Un réducteur se choisit à partir de la machine à entraîner, pas du moteur. Vous partez de la vitesse de sortie voulue et du couple nécessaire, c'est-à-dire de l'effort de rotation à fournir. Vous appliquez ensuite un facteur de service qui tient compte des à-coups et des heures de marche, puis vous vérifiez la position de montage, le type d'arbre et la place disponible sur la machine.
Ce que fait un réducteur de vitesse sur une machine
Un réducteur est un boîtier d'engrenages installé entre le moteur et la machine. Il fait deux choses en même temps, il divise la vitesse de rotation et il multiplie le couple. Le couple, c'est l'effort de rotation disponible sur l'arbre, celui qui permet de démarrer un convoyeur chargé ou de faire tourner un agitateur dans un produit épais. Un moteur électrique standard tourne vite et donne peu de couple. La plupart des machines de production demandent l'inverse.
Un réducteur ne fait que réduire. Il ne peut pas accélérer une machine, cette fonction revient au multiplicateur, un boîtier construit dans l'autre sens. Quand le réducteur est livré déjà accouplé à son moteur, en un seul bloc, on parle de motoréducteur. C'est la forme la plus répandue en industrie, parce qu'elle évite d'aligner deux machines séparées. Une part de la puissance se perd en frottement et en chaleur dans les dentures, c'est ce qu'on appelle le rendement. Sur un train d'engrenages cylindriques, la perte par étage reste de quelques pour cent. Sur un réducteur à roue et vis sans fin, elle pèse beaucoup plus lourd et se retrouve directement sur le couple dont vous disposez en sortie.
Les familles de réducteurs et ce qui les distingue à l'usage
Les réducteurs se classent d'abord par la position des deux arbres, celui d'entrée côté moteur et celui de sortie côté machine. Sur un réducteur coaxial, les deux sont alignés et le bloc reste dans le prolongement du moteur. Sur un réducteur à arbres parallèles, la sortie est décalée sur le côté, ce qui raccourcit l'ensemble. Sur un renvoi d'angle, appelé aussi réducteur conique, les arbres se croisent à 90 degrés, une disposition utile quand le moteur ne peut pas se placer dans l'axe de la vis de convoyage ou du tambour à entraîner.
Deux familles se distinguent ensuite par le type d'engrenage. Le réducteur à roue et vis sans fin atteint un rapport élevé en un seul étage et tient peu de place, mais son rendement s'étage à peu près entre 40 et 90 %. Il baisse à mesure que le rapport augmente. Il est souvent auto-freinant, c'est-à-dire que la charge ne parvient pas à faire tourner le mécanisme à l'envers moteur arrêté, une propriété commode qui ne remplace jamais un frein de sécurité. Le réducteur planétaire, ou épicycloïdal, répartit l'effort sur plusieurs pignons tournant autour d'un axe central, ce qui lui donne beaucoup de couple sous un faible volume.
| Famille | Ce qui la caractérise | Quand on la retient |
|---|---|---|
| Coaxial | Entrée et sortie dans le même axe, encombrement reporté en longueur | Entraînement direct dans l'axe, pompe, agitateur, petit convoyeur |
| Arbres parallèles | Sortie décalée, bon rendement, large choix de rapports | Le cas le plus courant en production, convoyeurs et machines de process |
| Roue et vis sans fin | Fort rapport en un seul étage, rendement plus faible, souvent auto-freinant | Faibles puissances, place réduite, charge qu'il vaut mieux retenir à l'arrêt |
| Conique, renvoi d'angle | Arbres croisés à 90 degrés | Moteur impossible à installer dans l'axe de la machine entraînée |
| Planétaire | Couple important dans un volume réduit, entrée et sortie alignées | Treuil, enrouleur, table tournante, axe de positionnement |
Ce tableau donne le premier tri, il ne suffit pas à commander. Notre page consacrée à la réparation de réducteurs et de motoréducteurs détaille ce que nous prenons en charge à l'atelier.
Comment déterminer le rapport de réduction dont vous avez besoin
Le rapport de réduction indique combien de tours l'arbre d'entrée fait pour un tour de l'arbre de sortie. Un rapport de 20 signifie que la machine tourne vingt fois moins vite que le moteur. Elle dispose en contrepartie d'environ vingt fois plus de couple, pertes déduites. Le point de départ n'est jamais le réducteur, c'est la vitesse à laquelle votre machine doit tourner, celle d'un tapis qui avance ou d'une vis qui débite un volume donné.
