En 2024, un technicien de maintenance d'une usine agroalimentaire vietnamienne a retiré un pignon usé d'un élévateur à godets. La référence d'origine, gravée sur le moyeu, était illisible, effacée par des années de lavage. La machine, de fabrication coréenne, était cependant livrée avec une documentation incomplète, et le fournisseur initial avait cessé de stocker la pièce. Le technicien a mesuré le pignon, compté les dents et passé commande auprès d'un fournisseur pour un « pignon à 25 dents, d'environ 150 mm de diamètre ». Trois fournisseurs ont envoyé trois pignons différents, mais aucun ne convenait. L'erreur ne résidait pas dans le nombre de dents, mais dans la configuration non spécifiée du moyeu, le diamètre d'alésage non mesuré et la série de chaîne inconnue. Une série de mesures complètes sur le pignon d'origine aurait permis de déterminer tous ces problèmes en 20 minutes et de fournir une pièce de rechange adéquate dès la première commande.
Ce guide couvre toutes les mesures nécessaires pour spécifier entièrement un pignon de remplacement, avec les formules permettant de convertir ces mesures en valeurs catalogue et les tolérances qui définissent la précision de mesure acceptable.
Outils requis et normes de précision de mesure
Utilisez un pied à coulisse numérique (capacité minimale de 150 mm) ou un micromètre d'extérieur. N'utilisez pas de règle en acier standard : la précision de ±0,5 mm d'une règle est insuffisante pour distinguer les diamètres d'alésage adjacents et donnera des spécifications erronées pour le montage de la rainure de clavette.
On utilise le même pied à coulisse, pour mesurer la courbure de la racine de la dent. La tolérance de ±0,1 mm est suffisante pour distinguer les normes ANSI #40 et #50, et pour confirmer la série de la chaîne à partir de la mesure du rayon de courbure de la racine de la dent.
Le diamètre extérieur et la longueur de projection du moyeu peuvent être mesurés avec une précision de ±1,0 mm à l'aide d'une règle ou d'un ruban à mesurer ; ces dimensions servent à vérifier le dégagement, et non la conformité aux spécifications. La précision est ici moins critique.
La séquence de six mesures : identification complète du pignon
Comptez toutes les dents sur toute la circonférence du pignon. Marquez la première dent à la craie ou au marqueur pour éviter de compter deux fois les dents sur les grands pignons. Si le pignon présente des dents visiblement endommagées, rendant le comptage difficile, comptez à partir de la face inférieure de la dent (de la racine à la racine) plutôt que de la pointe à la pointe. Pour les pignons de classe ingénieur avec des creux profonds entre les dents, comptez les creux plutôt que les pointes des dents : ils sont plus faciles à distinguer.
Le rayon de courbure de la base de la dent est la dimension la plus utile pour identifier la série de chaîne pour laquelle le pignon a été conçu. Mesurez le diamètre de la surface concave à la base de chaque dent à l'aide d'un pied à coulisse ou d'un jeu de jauges de rayon. Le diamètre de la base est égal à deux fois le rayon du rouleau plus le jeu d'appui, généralement de 0,5 à 1,21 fois le diamètre du rouleau pour les pignons commerciaux standard. Pour une chaîne ANSI #60 (rouleau de 11,91 mm), le rayon de courbure nominal de la base (ri) est de 6,26 mm ; pour une chaîne #80 (rouleau de 15,88 mm), ri est de 8,28 mm. La comparaison du rayon de courbure mesuré avec ces valeurs nominales confirme la série de chaîne, indépendamment de toute autre dimension.
Le diamètre primitif est le cercle théorique passant par les centres des galets de la chaîne lorsqu'elle est montée sur le pignon. Il ne peut être mesuré directement avec un pied à coulisse car il ne s'agit pas d'une surface physique du pignon, mais d'une dimension calculée. La formule est : PD = p / sin(180° / N), où p est le pas de la chaîne en mm et N le nombre de dents. Pour calculer le diamètre primitif à partir d'un pignon mesuré : pour un pignon à nombre pair de dents, mesurez la distance entre les bases opposées des dents à l'aide d'un comparateur à broches du diamètre des galets ; cette mesure donne directement le diamètre primitif. Pour les pignons à nombre impair de dents, mesurez la distance entre la base d'une dent et le milieu de la dent opposée à l'aide d'une formule qui tient compte de la géométrie de mesure non diamétralement opposée.
Configurations standard de pignons de roue à alésage et à plaque — chacune nécessite des points de mesure spécifiques pour confirmer le style de moyeu et la série de chaîne.
