Introduction
Dans la maintenance industrielle et le contrôle des machines, la vitesse de rotation des moteurs, arbres ou rouleaux n’est pas le seul paramètre important. La vitesse linéaire des courroies, bandes transporteuses, surfaces de rouleaux et matériaux en déplacement continu est également fréquemment mesurée.
Un tachymètre à contact peut généralement mesurer à la fois la vitesse de rotation et la vitesse linéaire en utilisant différents accessoires. Pour une mesure linéaire, il est habituellement équipé d’une roue de mesure de vitesse de surface.
Cette roue est placée directement contre la surface en mouvement. Le déplacement de la surface entraîne la rotation de la roue. Le tachymètre mesure cette rotation puis calcule la distance parcourue par unité de temps à partir du diamètre ou de la circonférence connue de la roue.
Le principe peut donc être résumé ainsi : le mouvement linéaire est transformé en mouvement rotatif, puis converti en vitesse linéaire à partir de la circonférence de la roue.
Points essentiels
● Un tachymètre à contact utilise généralement une roue de mesure pour déterminer la vitesse linéaire.
● La surface en mouvement entraîne directement la rotation de la roue.
● La vitesse linéaire est calculée à partir de la vitesse de rotation et de la circonférence effective de la roue.
● Les unités courantes comprennent m/min, m/s et ft/min selon l’appareil.
● Le diamètre de la roue, le glissement, la pression de contact, la position et l’alignement influencent la précision.
● Tous les tachymètres à contact ne disposent pas d’un affichage direct de la vitesse linéaire.
Qu’est-ce que la vitesse linéaire ?
La vitesse linéaire correspond à la distance parcourue par un point ou une surface pendant une durée donnée.
Par exemple, si une bande transporteuse avance de 60 mètres en une minute, sa vitesse linéaire est de :
60 m/min
Un rouleau, une poulie ou une roue est soumis à un mouvement de rotation, mais chaque point de sa périphérie possède également une vitesse tangentielle, c’est-à-dire une vitesse linéaire.
Les applications courantes comprennent :
● Les bandes transporteuses ;
● Les courroies d’entraînement ;
● Les surfaces de rouleaux ;
● Les périphéries de poulies ;
● Les systèmes d’entraînement du papier dans les machines d’impression ;
● Les éléments mobiles des machines textiles ;
● Les câbles, films et bandes de papier en mouvement continu.
Comment un tachymètre à contact mesure-t-il la vitesse linéaire ?
Pour mesurer une vitesse de rotation, un tachymètre à contact utilise généralement un embout conique ou en forme de coupelle placé contre l’axe d’une pièce en rotation. Pour mesurer une vitesse linéaire, il utilise plutôt une roue de mesure.
La roue est appliquée légèrement contre une bande transporteuse, une courroie, un rouleau ou une autre surface mobile.
Pendant la mesure :
● La surface entraîne la rotation de la roue ;
● La rotation est transmise au système de détection du tachymètre ;
● L’appareil mesure la vitesse de rotation de la roue ;
● Cette vitesse est convertie en fonction de la distance correspondant à un tour complet ;
● La vitesse linéaire est affichée.
Si la circonférence de la roue est par exemple de 0,1 m, un tour complet représente théoriquement un déplacement de 0,1 m.
À 500 tours par minute :
Vitesse linéaire = 0,1 × 500 = 50 m/min
Les dimensions réelles de la roue constituent donc un paramètre essentiel pour obtenir une mesure correcte.
Quelle est la relation entre vitesse de rotation et vitesse linéaire ?
Lorsque la vitesse de rotation et le diamètre effectif d’un élément rotatif sont connus, il est possible de calculer sa vitesse périphérique.
La relation de base est :
v = π × D × n
Avec :
● v = vitesse linéaire ;
● D = diamètre effectif de l’objet ou de la roue de mesure ;
● n = nombre de tours par unité de temps ;
● π ≈ 3,1416.
Si D est exprimé en mètres et n en tours par minute, le résultat est obtenu en m/min.
Prenons un rouleau de 0,2 m de diamètre tournant à 300 tr/min :
v = 3,1416 × 0,2 × 300
On obtient :
v ≈ 188,5 m/min
Pour convertir en m/s :
188,5 ÷ 60 ≈ 3,14 m/s
Avec un tachymètre disposant d’un mode spécifique pour la vitesse linéaire, cette conversion est normalement réalisée automatiquement.
