/p>\n

Cas 3 \u2014 Extrudeuse vietnamienne pour le traitement du caoutchouc<\/h3>\n

Une ligne de transformation du caoutchouc vietnamienne utilisait un entra\u00eenement d'extrusion de 15 kW, actionn\u00e9 par un r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin dimensionn\u00e9 selon les sp\u00e9cifications m\u00e9caniques du catalogue, dans un environnement int\u00e9rieur tropical \u00e0 38 \u00b0C. L'usine \u00e9tait situ\u00e9e \u00e0 800 m\u00e8tres d'altitude. Puissance thermique nominale du catalogue\u00a0: 12 kW. Puissance thermique effective apr\u00e8s d\u00e9tarage\u00a0: 12 kW \u00d7 0,85 (ambiant) \u00d7 0,94 (altitude) = 9,6 kW. L'application n\u00e9cessitait 11 kW en continu. Le d\u00e9s\u00e9quilibre \u00e9tait manifeste. Deux options de r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin \u00e9taient envisag\u00e9es\u00a0: augmenter la taille du ch\u00e2ssis de deux crans, ou ajouter un ventilateur \u00e0 air puls\u00e9 Tier 3 au ch\u00e2ssis existant. Co\u00fbt de l'augmentation de la taille du ch\u00e2ssis\u00a0: environ 1\u00a0800 USD, installation comprise. Co\u00fbt de l'ajout du ventilateur \u00e0 air puls\u00e9\u00a0: environ 350 USD, installation simple comprise. Le choix \u00e9tait \u00e9vident\u00a0: le ventilateur a \u00e9t\u00e9 ajout\u00e9, la temp\u00e9rature du carter a baiss\u00e9 de 22 \u00b0C et le r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin fonctionne de mani\u00e8re fiable depuis 18 mois \u00e0 ce jour. Recommand\u00e9 r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin<\/a> Les options incluent souvent des mises \u00e0 niveau du ventilateur d'usine disponibles au moment de la commande \u00e0 un co\u00fbt inf\u00e9rieur \u00e0 celui des mises \u00e0 niveau ult\u00e9rieures.<\/p>\n

Foire aux questions<\/h2>\n
\n
\nQ : Quelle temp\u00e9rature de carter est acceptable pour un r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin \u00e0 fonctionnement continu ?<\/summary>\n

Les normes ISO\/TR 14179 et AGMA fixent toutes deux \u00e0 95 \u00b0C la temp\u00e9rature maximale de fonctionnement continu dans le carter d'huile pour les huiles min\u00e9rales industrielles courantes. Les huiles synth\u00e9tiques PAO tol\u00e8rent une temp\u00e9rature continue de 100 \u00b0C. Les huiles synth\u00e9tiques PAG (polyglycol) tol\u00e8rent jusqu'\u00e0 110 \u00b0C en continu. Au-del\u00e0 de ces limites, l'huile s'oxyde rapidement, sa viscosit\u00e9 diminue, le film lubrifiant s'amincit et l'usure des roues en bronze s'acc\u00e9l\u00e8re de fa\u00e7on exponentielle. Pour la conception optimale des r\u00e9ducteurs \u00e0 vis sans fin, il est recommand\u00e9 de maintenir une temp\u00e9rature stable de 80 \u00e0 85 \u00b0C, en pr\u00e9voyant une marge de 10 \u00e0 15 \u00b0C pour les variations de temp\u00e9rature ambiante et les variations de charge. Un r\u00e9ducteur fonctionnant en permanence \u00e0 90 \u00b0C est techniquement conforme aux sp\u00e9cifications, mais ne dispose d'aucune marge pour les fortes chaleurs estivales ou les pics de charge.<\/p>\n<\/details>\n

\nQ : Dans quelle mesure l'huile synth\u00e9tique r\u00e9duit-elle la production de chaleur par rapport \u00e0 l'huile min\u00e9rale ?<\/summary>\n