Vient ensuite la vitesse du moteur. Un moteur triphasé à quatre pôles alimenté en 50 Hz tourne autour de 1 500 tr/min, un modèle à deux pôles tourne à peu près deux fois plus vite. Si votre machine doit tourner à 50 tr/min derrière un moteur à 1 500 tr/min, vous cherchez un rapport voisin de 30. Les catalogues avancent par valeurs échelonnées, il faut donc retenir la plus proche. Réfléchissez alors au sens de l'écart, une machine un peu plus lente gêne rarement, une machine plus rapide déclenche parfois des problèmes de débit, de tension de bande ou de sécurité. Si la vitesse doit varier en service, c'est un variateur de fréquence qui s'en charge, un boîtier électronique qui fait varier la vitesse du moteur, la réduction mécanique restant fixe.
Couple et facteur de service, comment ne pas sous-dimensionner
Le couple est la donnée qui casse un réducteur quand elle est mal évaluée. C'est d'ailleurs le défaut que nous rencontrons le plus souvent à l'atelier, bien plus qu'un réducteur monté dans une mauvaise position. Deux valeurs se comparent. D'un côté le couple que votre machine réclame en sortie, démarrage compris, car c'est souvent au démarrage que l'effort est le plus fort. De l'autre le couple que le réducteur accepte en permanence, donné par le constructeur pour chaque taille de carter et chaque rapport. Le second doit rester au-dessus du premier, sans quoi les dentures s'usent vite.
Le facteur de service sert précisément à créer cette marge. C'est un coefficient supérieur à un, que le catalogue du constructeur donne en fonction du type de charge et du nombre d'heures de marche par jour. Une machine qui tourne sans à-coups quelques heures par jour prend un coefficient faible. Un concasseur, un malaxeur ou une machine qui démarre en charge plusieurs fois par heure prend un coefficient nettement plus élevé. Vous multipliez le couple nécessaire par ce coefficient, puis vous choisissez un réducteur dont le couple admissible dépasse le résultat. Pensez aussi à l'organe monté en bout d'arbre. Une poulie ou un pignon de chaîne tire latéralement sur l'arbre de sortie et charge ses roulements, ce que les catalogues appellent la charge radiale admissible. Nos repères sur les organes de transmission mécanique et leur entretien aident à vérifier ce point avant le montage.
Position de montage, type d'arbre et encombrement
Deux notions se confondent souvent et méritent d'être séparées. Le mode de fixation décrit la façon dont le réducteur se tient sur la machine, sur pattes, sur pied ou par une bride normalisée, repérée B5 ou B14 selon son diamètre et sa forme. La position de montage décrit l'orientation du carter dans l'espace, à plat, sur le flanc ou à la verticale. Les constructeurs la codifient de M1 à M6. Elle n'a rien d'un détail, car c'est elle qui fixe la quantité d'huile, l'emplacement du bouchon de niveau et celui de l'évent, ce petit bouchon qui laisse respirer le carter.
Le type d'arbre se décide en même temps. Un arbre plein reçoit une poulie ou un accouplement, la pièce qui relie deux arbres bout à bout. Un arbre creux s'emmanche directement sur l'arbre de la machine, ce qui supprime l'accouplement et gagne de la place, mais impose un bras de réaction pour empêcher le carter de tourner sur lui-même. Vérifiez enfin le diamètre et la longueur de l'arbre, la rainure de clavette, le sens de rotation et l'indice de protection, noté IP suivi de deux chiffres, qui indique la résistance aux poussières et à l'eau. Regardez aussi le mode de lubrification, certains petits réducteurs sont graissés à vie quand les autres fonctionnent à l'huile, ce qui rejoint le choix d'un lubrifiant pour des roulements.
