Les coussinets et les douilles en polyamide ZYTEL®

7 – Coussinets

Les coussinets et les douilles en polyamide ZYTEL® et en

résine acétal DELRIN® ont de nombreuses applications commerciales.

Le ZYTEL® est exceptionnellement adapté aux

atmosphères abrasives telles que celles des cimenteries, et

celles des installations industrielles où la poussière crée des

problèmes permanents. Le ZYTEL® a été utilisé avec succès

sous diverses conditions d’environnement comportant notamment

la présence d’huiles, de graisses, de produits chimiques,

de réactifs et de compositions chimiques variés, dont un grand

nombre sont néfastes aux autres types de matières plastiques.

Les coussinets en DELRIN® présentent la caractéristique unique

d’absence de «Slip-Stick» (glissé-collé), c’est-à-dire que

leur coefficient de frottement statique est égal ou inférieur à

leur coefficient de frottement dynamique. Leurs applications

les plus courantes sont les joints hémisphériques de rotules

dans l’automobile, les combinés carter-coussinet des mixers

de cuisine, les surfaces d’usure des éléments composites

comprenant – dans les machines à calculer – un engrenage,

un ressort et une came, les douilles-paliers dans l’horlogerie

et de nombreuses autres utilisations. C’est à un ensemble de

qualités telles que son faible coefficient de frottement, ses

propriétés auto-lubrifiantes, ses bonnes propriétés mécaniques

et sa stabilité dimensionnelle en présence de nombreux produits

chimiques, que le DELRIN® doit l’ampleur de son utilisation

pour la fabrication des coussinets.

Les performances des coussinets dépendent d’un certain

nombre de facteurs:

Dureté et qualité superficielle de l’arbre

Quand un arbre métallique tourne dans un coussinet en

DELRIN® ou en ZYTEL®, la dureté superficielle de cet arbre

représente le paramètre le plus important du dispositif. Dans

le cas des coussinets non lubrifiés de DELRIN® ou de ZYTEL®

au contact d’un arbre métallique, celui-ci doit être aussi dur

et lisse que le demandent les exigences imposées à la durée

de vie du coussinet et à son coût.

On peut très bien utiliser des arbres en acier rectifié, mais

on prolongera la durée du coussinet en augmentant la dureté

et le poli de l’arbre. La tenue effective à l’usure varie avec

la vitesse, la charge et le type de matériau en contact.

L’acier doux, l’acier inoxydable, ainsi que les métaux non

ferreux ne conviennent pas aux coussinets en plastique, même

lorsque ceux-ci contiennent une charge dite «autolubrifiante».

Il suffit de faire croître la charge, la vitesse et la durée de

fonctionnement pour que l’usure augmente rapidement et

conduise à une défaillance prématurée. La dureté de l’arbre

devient de plus en plus nécessaire avec les valeurs croissantes

du produit PV, et au fur et à mesure que l’on impose une

durée de vie plus longue. Une surface parfaitement polie

n’améliore pas la durée d’un coussinet à l’usure si la dureté

est insuffisante.

Il existe cependant un grand nombre d’applications qui

donnent toute satisfaction lorsque le coussinet fonctionne au

contact d’arbres en métal tendre, travaillant à faible vitesse

et soumis à une charge modérée, comme c’est le cas des

coussinets d’horlogerie et des mécanismes de compteurs.

Le DELRIN® se comporte généralement mieux que les autres

plastiques au contact des métaux tendres. Quand le coussinet

est mis hors service, il est primordial de vérifier la dureté

superficielle du métal de l’arbre, car ce paramètre peut être

partiellement responsable de la défaillance du palier.

Surface du coussinet

L’influence de la nature des matériaux est illustrée à la Fig. 7.01.

On constate sur les courbes 1, 2 et 3 que l’augmentation de

la dureté du matériau de l’arbre entraîne une réduction spectaculaire

de l’usure. Une réduction encore plus marquée est

observée (courbe 4) dans le cas d’un coussinet en DELRIN®

associé à un arbre en polyamide ZYTEL® 101.

51

DELRIN®

Acier

doux

DELRIN®

Acier

trempé

DELRIN®

Carbure de

Tungstène

DELRIN®

...