Réutiliser la poulie de l'ancien moteur sur le nouveau : arbre, clavette et charge

La poulie de l’ancien moteur peut être réutilisée sur le nouveau, mais seulement si trois conditions sont réunies : l’alésage de la poulie doit correspondre au diamètre d’arbre et à la largeur de clavette du nouveau moteur, le moyeu doit porter suffisamment sur l’arbre, et le diamètre de poulie ne doit pas surcharger l’arbre et le roulement du nouveau moteur. Par exemple, si l’ancien moteur est en carcasse 90L, son arbre fait 24 mm ; s’il est remplacé par un moteur en carcasse 112M, l’arbre passe à 28 mm et l’alésage de l’ancienne poulie n’entre pas sur le nouvel arbre. Comme les deux arbres ont la même largeur de clavette (8 mm), l’alésage peut être agrandi et la poulie réutilisée ; l’inverse, monter une poulie à grand alésage sur un arbre plus petit, n’est pas correct.

La poulie est souvent une pièce saine qu’il est logique de réutiliser ; mais si la cote d’arbre a changé avec le moteur, elle devient une pièce « à rendre compatible ». Le démontage et le montage de la poulie se font moteur hors tension et consigné ; le raccordement électrique du moteur doit être réalisé par un électricien qualifié.

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. Le diamètre et la longueur d’arbre de chaque modèle figurent sur sa fiche produit ; vous pouvez choisir parmi les 120 modèles de notre page Acheter un moteur électrique en ligne le moteur dont l’arbre convient à votre poulie. La liste complète des diamètres d’arbre par carcasse est dans notre article tableau du diamètre d’arbre moteur selon les kW ; ici, nous traitons l’adaptation de la poulie au nouvel arbre et le contrôle de la charge.

Les 3 erreurs les plus fréquentes en remontant une ancienne poulie

1. Monter une poulie à grand alésage sur un arbre plus petit avec une bague ou une cale

Combler un alésage trop grand avec une tôle mince ou une bague artisanale décentre la poulie. Elle tourne avec un faux-rond, la courroie vibre, l’arbre et la rainure de clavette s’usent avec le temps. Si le diamètre d’arbre a diminué, utilisez une poulie neuve ou une poulie à moyeu amovible conique de la bonne taille.

2. Reprendre la clavette de l’ancien moteur

La largeur de clavette peut changer avec le diamètre d’arbre : dans le catalogue DRG, elle est de 8 mm sur un arbre de 28 mm, 10 mm sur 38 mm et 12 mm sur 42 mm. Forcer l’ancienne clavette sur le nouvel arbre ou élargir grossièrement la rainure compromet l’assise de la clavette. Utilisez la clavette livrée avec le nouveau moteur ; si la rainure de la poulie diffère, faites-la usiner à la nouvelle clavette.

3. Ne pas engager la poulie à fond sur l’arbre

Le moyeu de poulie doit être proche de l’épaulement de l’arbre. Si la poulie reste en bout d’arbre, l’effort de courroie s’exerce loin du roulement et la charge sur celui-ci augmente. Si l’arbre du nouveau moteur est plus court que l’ancien, une partie du moyeu peut porter à vide ; vérifiez alors à nouveau l’alignement et la longueur d’engagement.

Compatibilité arbre et clavette : quel arbre pour quelle carcasse ?

La première étape pour savoir si la poulie s’adaptera au nouveau moteur est de comparer le diamètre (D), la longueur (E) d’arbre et la largeur de clavette (F) de l’ancien et du nouveau moteur. Les valeurs ci-dessous viennent du catalogue DRG :

Règles pratiques tirées du tableau :

• Arbre identique (par ex. passage de 100L à 112M, toutes deux 28×60 mm) : l’ancienne poulie se monte directement ; on vérifie seulement l’alignement et l’engagement.
• Arbre plus gros (par ex. de 24 à 28 mm) : l’alésage peut être agrandi si le moyeu a assez de matière. La clavette étant de 8 mm sur les arbres de 24 et 28 mm, la largeur de rainure reste la même, seule la profondeur est reprise.
• Arbre plus gros de 10 mm (par ex. de 28 à 38 mm) : la clavette passe aussi de 8 à 10 mm ; sur les petites poulies, le moyeu peut ne pas supporter cet agrandissement et une poulie neuve est nécessaire.
• Arbre plus petit : l’ancienne poulie ne doit pas être utilisée ; prenez une poulie à moyeu conique ou une poulie neuve.

