Qu'est-ce qu'un arbre : 7 types et utilisations

Les arbres sont couramment utilisés dans de nombreuses applications pour diverses raisons, et presque tous les secteurs y ont recours. Il existe différents types d'arbres, aux dimensions variées que l'on peut choisir selon des exigences spécifiques.

Si vous souhaitez découvrir ce qu'est un arbre et quels sont ses types, vous pouvez lire le guide ci-dessous.

Pour des arbres fabriqués sur plan, découvrez les arbres usinés sur mesurede DEK, tournés, rectifiés et équilibrés selon votre plan.

Qu'est-ce qu'un arbre ?

L'arbre sert à transmettre la puissance d'une machine à une autre. C'est un organe mécanique très important qui supporte principalement des pièces en rotation, comme les poulies et les engrenages. Les arbres sont supportés par des roulements. La transmission de puissance dans les arbres engendre un couple.

La section transversale des arbres est ronde ; elle peut être pleine ou creuse. Ils sont flexibles, droits ou coudés. Les arbres droits conviennent à la transmission de puissance.

Les arbres sont constitués de barres cylindriques à épaulements, présentant plusieurs diamètres sur leur longueur.

Avantages de l'arbre

• L'arbre présente moins de risques de blocage.
• Il nécessite moins d'entretien que le système à chaîne lorsque le tube d'arbre est fixé.
• Un arbre creux est plus léger qu'un arbre plein.
• La forme interne de l'arbre creux est également creuse et utilise moins de matière.
• L'arbre offre une résistance qui réduit les risques de défaillance.
• Il présente une résistance à la torsion élevée et un moment d'inertie polaire élevé.

Inconvénients de l'arbre

Outre ses avantages, l'arbre présente aussi certains inconvénients, à savoir :

• Dans un arbre, il y a une perte de puissance due à l'accouplement desserré.
• En rotation, les arbres vibrent beaucoup.
• Ils produisent un bruit constant.
• Les coûts de fabrication sont élevés.
• Le processus de fabrication est difficile.
• En cas de problèmes mécaniques, les temps d'arrêt sont plus longs.

Dimensions standard des arbres

Les tailles standard des arbres sont les suivantes :

Arbres de transmission :

• paliers de 10 mm, de 60 mm à 110 mm.
• paliers de 15 mm, de 110 mm à 140 mm.
• paliers de 20 mm, de 140 mm à 500 mm
• paliers de 5 mm, de 25 mm à 60 mm.
• La longueur des arbres standard varie de 5, 6 et 7 m.

Arbres de machines

• Il existe des paliers de 25 mm par pas de 0,5 mm.

Types d'arbres et leurs utilisations

Les différents types d'arbres sont les suivants, avec leurs utilisations.

Arbre de transmission

Les arbres de transmission servent à transférer la puissance entre les composants d'un système mécanique. Ils sont surtout utilisés dans l'automobile, car ils transmettent la puissance du moteur à la chaîne cinématique et permettent le déplacement des véhicules.

Vilebrequin

Le vilebrequin convertit le mouvement linéaire en mouvement rotatif et le mouvement rotatif en mouvement linéaire. Il équipe les moteurs à combustion interne et transforme le mouvement de va-et-vient des pistons pour entraîner les roues.

Arbre de roue

Les arbres de roue supportent le poids de la roue et transmettent le couple entre le différentiel et la roue afin qu'elle puisse tourner. Ils contribuent à garantir la stabilité et un bon alignement des roues.

Arbre de ligne

Un arbre de ligne est un long arbre qui tourne et transmet la puissance d'un endroit à un autre. Il sert à produire de l'énergie à partir d'une seule source et à l'alimenter plusieurs machines. Il est couramment utilisé dans les usines.

Arbre intermédiaire

L'arbre intermédiaire est relié en parallèle à l'arbre de transmission principal et permet de modifier le couple ou de réduire la vitesse. Il est utilisé dans les boîtes de vitesses des voitures et d'autres types de machines pour contrôler la vitesse.

Arbre à cames

L' arbre à cames est un arbre en rotation qui ouvre et ferme les soupapes d'échappement et d'admission du moteur. Il contrôle le mouvement des cames et régule même le processus de respiration du moteur.

Arbre d'hélice

L'arbre de transmission transmet la puissance du moteur au différentiel du véhicule et permet la rotation des roues. Il est utilisé sur les navires et les véhicules à propulsion arrière.

Choix du matériau de l'arbre et considérations

Les arbres à usage courant sont fabriqués en acier doux. Ceux qui nécessitent une haute résistance sont fabriqués en nickel-chrome, en chrome-vanadium et en d'autres types d' acier allié.

Voici quelques considérations importantes à garder à l'esprit lors du choix du matériau d'un arbre :

• Le matériau doit présenter une haute résistance
• Il offre une bonne usinabilité.
• Il doit posséder des propriétés de traitement thermique améliorées et une faible sensibilité.
• Il doit résister à l'usure.

Pour les arbres courants, le matériau utilisé est l'acier au carbone, à savoir 40 C8, 50 C4, 45 C8 et 50 C12.

Quel type d'arbre est utilisé dans le système de déchargement d'une citerne de ciment ?

Dans le système de déchargement d'une citerne de ciment, l'arbre le plus courant est l'arbre de vis sans fin (convoyeur à vis) utilisé dans l'unité de déchargement, si la citerne est équipée d'un alimentateur à vis. Dans les citernes pneumatiques de transport de ciment en vrac, le déchargement est principalement assuré par la pression d'air, mais un arbre d'entraînement ou un arbre d'accouplement peut encore être utilisé pour entraîner un compresseur d'air ou un équipement auxiliaire.

Comment fabriquer des arbres par CNC ?

Le processus de fabrication d'arbres par usinage CNC est le suivant :

• La première étape consiste à concevoir l'arbre, avec toutes les dimensions clairement spécifiées. Un programme CAD est conçu puis converti en G-code à l'aide d'un logiciel CAM afin que la machine puisse comprendre les instructions.
• Une fois la conception préparée, la deuxième étape consiste à choisir le bon type de méthode d'usinage CNC, qui peut inclure une fraiseuse, un tour et des outils comme des outils de tournage ou des fraises en bout. La pièce est ensuite correctement fixée sur la machine.
• L'usinage CNC offre une grande précision et, pour la fabrication d'arbres, on utilise principalement le tournage CNC afin de produire des arbres sur mesure précis et polyvalents.
• Une fois l'arbre sur mesure produit par usinage CNC, certains procédés supplémentaires de finition de surface peuvent être nécessaires pour améliorer son apparence et ses performances. Ces procédés peuvent être l'anodisation, le grenaillage et bien d'autres.

Conclusion

Un arbre est un composant très important et, pour remplir sa fonction, il doit être exact et précis.

Si vous souhaitez faire fabriquer des arbres de haute qualité et haute performance selon vos dimensions sur mesure, vous pouvez nous contacter chez DEK. Nous fabriquons des arbres depuis des années grâce à notre expertise et notre expérience.