Pourquoi faut-il utiliser une roue de mesure adaptée ?
La vitesse linéaire ne dépend pas uniquement du nombre de tours de la roue par minute. Elle dépend également de sa circonférence réelle.
À une même vitesse de 100 tr/min :
● Une roue de grande circonférence correspond à une distance parcourue plus importante par tour ;
● Une roue de petite circonférence correspond à une distance plus faible par tour.
Si le tachymètre est configuré pour une roue donnée mais qu’une roue de dimensions différentes est utilisée, la mesure de rotation peut rester correcte alors que la vitesse linéaire calculée devient incorrecte.
Par exemple, si l’appareil utilise une circonférence nominale de 100 mm alors que la roue installée présente réellement une circonférence de 120 mm, la distance supposée par tour ne correspond plus à la distance réelle.
Il est donc recommandé d’utiliser la roue prévue par le fabricant ou une roue dont les caractéristiques sont compatibles avec le tachymètre.
Comment mesurer correctement la vitesse linéaire ?
Avant toute mesure, il convient de vérifier que le tachymètre dispose d’un mode de vitesse linéaire et que la roue appropriée est correctement installée.
● Installer la roue de mesure spécifiée ;
● Mettre l’appareil sous tension et sélectionner le mode de vitesse linéaire ;
● Sélectionner l’unité souhaitée : m/min, m/s ou ft/min ;
● Attendre que la machine atteigne un fonctionnement stable ;
● Appliquer légèrement la roue contre la surface mobile ;
● Aligner le sens de rotation de la roue sur le sens de déplacement ;
● Maintenir une pression de contact modérée et régulière ;
● Attendre la stabilisation de l’affichage puis relever la valeur ;
● Répéter si nécessaire la mesure au même endroit.
Après la mesure, retirer d’abord la roue de la surface mobile avant d’éteindre ou de repositionner l’appareil.
Sur les machines à grande vitesse ou comportant des pièces mobiles accessibles, il est essentiel d’éviter toute proximité dangereuse des mains, vêtements ou accessoires avec les zones d’entraînement.
Comment la roue de mesure doit-elle être appliquée sur la surface ?
La qualité du contact entre la roue et la surface mobile influence directement la mesure.
Dans des conditions idéales, la roue doit rouler de manière régulière sans glissement perceptible.
Une orientation incorrecte peut provoquer un glissement latéral. Une pression trop faible peut empêcher la roue de suivre correctement le mouvement. Une pression excessive peut déformer la roue ou perturber le déplacement d’un matériau souple.
Les bonnes conditions de mesure sont donc les suivantes :
● Contact stable avec la surface ;
● Alignement avec le sens du mouvement ;
● Absence de rebond important ;
● Absence de glissement ;
● Pression de contact modérée et constante.
Quels facteurs influencent la précision de la mesure ?
La mesure de vitesse linéaire par contact repose sur une interaction mécanique directe. Les conditions de mesure jouent donc un rôle important.
Glissement de la roue
Si la roue ne suit pas complètement la surface, sa vitesse de rotation est généralement inférieure à la valeur théorique correspondant au déplacement réel. La lecture est alors souvent trop faible.
Pression de contact incorrecte
Une pression insuffisante peut provoquer un glissement ou des rebonds. Une pression excessive peut comprimer la roue ou perturber un matériau flexible.
Usure de la roue
Avec le temps, le diamètre extérieur peut diminuer. La circonférence et donc la distance réelle correspondant à chaque tour sont alors modifiées.
Dimensions de roue incorrectes
Si le diamètre ou la circonférence ne correspondent pas à la configuration de l’appareil, une erreur proportionnelle apparaît.
Mauvais alignement
La roue doit rouler dans le même sens que la surface. Une application oblique peut créer un glissement latéral et rendre l’affichage instable.
Surface irrégulière
Les raccords, vibrations, irrégularités ou mouvements périodiques peuvent empêcher un contact continu.
Vitesse de machine instable
Une accélération, une décélération ou une variation de charge entraîne naturellement des changements d’affichage. Il faut distinguer ces variations réelles d’une erreur de mesure.
Quelle différence entre la mesure d’un rouleau et celle d’une bande transporteuse ?
Les deux peuvent être mesurées avec un tachymètre à contact, mais le paramètre mesuré n’est pas exactement le même.
Lorsque la roue est appliquée directement sur une bande transporteuse, l’appareil mesure la vitesse réelle de la bande au point de contact.