Le passage d'une huile min\u00e9rale ISO VG 460 \u00e0 une huile synth\u00e9tique PAO ISO VG 460 pour engrenages \u00e0 vis sans fin am\u00e9liore g\u00e9n\u00e9ralement le rendement d'un r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin de 2 \u00e0 4 points de pourcentage. L'huile synth\u00e9tique PAG (polyglycol) am\u00e9liore le rendement de 4 \u00e0 8 points de pourcentage par rapport \u00e0 l'huile min\u00e9rale, ce qui repr\u00e9sente le gain de rendement le plus important pour un engrenage \u00e0 vis sans fin. Sur un variateur de 5 kW affichant un rendement de 65 % avec de l'huile min\u00e9rale, le passage \u00e0 l'huile PAG pourrait porter le rendement \u00e0 71 %, r\u00e9duisant ainsi la production de chaleur de 1,75 kW \u00e0 1,45 kW, soit une r\u00e9duction de 18 %. Cependant, l'huile PAG est incompatible avec la plupart des joints en \u00e9lastom\u00e8re et avec les r\u00e9sidus d'huile min\u00e9rale, ce qui n\u00e9cessite une purge compl\u00e8te du syst\u00e8me avant tout changement. L'huile synth\u00e9tique PAO est totalement miscible avec l'huile min\u00e9rale et constitue une solution de transition plus s\u00fbre.<\/p>\n<\/details>\n

\nQ : Pourquoi la vitesse d'entr\u00e9e a-t-elle une incidence aussi importante sur la capacit\u00e9 thermique ?<\/summary>\n

Une vitesse d'entr\u00e9e plus \u00e9lev\u00e9e implique un plus grand nombre de cycles d'engr\u00e8nement par seconde et une plus grande vitesse de rotation des roulements par seconde, deux facteurs qui augmentent la production de chaleur de mani\u00e8re quasi lin\u00e9aire avec la vitesse. Un r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin entra\u00een\u00e9 \u00e0 3\u00a0000 tr\/min g\u00e9n\u00e8re environ deux fois plus de chaleur par frottement qu'un r\u00e9ducteur identique entra\u00een\u00e9 \u00e0 1\u00a0500 tr\/min, \u00e0 couple \u00e9gal. Les valeurs thermiques des r\u00e9ducteurs \u00e0 vis sans fin indiqu\u00e9es dans les catalogues sont g\u00e9n\u00e9ralement donn\u00e9es pour des vitesses d'entr\u00e9e de 1\u00a0500 ou 1\u00a0750 tr\/min. Pour les applications \u00e0 3\u00a0000 tr\/min, la valeur thermique est g\u00e9n\u00e9ralement r\u00e9duite de 35 \u00e0 50 %. C'est pourquoi les installations de moteurs bipolaires n\u00e9cessitent une v\u00e9rification thermique rigoureuse\u00a0: un m\u00eame r\u00e9ducteur supportant 5 kW en continu \u00e0 1\u00a0450 tr\/min peut surchauffer \u00e0 3 kW en continu \u00e0 2\u00a0900 tr\/min.<\/p>\n<\/details>\n

\nQ : Comment le cycle de service affecte-t-il la capacit\u00e9 thermique ?<\/summary>\n

Le fonctionnement intermittent permet au carter du r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin de refroidir entre les p\u00e9riodes d'activit\u00e9, augmentant ainsi sa capacit\u00e9 thermique effective. D\u00e9classement standard\u00a0: un cycle de service de 50\u00a0% (30\u00a0minutes de marche, 30\u00a0minutes d'arr\u00eat en alternance) augmente la capacit\u00e9 thermique effective d'environ 25 \u00e0 30\u00a0% par rapport \u00e0 un fonctionnement continu. Un cycle de service de 25\u00a0% (15\u00a0minutes de marche, 45\u00a0minutes d'arr\u00eat) l'augmente de 50 \u00e0 60\u00a0%. Les applications de levage et d'emballage fonctionnent souvent avec un cycle de service de 10 \u00e0 25\u00a0% et d\u00e9passent largement leur capacit\u00e9 thermique nominale en fonctionnement continu sans probl\u00e8me. Les convoyeurs et les m\u00e9langeurs fonctionnant \u00e0 80\u00a0% ou plus atteignent les limites thermiques d'un fonctionnement continu, sans aucune tol\u00e9rance. Il est imp\u00e9ratif de toujours documenter l'hypoth\u00e8se de cycle de service lors de la communication de la capacit\u00e9 thermique.<\/p>\n<\/details>\n

\nQ : Comment puis-je d\u00e9tecter une bo\u00eete de vitesses qui approche de la d\u00e9faillance thermique avant qu'elle ne casse ?<\/summary>\n