Relever les bonnes informations avant de commander
Pour remplacer un réducteur existant, le relevé compte autant que le calcul. Commencez par la plaque signalétique, cette étiquette métallique fixée sur le carter qui porte la référence du constructeur, le rapport de réduction, la puissance d'entrée admissible et parfois le type d'huile. Photographiez-la avant de nettoyer le carter, elle s'efface vite sous le dégraissant. Quand elle est devenue illisible, c'est le rapport de réduction qui nous manque le plus souvent. Relevez ensuite les cotes de montage, diamètre et longueur de l'arbre de sortie, entraxe des trous de fixation, diamètre de la bride. Notez enfin la position dans laquelle le réducteur travaillait.
Notez aussi comment le réducteur est tombé. Un carter fendu, une denture cassée ou un arbre tordu ne racontent pas la même histoire qu'une fuite lente. La cause d'origine se reproduira sur le matériel neuf si elle n'est pas traitée. Si le bloc s'est arrêté sans que la cause soit établie, notre guide sur le diagnostic d'un motoréducteur en panne aide à écarter les hypothèses les plus simples. Vous pouvez aussi nous apporter l'ensemble tel quel à l'atelier, 25 rue Joseph Desaymard, zone de La Pardieu à Clermont-Ferrand, du lundi au jeudi de 8 h à 17 h en continu et le vendredi de 8 h à 12 h. Nous relevons alors nous-mêmes les caractéristiques. Un devis détaillé vous est ensuite remis, avec une réponse sous 24 heures.
Ce qu'il faut vérifier avant de commander votre réducteur
Choisir un réducteur revient à décrire précisément la machine avant de regarder un catalogue. La vitesse de sortie voulue et la vitesse du moteur donnent le rapport. Le couple réclamé par la machine, multiplié par le facteur de service correspondant à son régime de travail, donne la taille. Restent la famille, la fixation, la position de montage, le type d'arbre et l'ambiance de travail, qui décident si le matériel se monte réellement sur votre installation.
Un réducteur bien choisi se remarque à ceci, il ne chauffe pas plus que la normale, il ne fuit pas et il tient la charge sans que personne ne s'en occupe. Un réducteur mal choisi se rappelle à vous par un bruit, une fuite ou une casse, souvent au pire moment. Si vous hésitez entre deux références, ou si la plaque de l'ancien matériel est illisible, appelez-nous au 04 73 28 74 74 ou passez à l'atelier avec la pièce. Nous réparons les réducteurs et les motoréducteurs toutes marques. Nous pouvons aussi vous trouver un modèle équivalent au vôtre, quelle que soit sa marque.
Questions fréquentes
Quelle huile faut-il mettre dans un réducteur de vitesse ?
Le type d'huile est indiqué par le constructeur, sur la plaque du réducteur ou dans sa notice. Il précise la nature (minérale ou synthétique) et la viscosité adaptée. Ne mélangez jamais deux huiles de natures différentes, elles peuvent réagir et perdre leur pouvoir lubrifiant. En cas de doute sur un réducteur industriel ancien sans plaque, nous vous aidons à identifier le lubrifiant adapté.
Pourquoi mon réducteur de vitesse chauffe-t-il ?
Un échauffement anormal a plusieurs causes possibles, niveau d'huile insuffisant, huile dégradée ou surcharge de couple. Des roulements usés font aussi monter la température des paliers. Contrôlez d'abord le niveau d'huile et la charge entraînée. Si l'échauffement persiste, faites contrôler votre réducteur avant que les engrenages ne soient endommagés.
Peut-on installer un variateur de fréquence sur un motoréducteur ?
Oui, dans la plupart des cas, le variateur de fréquence ajuste électroniquement la vitesse du moteur, en complément de la réduction mécanique. Deux points de vigilance. À basse vitesse, un moteur autoventilé refroidit moins bien. La lubrification par barbotage du réducteur peut aussi devenir insuffisante. Vérifiez la compatibilité du moteur et la plage de vitesse visée avant l'installation. Nous vous conseillons sur le dimensionnement de l'ensemble.
Vaut-il mieux réparer ou remplacer un réducteur en panne ?
Tout dépend de l'étendue des dégâts. Le remplacement des roulements, des joints spi ou une vidange justifient presque toujours la réparation. Si les engrenages ou le carter sont détruits, remplacer le réducteur devient parfois plus pertinent, nous chiffrons alors les deux options pour que vous décidiez. Dans tous les cas, le coût est déterminé après diagnostic, avec un devis détaillé remis ensuite.