Lorsqu’elle est appliquée sur la périphérie d’un rouleau, elle mesure la vitesse périphérique de ce rouleau.
S’il n’existe aucun glissement entre le rouleau et la bande, ces deux vitesses devraient être pratiquement identiques.
Des différences peuvent toutefois apparaître en cas de :
● Glissement entre le rouleau et la bande ;
● Tension insuffisante de la bande ;
● Contamination des surfaces ;
● Variation de charge.
Comparer les deux valeurs peut ainsi aider à détecter un glissement anormal dans un système d’entraînement ou de convoyage.
Peut-on calculer la vitesse linéaire uniquement à partir des tr/min ?
Oui, à condition de connaître précisément le diamètre effectif de la pièce en rotation.
Pour un rouleau tournant à 500 tr/min avec un diamètre de 100 mm, soit 0,1 m :
v = 3,1416 × 0,1 × 500
On obtient :
v ≈ 157,1 m/min
Cette méthode convient aux rouleaux, poulies et autres éléments dont le diamètre est bien défini.
Pour une bande transporteuse, du papier, un câble ou un film en déplacement continu, une mesure directe avec une roue est généralement plus pratique, car il n’est pas nécessaire de connaître le diamètre du rouleau d’entraînement.
Dans quelles applications utilise-t-on la mesure de vitesse linéaire par contact ?
Cette méthode convient aux machines et matériaux dont la surface mobile peut être atteinte en toute sécurité.
Applications typiques :
● Mesure de vitesse de bandes transporteuses ;
● Contrôle de courroies d’entraînement ;
● Mesure de vitesse périphérique de rouleaux ;
● Contrôle de l’entraînement du papier dans les machines d’impression ;
● Contrôle du transport de matériaux textiles ;
● Lignes de production de câbles ;
● Production et bobinage de films plastiques ;
● Machines d’emballage ;
● Contrôle des transmissions pendant les opérations de maintenance.
Lorsque la surface est inaccessible, très chaude, extrêmement rapide ou dangereuse, une mesure directe par contact ne doit pas être imposée. Une autre méthode plus adaptée aux conditions de fonctionnement doit être utilisée.
FAQ
Un tachymètre à contact peut-il afficher directement des m/min ?
Certains modèles disposant d’un mode de vitesse linéaire affichent directement des valeurs en m/min, m/s ou ft/min. Les unités disponibles dépendent de la conception de l’appareil.
Une roue de mesure est-elle toujours nécessaire ?
Elle est généralement nécessaire pour mesurer directement la vitesse d’une bande transporteuse ou d’une surface mobile. Si la vitesse de rotation et le diamètre précis d’une pièce sont connus, la vitesse périphérique peut également être calculée.
Pourquoi le diamètre de la roue influence-t-il le résultat ?
Chaque tour correspond à une distance égale à la circonférence de la roue. Si le diamètre change, la distance correspondant à un tour change également.
Peut-on continuer à utiliser une roue usée ?
Une légère usure peut ne pas avoir d’effet immédiat important. En revanche, une diminution notable du diamètre, un durcissement, des dommages ou un manque d’adhérence justifient un contrôle ou un remplacement.
Pourquoi plusieurs mesures sur la même bande donnent-elles des résultats différents ?
Les causes possibles comprennent des variations réelles de vitesse, le glissement de la roue, des différences de pression, un mauvais alignement, des vibrations ou une modification de la position de mesure.
Le tachymètre mesure-t-il la vitesse du moteur ou celle du convoyeur ?
Lorsque la roue est appliquée directement sur la bande, l’appareil mesure la vitesse réelle de la surface au point de contact. Cette valeur peut différer de la vitesse du moteur en raison d’une transmission mécanique ou d’un glissement.
Conclusion
Un tachymètre à contact mesure la vitesse linéaire en transformant le déplacement d’une surface en rotation d’une roue de mesure. La vitesse est ensuite calculée à partir du nombre de tours de la roue et de sa circonférence effective.
Les instruments dotés d’un mode dédié peuvent afficher directement les résultats en m/min, m/s ou ft/min. Lorsque seule la vitesse de rotation est disponible, la vitesse périphérique peut également être calculée si le diamètre effectif est connu.
La précision dépend fortement de la roue utilisée, de son état, de la pression de contact, de l’alignement et de l’absence de glissement. Un contact stable et correctement orienté est indispensable pour obtenir des résultats fiables.