Mesurez le diamètre de l'alésage à deux positions perpendiculaires (horizontale et verticale) et calculez la moyenne. Si l'écart entre les deux mesures dépasse 0,10 mm, l'alésage est déformé suite à un démontage incorrect (utilisation d'un marteau plutôt que d'un extracteur) et cette déformation doit être mentionnée dans le cahier des charges de remplacement. Les dimensions de la rainure de clavette sont mesurées en largeur et en profondeur à partir de la surface de l'alésage : utilisez un pied à coulisse numérique avec fonction de mesure intérieure. Vérifiez si la rainure de clavette est conforme à la norme ASME B17.1 (pouces, utilisée sur les machines conformes à la norme ANSI) ou à la norme DIN 6885 (métrique, utilisée sur les machines de fabrication européenne et coréenne) en comparant la profondeur mesurée aux valeurs indiquées dans le tableau correspondant au diamètre de l'alésage.
| Plage d'alésage (mm) | Largeur de clé DIN 6885 (mm) | Profondeur de clavette DIN 6885 (mm) | Largeur de clavette ASME B17.1 (pouces) |
|---|---|---|---|
| 10–12 | 4 | 2.5 | 3/8 |
| 14–18 | 5 | 3.0 | 1/2 |
| 20–22 | 6 | 3.5 | 1/2 |
| 24–30 | 8 | 4.0 | 5/8 |
| 32–38 | 10 | 5.0 | 7/8 |
| 40–44 | 12 | 5.0 | 1 |
| 50–58 | 14 | 5.5 | 1 1/4 |
Déterminez si le moyeu s'étend d'un seul côté (moyeu B), des deux côtés (moyeu C) ou pas du tout (plaque A). Mesurez la distance de projection du moyeu (distance entre la face du disque du pignon et l'extrémité du moyeu) de chaque côté où il est présent. Notez cette dimension et le côté où se trouve le moyeu (côté chaîne ou côté arbre). Cette distinction modifie la position de la ligne de chaîne lors du remplacement et ne peut être présumée ; elle doit être vérifiée à partir de l'installation d'origine. Pour les pignons à douille Taper Lock ou QD, identifiez la série de la douille (1610, 2012, 3020, etc.) grâce aux marquages présents sur la bride, ou mesurez le diamètre de l'alésage conique de la douille pour référence.
Avant de commander un pignon de remplacement, vérifiez si ses dimensions sont conformes aux tolérances de remplacement ou si elles sont déformées au-delà des valeurs nominales. Mesurez la hauteur de la pointe de trois dents équidistantes et comparez-les : si une pointe est plus basse de 2 mm que les autres, la dent correspondante a subi une usure accélérée due à un engrènement de chaîne spécifique. Mesurez le rayon de courbure à la base de ces mêmes trois dents et comparez-le à la valeur nominale : si ce rayon a augmenté de plus de 151 mm par rapport à la valeur nominale, le pignon a été déformé par une chaîne allongée et ne peut être réutilisé avec une chaîne neuve. Notez toute asymétrie des faces des dents : une dent dont la face arrière est visiblement plus basse que la face avant présente un profil crochu qui détruira une chaîne neuve.
Calcul du diamètre du cercle primitif : la formule et la méthode rapide
La formule du diamètre primitif (DP) est : DP = p / sin(180° / N), où p est le pas de la chaîne en mm et N le nombre de dents. Cette formule donne des résultats exacts pour toute combinaison de pas et de nombre de dents. Pour les combinaisons courantes, les valeurs ci-dessous sont précalculées :
| Nombre de dents | PD — #35 (9,525 mm) | PD — #40 (12,70 mm) | PD — #50 (15,875 mm) | PD — #60 (19,05 mm) | PD — #80 (25,40 mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| 11 | 34.3 | 45.8 | 57.2 | 68.6 | 91.5 |
| 13 | 40.4 | 53.9 | 67.3 | 80.8 | 107.7 |
| 15 | 46.5 | 62.0 | 77.5 | 93.0 | 124.0 |
| 17 | 52.6 | 70.1 | 87.6 | 105.2 | 140.2 |
| 19 | 58.8 | 78.4 | 97.9 | 115.7 | 157.0 |
| 21 | 64.9 | 86.5 | 108.1 | 129.7 | 173.0 |
| 25 | 77.1 | 102.8 | 128.5 | 154.2 | 205.6 |
| 30 | 91.4 | 121.9 | 152.4 | 182.9 | 243.8 |
| 40 | 121.5 | 162.1 | 202.6 | 243.1 | 324.1 |
Toutes les valeurs sont en mm. Calculées à partir de PD = p / sin(180° / N). Pour vérifier un pignon mesuré : mesurez son diamètre extérieur (DE). DE = PD + hauteur de dent. La hauteur de dent standard est d'environ 0,625 × le pas de la chaîne (approximation prudente). Pour une chaîne ANSI #60 à 19 dents : PD calculé = 115,7 mm ; DE ≈ 115,7 + (0,625 × 19,05) = 115,7 + 11,9 = 127,6 mm. Si le DE mesuré est compris dans une marge de ±3 mm autour de cette valeur calculée, le pignon correspond très probablement à la combinaison pas de chaîne/nombre de dents appropriée.