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Quand une poulie à moyeu amovible conique (taper lock) simplifie-t-elle le travail ?

Dans une poulie à moyeu amovible conique, le corps de poulie et la douille qui serre l’arbre sont des pièces séparées. La douille a un alésage usiné au diamètre de l’arbre et une surface extérieure conique ; en serrant les vis, la douille est tirée dans la poulie et serre fermement l’arbre. Des douilles de différents alésages peuvent se monter dans le même corps de poulie.

L’avantage lors d’un changement de moteur est évident : quand l’arbre passe de 24 à 28 mm ou de 28 à 38 mm, il peut suffire de changer la douille, pas la poulie. À condition que le corps de poulie accepte une taille de douille capable de recevoir le nouveau diamètre ; la taille de douille est marquée sur la poulie ou dans le tableau du fabricant. Ces poulies utilisent aussi une clavette, dont la largeur doit convenir au nouvel arbre.

Sur les poulies à alésage lisse (alésées directement dans la poulie), les seules options sont d’agrandir l’alésage ou de changer la poulie. Sur les entraînements où les moteurs changent souvent ou passent d’une machine à l’autre, adopter des poulies à moyeu conique simplifie les choses à long terme.

Comment le diamètre de poulie modifie-t-il la charge sur l’arbre ? Le calcul F = 2T/d

La courroie tire à la périphérie de la poulie. Le couple moteur T (Nm) et le diamètre de poulie d (m) sont liés par :

F = 2 × T / d

F est l’effort tangentiel transmis par la courroie (N). Plus la poulie est petite, plus l’effort nécessaire pour transmettre le même couple est grand. La charge radiale réelle en bout d’arbre est encore supérieure, car la courroie est prétendue pour tirer sans patiner ; ce coefficient de tension dépend du type de courroie et relève des données de son fabricant.

Exemple : le couple nominal du DRG-112M-4 (4 kW, 1450 tr/min) est de 26,3 Nm.

• Avec une poulie de 100 mm : F = 2 × 26,3 / 0,1 ≈ 526 N
• Avec une poulie de 80 mm : F = 2 × 26,3 / 0,08 ≈ 658 N
• Avec une poulie de 125 mm : F = 2 × 26,3 / 0,125 ≈ 421 N

Si l’ancien moteur tournait avec une poulie de 125 mm et qu’une poulie de 80 mm est montée sur le nouveau faute de place, l’effort tangentiel est multiplié par environ 1,6. Cette charge supplémentaire sollicite le bout d’arbre et le roulement côté entraînement. En règle générale, ne réduisez pas le diamètre de l’ancienne poulie ; si le diamètre doit changer, modifiez la poulie réceptrice dans la même proportion pour conserver le rapport. Le même calcul pour le DRG-132M-4 de 7,5 kW (49,1 Nm) donne environ 786 N avec une poulie de 125 mm et 982 N avec une poulie de 100 mm.

Vérifier aussi la vitesse et la vitesse de courroie

Les vitesses nominales de l’ancien et du nouveau moteur peuvent différer de quelques tr/min. La vitesse de l’arbre entraîné est n2 = n1 × d1 / d2. Avec un moteur à 1450 tr/min, une poulie moteur de 100 mm et une poulie machine de 200 mm, l’arbre machine tourne à 725 tr/min. Notre calculateur poulie-courroie fait le même calcul. La vitesse de courroie est v = π × d × n / 60 : environ 7,6 m/s pour une poulie de 100 mm à 1450 tr/min et environ 6,1 m/s pour une poulie de 80 mm. Plus la vitesse de courroie baisse, plus l’effort nécessaire pour transmettre la même puissance augmente.

