Qu'est-ce qu'une charnière à couple pivotant ? Fonctions principales, applications et conseils de sélection

Qu'est-ce qu'une charnière à couple pivotant ?

charnières de couple pivotantes comportent un mécanisme de couple qui leur permet de s'arrêter dans n'importe quelle position (arrêt arbitraire).

Ces charnières sont couramment utilisées dans les parties mobiles d'appareils tels que les supports de tablettes et les panneaux de commande de machines-outils. Une autre caractéristique des charnières pivotantes à couple est que le trou central peut être utilisé pour faire passer des fils. Si vous avez besoin de faire passer des fils, veuillez choisir une charnière pivotante à couple avec un diamètre de trou approprié.

La différence essentielle entre une charnière à couple pivotant et une charnière standard

• Charnières ordinaires: Les panneaux de porte peuvent pivoter librement sans résistance. Les portes peuvent être entièrement ouvertes ou entièrement fermées et ne peuvent pas être arrêtées à des positions intermédiaires.
• Charnières de couple pivotantes : Fournissent une force d'amortissement continue de la rotation. Les panneaux de porte peuvent rester stables dans n'importe quelle position comprise entre 0° et 180° (ou un angle plus grand).

Principe de l'amortissement en rotation

Principe de friction (le plus courant)

• Utilise une force de frottement contrôlée générée entre des plaques de frottement conçues avec précision et des arbres ou des boîtiers métalliques.
• Pendant la rotation, la force de frottement s'oppose au mouvement, ce qui génère un couple. Le réglage de la pression ou du matériau des plaques de frottement peut modifier l'ampleur du couple.

Principe du printemps

• Utilise la force de précontrainte des ressorts à disque ou des ressorts de torsion.
• Pendant la rotation, le ressort est comprimé ou tordu, ce qui génère une force de rebond qui sert d'amortissement.
• Couramment utilisés dans des scénarios nécessitant un couple important ou un positionnement angulaire spécifique.

Démonstration de la fonction de charnière de couple

Structure de base et mécanisme de fonctionnement

Composants clés

• Arbre : Composant rotatif du noyau, fixé sur un côté (par exemple, panneau de porte).
• Le logement : Fixé à l'autre côté (par exemple, le corps de l'équipement) ; contient le mécanisme du couple.
• Mécanisme générateur de couple :
  • Type de friction : Plaques de friction, dispositifs de réglage de la pression.
  • Type de ressort : Ressorts hélicoïdaux/de torsion, cames, billes/rainures de positionnement.
• Plaque de montage/support : Pour fixer la charnière au corps et aux pièces mobiles.

Différenciation des charnières de couple

Couple unidirectionnel ou bidirectionnel

Couple fixe ou couple réglable

Applications courantes des charnières à couple pivotant

Charnière fixe pivotante à couple

• Caractéristiques : Valeur de couple constante, non réglable, structure simple.
• Applications : Couvercles à entretien réduit, couvercles légers, environnements sensibles aux coûts.

Charnière à couple pivotant à arrêt libre

• Caractéristiques : Couple d'amortissement continu. Peut s'arrêter à n'importe quel angle.
• Applications : Panneaux d'affichage/de contrôle, portes d'équipement qui restent ouvertes.

Charnière de couple à deux axes

• Caractéristiques : Deux niveaux de couple distincts à différents stades de rotation.
• Applications : Portes de serveurs, applications nécessitant un retour d'information tactile.

Positionnement de la charnière à couple rotatif

• Caractéristiques : Peut s'arrêter à des angles prédéfinis (tels que 0°, 45°, 90°, 105°) et dispose d'une fonction d'amortissement.
• Convient pour les boîtes à gants, les tableaux de bord, les tables pliantes et les lampes des voitures.

Sélection des matériaux pour les charnières à couple

Acier inoxydable

• Très haute résistance, excellente résistance à la corrosion et bonne résistance à la température.
• La plus utilisée et la plus fiable, particulièrement adaptée aux charnières à couple rotatif.
• Utilisé dans la stérilisation médicale, l'alimentation, les équipements de plein air et les équipements marins.
• ainsi que les environnements très humides et corrosifs tels que les usines chimiques et les laboratoires.

