Ressorts de torsion
Ressorts chargés non pas selon leur axe mais autour de celui-ci : le corps se tord, les branches tournent l'une par rapport à l'autre.
Pourquoi le calcul diffère
Dans un ressort de torsion, le fil ne se tord pas, il fléchit. On utilise donc le module d'élasticité et non le module de cisaillement, et le résultat n'est pas une force mais un moment.
Le sens d'enroulement n'est pas une préférence mais une règle : le ressort doit être chargé dans son sens d'enroulement. Dans le cas contraire le diamètre du corps s'ouvre, les spires se desserrent sur l'axe et la durée de vie chute nettement.
Formes de branches
Deux branches différentes sur un même corps donnent en pratique deux ressorts différents : plus la branche est longue, plus le moment nécessaire pour un même angle est faible. C'est pourquoi longueur, angle et sens d'enroulement sont demandés séparément.
- Branche droite — la forme la plus courante. La branche sort tangentiellement, l'extrémité reste brute.
- Branche axiale — la branche suit l'axe du corps. Pour les mécanismes montés sur arbre.
- Branche radiale — la branche sort perpendiculairement au diamètre du corps.
- Extrémité bouclée ou cintrée — l'extrémité est cintrée en boucle ou en crochet et passe sur un axe ou une tige.
- Sens d'enroulement — à droite ou à gauche. Sans indication, il est relevé sur l'échantillon ; à défaut, nous le demandons systématiquement.
Ressorts de torsion doubles
Sur un ressort de torsion double, la charge se répartit entre deux corps enroulés à branches longues. En machinisme agricole c'est la forme dominante — les dents de faneuses et de presses fonctionnent presque toujours ainsi.
Le sens d’enroulement — la cote qui manque le plus souvent
Un ressort de torsion ne travaille correctement que dans un sens : celui qui resserre ses spires. Sollicité en sens inverse, le corps s’ouvre, le diamètre augmente, le ressort se bloque sur son mandrin et la courbe n’est plus respectée. Enroulement à droite et à gauche ne sont donc pas deux variantes d’une même pièce, mais deux ressorts différents.
Le sens se lit sur l’ancienne pièce : en tenant le ressort spires s’éloignant de l’observateur, si le fil monte dans le sens des aiguilles d’une montre, l’enroulement est à droite. Dans une demande sans échantillon, c’est l’indication qui manque le plus souvent et qui conduit le plus souvent à une pièce inutilisable.
Les cotes nécessaires pour un devis
Sur un ressort de torsion ce sont les branches qui portent la fonction ; leur longueur et leur angle font donc partie des cotes indispensables.
- Diamètre de fil d — mesuré sur le fil.
- Diamètre intérieur Di — on indique le diamètre intérieur, car le ressort tourne sur un mandrin ou un axe et se resserre à l’armement.
- Nombre de spires — le nombre de spires du corps.
- Longueur et angle des branches — la longueur des deux branches et l’angle entre elles à l’état libre.
- Sens d’enroulement — à droite ou à gauche. Sans cette indication le ressort ne peut pas être défini sans ambiguïté.
Questions fréquentes
Pourquoi le calcul diffère-t-il pour un ressort de torsion ?
Parce que le fil y travaille en flexion et non en torsion comme dans les ressorts de compression et de traction. Le calcul fait donc intervenir le module d’élasticité E et non le module de cisaillement G. À partir du même fil, la courbe obtenue est différente.
Que signifie enroulement à droite ou à gauche ?
Le sens dans lequel le fil tourne autour du corps. Le ressort doit être sollicité dans le sens qui resserre ses spires ; sinon le corps s’ouvre et le ressort se bloque sur son mandrin. Les deux sens ne sont pas interchangeables.
Le ressort se resserre-t-il à l’armement ?
Oui. À l’armement le nombre de spires augmente et le diamètre intérieur diminue. C’est pourquoi on indique le diamètre intérieur et pourquoi le mandrin doit laisser du jeu — sinon le ressort coince en service.
Qu’est-ce qu’un ressort à branches ?
La même forme : un ressort de torsion dont les deux extrémités se prolongent en branches droites qui transmettent l’effort. Sur le terrain les deux appellations désignent la même pièce.
Qu’est-ce qu’un ressort de torsion double ?
Deux corps sur un même axe, reliés par un pont. La charge se répartit sur deux corps, la sollicitation par spire diminue et le ressort s’assied symétriquement — c’est l’exécution courante sur les machines agricoles.
Pouvez-vous fabriquer sur échantillon ?
Oui, et pour les ressorts de torsion c’est la voie la plus sûre : sur l’échantillon, le sens d’enroulement, l’angle et la forme des branches se relèvent sans malentendu.
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