Mesure des pignons à verrouillage conique et à douille QD : Étapes supplémentaires
Pignon à verrouillage conique — la bague doit être identifiée séparément du corps du pignon ; la série de bagues détermine la plage d’alésage disponible.
Pour les pignons à verrouillage conique et à douille QD, le corps du pignon et la douille sont spécifiés comme deux éléments distincts. La spécification du corps du pignon suit le processus en six étapes décrit précédemment. La douille est spécifiée par sa désignation de série (qui détermine la géométrie de l'alésage conique et les dimensions extérieures de la bride) et par son diamètre d'alésage (qui détermine le diamètre d'arbre compatible avec la douille).
Identification de la série de bagues à verrouillage conique à partir d'une bague démontée : mesurer le diamètre extérieur maximal de la bride (et non la longueur du cône) et le diamètre de l'alésage côté étroit (avant la partie droite). Ces deux dimensions permettent d'identifier précisément la série de bagues pour les systèmes de verrouillage coniques industriels standard (1008, 1108, 1210, 1610, 2012, 2517, 3020, 3030, 3525, 3535, 4030, 4535, 5040, etc.). Une bague 1610 a un diamètre extérieur maximal de bride de 59,5 mm ; une bague 3020 a un diamètre extérieur maximal de bride de 82,5 mm.
Pour les douilles QD, l'identification des séries suit la même approche, utilisant la longueur du corps de la douille et le diamètre de la bride. Les séries QD SH, SK, SF, E, F, J, M, N, P et W sont courantes dans les applications industrielles et chacune possède une plage de tailles spécifique pour les diamètres d'arbre. Confirmé Configurations de verrouillage conique et de pignon QD sont disponibles avec un usinage d'alésage pour correspondre au diamètre d'arbre mesuré avant expédition.
Création d'un enregistrement de mesures pour les futures commandes de remplacement
Une fois la séquence de mesures complète terminée, la documentation des résultats dans un format standardisé permet d'éviter de répéter le même travail d'identification lors du prochain remplacement. L'enregistrement minimal doit comprendre :
| Machine / Emplacement : | par exemple « Élévateur à godets ligne 3, puits de tête, gauche » |
| Nombre de dents (N) : | Compté directement à partir du pignon |
| Série Chaîne : | Confirmé par la mesure du rayon de la racine (par exemple « ANSI #60 ») |
| Diamètre d'alésage : | par exemple « 35,00 mm » (moyenne de deux mesures) |
| Keyway : | Largeur × profondeur, standard (par exemple « 10 × 5 mm, DIN 6885 ») |
| Style de hub : | Séries A/B/C/Taper Lock/QD |
| Projection du hub : | Dimensions des côtés 1 et 2 (mm) |
| Matériau / traitement : | Acier au carbone / SS304 / fonte / UHMW — et tout traitement de surface visible |
| État d'usure : | Remarques sur les dents crochues, la modification du rayon radiculaire, la date du dernier remplacement |
| Pièce de remplacement confirmée : | Numéro de pièce ou spécification du fournisseur une fois confirmé |
La tenue de ce registre pour chaque pignon de l'usine, même ceux encore en service, permet de constituer un dossier de spécifications de remplacement prêt à l'emploi, transmissible directement au fournisseur en cas de besoin. La procédure de mesure en six étapes décrite ci-dessus prend 15 à 20 minutes par pignon. Cet investissement en temps est rapidement rentabilisé dès le premier remplacement urgent d'un pignon, grâce à la documentation complète déjà disponible.
Foire aux questions
Envoyez-nous vos six mesures pour obtenir une confirmation de remplacement gratuit.
Nombre de dents, rayon de la racine, diamètre d'alésage, rainure de clavette, style de moyeu et projection du moyeu : envoyez ces six mesures à nos ingénieurs et nous confirmerons les spécifications exactes de remplacement, y compris la série de chaînes, le matériau et les exigences d'usinage de l'alésage, avant toute commande de pièces.
Éditeur : Cxm