Alignement des poulies et tension de courroie : contrôles après montage

Si la cote C du nouveau moteur (de l’épaulement d’arbre au premier trou de patte) diffère de celle de l’ancien, la face de poulie se décale le long de l’axe même si le moteur est fixé dans les mêmes trous. Dans le catalogue DRG, C vaut 70 mm sur la carcasse 112M et 89 mm sur les 132S et 132M. Cet écart empêche les poulies d’être dans le même plan.

• Vérifiez la coplanarité en posant une règle ou un fil tendu contre les faces latérales des deux poulies.
• Les axes de la poulie moteur et de la poulie machine doivent être parallèles ; des axes en angle usent les flancs de courroie.
• Tendez la courroie avec la glissière ; réglez par la vis de glissière, pas en poussant le moteur à la main.
• Réglez la tension selon la flèche recommandée par le fabricant de courroie ; une tension excessive réduit la durée de vie des roulements.
• La courroie se met en place après les premières heures de marche ; recontrôlez la tension.

Liste de contrôle pour un remplacement avec l’ancienne poulie

• Le diamètre D, la longueur E d’arbre et la largeur de clavette F de l’ancien et du nouveau moteur ont-ils été mesurés ?
• L’alésage de poulie convient-il au nouvel arbre ; s’il faut l’agrandir, le moyeu a-t-il assez de matière ?
• Pour une poulie à moyeu conique, existe-t-il une douille au nouveau diamètre ?
• La clavette livrée avec le nouveau moteur est-elle utilisée ?
• Le moyeu est-il proche de l’épaulement, sur toute la longueur de l’arbre ?
• Le diamètre de poulie est-il inchangé ; s’il a diminué, la charge a-t-elle été vérifiée par F = 2T/d ?
• Les poulies sont-elles coplanaires, avec des axes parallèles ?
• La tension de courroie est-elle réglée et un recontrôle prévu après la première marche ?

Modèles courants sur les entraînements par courroie

Les moteurs 4 pôles (1500 tr/min) sont courants sur les machines à poulies et courroies. Les modèles fonte ci-dessous présentent différents diamètres d’arbre ; comparez-les à l’alésage de votre poulie :

• DRG-90L-4 – 1,5 kW – 1445 tr/min – 90L fonte
• DRG-100L2-4 – 3 kW – 1450 tr/min – 100L fonte
• DRG-112M-4 – 4 kW – 1450 tr/min – 112M fonte
• DRG-132M-4 – 7,5 kW – 1460 tr/min – 132M fonte
• DRG-160M-4 – 11 kW – 1465 tr/min – 160M fonte

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Questions fréquentes

Peut-on agrandir l’alésage d’une poulie moteur ?

Oui, si le moyeu a assez de matière ; l’alésage est repris au tour au nouveau diamètre et la rainure taillée pour la nouvelle clavette. On ne peut pas réduire un alésage ; un arbre plus petit demande une poulie neuve ou une douille conique adaptée.

Quel est le diamètre d’arbre d’un moteur de 4 kW ?

Dans le catalogue DRG, le DRG-112M-4 (4 kW, 1500 tr/min) et le DRG-112M-2 (4 kW, 3000 tr/min) ont un arbre de 28×60 mm avec une clavette de 8 mm. Le DRG-132M1-6 (4 kW, 1000 tr/min) a un arbre de 38×80 mm.

Pourquoi une petite poulie sollicite-t-elle le moteur ?

L’effort de courroie nécessaire pour transmettre le même couple, F = 2T/d, augmente quand le diamètre de poulie diminue. Cet effort s’applique comme charge radiale sur le bout d’arbre et le roulement.

Qu’est-ce qu’une poulie taper lock ?

Une poulie dont le corps et la douille conique qui serre l’arbre sont des pièces séparées. Quand le diamètre d’arbre change, il suffit souvent de changer la douille.

Vous pouvez envoyer les cotes d’arbre et de poulie de votre ancien moteur au +90 (542) 666 11 11 ou à [email protected] ; tous les canaux figurent sur notre page contact. Pour les modèles actuels selon la cote d’arbre, consultez les 120 modèles de notre boutique en ligne.