Matériaux pour paliers lisses

Le principal objectif de cet article est de fournir les idees directrices qui doivent motiver l’utilisateur de paliers dans le choix d’un materiau antifriction. Du fait de la complexite et de la diversite des problemes de palier, il n’est pas possible de traiter le sujet de facon exhaustive. Toutefois si, a la lecture de cet article, l’utilisateur potentiel possede les principales clefs pour definir la famille de produit antifriction qu’il doit utiliser, alors nous estimerions l’objectif que nous nous etions fixe comme atteint. Pour des problemes delicats, il y aura lieu de contacter des specialistes. Suivant les auteurs, le terme palier peut avoir differentes definitions. Nous utiliserons la definition de la norme ISO 4378/1 qui est : support ou guide determinant la position d’une piece mobile par rapport aux autres pieces du mecanisme . Du fait de la liberte laissee par cette definition, nous considererons que le palier est constitue par l’ensemble de l’arbre, du logement, du materiau antifriction et de son support, et du lubrifiant, car ce sont ces quatre elements qui donnent les performances de l’organe palier. De facon intentionnelle, nous avons limite la presentation des materiaux antifriction pour paliers lisses au cas des paliers cylindriques soumis a des charges radiales. Cependant, la majorite des remarques peuvent s’appliquer a d’autres types de paliers qui utilisent les memes types de materiaux comme, par exemple, les patins de glissieres, les butees spheriques, les flasques de butee d’embrayage, etc. Toutefois, certaines precautions doivent etre prises pour extrapoler les resultats obtenus pour les paliers cylindriques. On peut distinguer deux familles de paliers : les paliers a charges radiales et les paliers a charges axiales ou butees . — Les paliers a charges radiales sont generalement constitues par deux elements de 180 o d’arc, appeles plus communement demi-coussinets, et un element de 360 o d’arc, appele bague. — Les paliers a charges axiales sont generalement constitues de demi-flasques (demi-flasques de vilebrequin) ou de rondelles completes. Quel que soit le type de palier considere, il est monocouche (exemple d’un palier en bronze massif) ou multicouche (exemple d’un cuproplomb sur un support acier). Pour des applications severes, les proprietes necessaires au bon fonctionnement du palier sont bien souvent antagonistes et le moyen le plus elegant de contourner cette difficulte est d’utiliser des materiaux multicouches qui apportent a cœur ou en surface les proprietes recherchees. Il nous a semble interessant pour parfaitement apprehender les problemes lies au materiau antifriction de consacrer plusieurs paragraphes aux notions de base que nous considerons comme fondamentales qui sont : les regimes de fonctionnement des paliers, car ces regimes sont parmi les parametres les plus importants dans la definition d’un materiau ; les aspects thermiques dans les paliers, qui conditionnent un certain nombre de limites de fonctionnement du palier ; les principaux types d’avaries rencontres et les proprietes du materiau antifriction necessaire pour eviter ces dommages ; les lubrifiants (esquisses), afin de mettre en evidence les mecanismes physiques qui justifient la reduction du frottement. Le rappel de ces mecanismes permettra au lecteur de mieux apprehender les liens qui existent entre ces proprietes et les limites d’existence des differents regimes de fonctionnement du palier, et de percevoir ainsi la fragilite et la stabilite de ceux-ci. La suite de cet article sera consacree aux qualites geometriques et mecaniques que doivent posseder l’arbre et le logement du palier, ainsi qu’aux materiaux antifriction a utiliser vis-a-vis des differents regimes de lubrification. Une attention particuliere a ete portee sur la structure de ces materiaux et leurs conditions d’utilisation.