Trois indicateurs de sant\u00e9 pour une bo\u00eete de vitesses \u00e0 vis sans fin, class\u00e9s par co\u00fbt et pr\u00e9cision. Premi\u00e8rement, installez une sonde de temp\u00e9rature d'huile (tout fournisseur r\u00e9put\u00e9 propose cette option pour moins de 100 USD suppl\u00e9mentaires) et enregistrez la temp\u00e9rature toutes les heures. Le suivi de la temp\u00e9rature d'huile sur plusieurs semaines permet de d\u00e9tecter une \u00e9ventuelle surchauffe progressive de la bo\u00eete de vitesses. Deuxi\u00e8mement, pr\u00e9levez des \u00e9chantillons d'huile tous les trimestres et effectuez une analyse des concentrations de fer et de cuivre (en ppm). Une augmentation de la concentration de fer, passant de 30 ppm \u00e0 80 ppm, indique une usure acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e, g\u00e9n\u00e9ralement due \u00e0 une temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e. Troisi\u00e8mement, contr\u00f4lez la temp\u00e9rature de surface du carter mensuellement \u00e0 l'aide d'un thermom\u00e8tre infrarouge sans contact. Une temp\u00e9rature du carter constamment sup\u00e9rieure ou \u00e9gale \u00e0 60 \u00b0C indique une temp\u00e9rature d'huile sup\u00e9rieure \u00e0 80 \u00b0C, soit bien dans la zone critique. Chacun de ces indicateurs est plus \u00e9conomique que d'attendre une panne catastrophique.<\/p>\n<\/details>\n

\nQ : Est-ce que l'ajout d'huile dans le carter contribue au refroidissement ?<\/summary>\n

Paradoxalement, non. Au-del\u00e0 du niveau de remplissage sp\u00e9cifi\u00e9 par le constructeur, l'ajout d'huile pour engrenages \u00e0 vis sans fin r\u00e9duit le refroidissement car elle imbibe davantage les dents et l'arbre de la vis sans fin, augmentant ainsi les pertes par barbotage (qui g\u00e9n\u00e8rent plus de chaleur) sans accro\u00eetre significativement la surface de contact avec le carter. En de\u00e7\u00e0 du niveau sp\u00e9cifi\u00e9, la lubrification par barbotage est inefficace et les dents de l'engrenage fonctionnent \u00e0 sec, ce qui est encore pire. Le niveau de remplissage pr\u00e9conis\u00e9 par le constructeur est optimal pour la g\u00e9om\u00e9trie du carter et ne doit pas \u00eatre modifi\u00e9. Si la temp\u00e9rature du carter est trop \u00e9lev\u00e9e, la solution r\u00e9side dans une capacit\u00e9 de refroidissement accrue (ailettes de niveau 2 ou ventilation forc\u00e9e de niveau 3), et non dans l'ajout d'huile.<\/p>\n<\/details>\n

\nQ : Que se passe-t-il si j'installe un r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin dans un espace sans circulation d'air ?<\/summary>\n

Le coefficient de transfert thermique d'un r\u00e9ducteur \u00e0 vis sans fin chute de 12 \u00e0 15 W\/m\u00b2\/\u00b0C (air immobile avec convection) \u00e0 environ 6 \u00e0 8 W\/m\u00b2\/\u00b0C (enceinte \u00e9tanche). La temp\u00e9rature du carter augmente de 50 \u00e0 80 % par rapport aux pr\u00e9visions du catalogue. Les enceintes moteur \u00e9tanches, les armoires m\u00e9caniques et les emplacements de montage encastr\u00e9s sont autant de facteurs qui engendrent ce probl\u00e8me. Pour y rem\u00e9dier, on peut ajouter des grilles d'a\u00e9ration dans l'enceinte, installer un petit extracteur d'air ou opter pour un ch\u00e2ssis deux fois plus grand. Il est imp\u00e9ratif de toujours pr\u00e9ciser l'environnement d'installation dans la demande de devis\u00a0: \u00ab\u00a0environnement industriel int\u00e9rieur avec circulation d'air normale\u00a0\u00bb ne correspond pas \u00e0 la m\u00eame sp\u00e9cification que \u00ab\u00a0\u00e0 l'int\u00e9rieur d'une armoire moteur \u00e9tanche\u00a0\u00bb.<\/p>\n<\/details>\n<\/div>\n