Alliage d'aluminium

• Léger et moins coûteux que l'acier inoxydable.
• Possède un certain degré de résistance à la corrosion après anodisation.
• La solidité et la résistance à l'usure ne sont généralement pas aussi bonnes que celles de l'acier inoxydable.
• Utilisé dans les applications nécessitant une réduction du poids, dans l'industrie générale et dans l'électronique grand public.
• La capacité de charge et la résistance à la corrosion environnementale doivent être évaluées.

Plastiques techniques

• Extrêmement léger, peu coûteux, isolant et non magnétique.
• Certains ont une bonne résistance chimique.
• La solidité, la rigidité et la résistance à la température sont bien inférieures à celles des métaux.
• Peut vieillir et se déformer, ce qui affecte la stabilité du couple.
• Utilisé dans les applications à faible charge, les petits boîtiers électroniques et les applications nécessitant une isolation.

Principaux indicateurs de durabilité

• Résistance à la corrosion : Charnières en acier inoxydable (par exemple, 316 ) sont préférés pour les applications extérieures, médicales, marines et chimiques.
• Résistance à la corrosion chimique : Confirmer la compatibilité du matériau lorsqu'il est exposé à des agents chimiques.
• Résistance à l'usure et durée de vie : La résistance à l'usure des composants de friction détermine la durée de vie des charnières.

Comment choisir la charnière pivotante à couple approprié

Exigences en matière de couple

• Calculer le poids × le bras de levier (distance par rapport à l'axe de la charnière).
• Inclure un facteur de sécurité de 1,2-1,5 et des accessoires externes dans la conception.

Caractéristiques du mouvement et de l'installation

• Définir la plage d'angles, la vitesse d'amortissement et la méthode de montage.
• Veiller à ce que les dimensions et l'alignement des axes soient corrects.

Durabilité et conditions environnementales

• Estimer la fréquence d'ouverture (par exemple, 10 000 ou 100 000 cycles).
• Choisissez les matériaux en fonction des conditions d'exposition et des exigences en matière d'indice de protection IP.

Caractéristiques spéciales

• Réglage du couple, verrouillage, free-stop, besoins esthétiques, etc.

Démonstration de l'installation des charnières de positionnement

Recommandations d'installation et d'entretien

Notes d'installation

• Utiliser les vis correctes et le couple de serrage indiqué dans le manuel.
• Veiller à ce que l'arbre soit aligné sur les charnières pour éviter tout risque :
  • Concentration des contraintes
  • Bruit anormal
  • Perte de couple ou défaillance prématurée
• Installer sur des surfaces planes et rigides. Éviter de surcharger les portes avec de grandes dimensions.

Recommandations d'entretien

• Conception sans entretien : Ne pas ouvrir ou huiler la charnière.
• Éviter les lubrifiants : L'utilisation d'huiles ordinaires peut détruire le couple basé sur la friction.
• Nettoyage : Utiliser un nettoyant doux. Éviter le lavage sous pression ou l'exposition aux produits chimiques.
• Réglage de la charnière : Utilisez les outils appropriés, ajustez progressivement, évitez de trop serrer.

Avantages et limites

Avantages

• Maintien précis de l'angle
• Conception peu encombrante
• Simplification mécanique
• Amélioration de la valeur perçue
• Amélioration de la sécurité

Limites

• Coût plus élevé
• Plage de couple/angle limitée dans certains modèles
• Ne convient pas aux applications extrêmement lourdes ou soumises à des chocs
• Ne pas utiliser à haute fréquence
• Exigences strictes en matière d'installation

Résumé

Les charnières pivotantes à couple sont des éléments indispensables à la conception industrielle moderne, car elles offrent un positionnement précis et stable sans structures de support supplémentaires. Pour les utiliser avec succès, les concepteurs doivent comprendre les mécanismes de couple, les types, les matériaux, l'adaptation à l'environnement et les critères d'installation, en particulier l'alignement de l'axe et le calcul de la charge.

FQA

Q : Les charnières à couple sont-elles identiques aux charnières à friction ?

R : Oui, il s'agit de la même chose. Les charnières à friction sont un type de charnière à couple.

Q : Les charnières de couple pivotantes peuvent-elles être utilisées à l'extérieur ?

R : L'acier inoxydable doit être utilisé pour l'extérieur.

Q : Comment sélectionner la valeur du couple pour une charnière pivotante ?

R : Vous devez calculer la distance poids × centre de gravité.

Q : Les charnières du couple pivotant peuvent-elles s'arrêter dans n'importe quelle position ?

R : Les types de stop arbitraires sont possibles, mais les types de limite ne le sont pas.