La surchauffe des r\u00e9ducteurs \u00e0 vis sans fin n'est pas une panne myst\u00e9rieuse et al\u00e9atoire. Elle r\u00e9sulte d'une dissipation thermique excessive, et son calcul ne prend que 30 minutes. L'\u00e9chelle de refroidissement \u00e0 quatre niveaux offre une progression claire, de la solution la plus simple (convection naturelle) \u00e0 la plus performante (refroidisseur d'huile externe), chaque niveau entra\u00eenant une augmentation du co\u00fbt et de la complexit\u00e9. La plupart des probl\u00e8mes de surchauffe sont dus \u00e0 un calcul thermique non effectu\u00e9 avant la mise en service, ou \u00e0 des hypoth\u00e8ses concernant les conditions ambiantes et le cycle de service qui ne correspondent pas \u00e0 l'installation finale. R\u00e9aliser ce calcul en amont, avec une puissance et des conditions ambiantes r\u00e9alistes, permet d'\u00e9viter les co\u00fbteuses modifications qu'ont finalement n\u00e9cessit\u00e9es les \u00e9tudes de cas mentionn\u00e9es.<\/p>\n

Pour les \u00e9quipes de conception des \u00e9quipementiers cor\u00e9ens et japonais d\u00e9veloppant des applications de convoyeurs, m\u00e9langeurs ou extrudeuses \u00e0 fonctionnement continu, notre bureau d'\u00e9tudes effectue le bilan thermique en fonction de votre cycle de service sp\u00e9cifique, de la temp\u00e9rature ambiante et de l'altitude. Catalogue standard engrenages \u00e0 vis sans fin en bronze phosphoreux et en bronze d'aluminium<\/a> Inclure les valeurs thermiques nominales d'usine \u00e0 une vitesse de r\u00e9f\u00e9rence de 1\u00a0500 tr\/min. Les am\u00e9liorations du ventilateur et du refroidisseur d'huile d'usine sont disponibles lors de la commande \u00e0 un co\u00fbt inf\u00e9rieur aux mises \u00e0 niveau sur site\u00a0; veuillez en faire la demande. revue de calcul thermique<\/a> Avec vos valeurs de puissance en kW, de ratio, de temp\u00e9rature ambiante et de cycle de service, notre \u00e9quipe vous fournira une puissance r\u00e9duite et une recommandation de refroidissement dans un d\u00e9lai d'un jour ouvrable cor\u00e9en.<\/p>\n

\n

Entra\u00eenement \u00e0 fonctionnement continu pr\u00e9sentant des signes d'alerte thermique\u00a0?<\/h3>\n

Veuillez nous communiquer la puissance d'entr\u00e9e, le rapport cyclique, la temp\u00e9rature ambiante, le cycle de service et l'altitude. Nous effectuerons le bilan thermique, pr\u00e9dirons la temp\u00e9rature du carter en r\u00e9gime permanent et vous recommanderons le syst\u00e8me de refroidissement le plus adapt\u00e9, g\u00e9n\u00e9ralement sous un jour ouvr\u00e9 cor\u00e9en pour les sp\u00e9cifications standard du catalogue.<\/p>\n

Demander un calcul thermique \u2192<\/a><\/p>\n<\/div>\n

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Worm Gearbox Heat \u2014 Thermal Limits and Cooling Strategies Energy in equals useful output plus heat. The heat has to go somewhere, and most “overheating gearbox” complaints trace back to a 30-minute calculation that was never run before commissioning. Talk to an engineer \u2192 Quick Answer A worm gearbox running at 70 percent efficiency converts […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_et_pb_use_builder":"","_et_pb_old_content":"","_et_gb_content_width":"","footnotes":""},"categories":[2821],"tags":[30,33],"class_list":["post-1277","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-worm-and-worm-wheel","tag-worm-gear","tag-worm-gear-worm"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/worm-and-worm-wheel.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1277","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/worm-and-worm-wheel.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/worm-and-worm-wheel.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/worm-and-worm-wheel.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/worm-and-worm-wheel.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1277"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/worm-and-worm-wheel.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1277\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1279,"href":"https:\/\/worm-and-worm-wheel.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1277\/revisions\/1279"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/worm-and-worm-wheel.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1277"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/worm-and-worm-wheel.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1277"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/worm-and-worm-wheel.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1277"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}