Dans les véhicules à chenilles, l'ensemble ressort, par l'action combinée du ressort hélicoïdal de compression, du cylindre et du tirant, agit comme protection contre les surcharges causées par les impacts ou les irrégularités du sol.
Le ressort hélicoïdal a pour mission d'amortir les chocs appliqués à la poulie lorsque la machine rencontre un obstacle. En outre, ce ressort corrige la tension de la chaîne en injectant de la graisse dans le cylindre. Cela se fait par le biais d'une vanne de contrôle qui permet à l'ensemble ressort de se déplacer vers l'avant grâce à la pression hydraulique. Enfin, le tirant maintient le ressort préchargé constamment fixé au corps cylindrique. Mais examinons en détail les caractéristiques de chacun de ces composants.
Le ressort est fabriqué à partir de fils de section circulaire, selon des objectifs de conception spécifiques, notamment un bon rapport qualité/prix et la capacité à s'intégrer dans l'espace disponible. Cet espace est une contrainte qui régit les limites dimensionnelles de la longueur de fonctionnement du ressort, ainsi que son diamètre intérieur et extérieur. Ces mesures déterminent la tension du ressort ainsi que d'autres exigences qui doivent être connues en amont : la charge, la déformation et la longueur maximale au repos.
Lorsqu'un ressort de compression hélicoïdal est chargé, le fil enroulé est chargé en torsion. La tension est donc maximale sur la surface du fil et sur le bord intérieur de la boucle. La plage des tensions régit la durée de vie du ressort : plus elle est large, plus la tension maximale doit être faible pour avoir une durée de vie comparable.
Le choix des matériaux convenant à la production de ressorts hélicoïdaux de compression suit la réglementation sur l'acier à ressort. En outre, les matériaux choisis doivent répondre à d'autres exigences telles que :
Masse
Coût
Durée de vie en fatigue
Limites spatiales
Applications
Charge du ressort souhaitée
Plage de contrainte tolérée à laquelle le ressort est soumis
Résistance à la corrosion et à la chute de charge à haute température
Plage de déformation que le ressort subit pendant la production
Dans l'acier à ressort, les propriétés requises sont obtenues par une teneur élevée en carbone et des éléments tels que le silicium, le manganèse, le chrome, le molybdène et le vanadium, et par des traitements thermiques tels que la trempe.
L'importance du processus de production
La qualité et l'efficacité des ressorts dépendent de leur processus de production, qui est généralement caractérisé par trois étapes : le moulage, le traitement thermique et le post-traitement.
Il existe différentes méthodes de moulage des ressorts :
Chaque type de ressort subit un traitement thermique pour le rendre plus résistant.
Les ressorts de petite et moyenne taille, qui ne seront pas soumis à de fortes contraintes pendant leur utilisation, requièrent un traitement de stabilisation dans de petits fours fonctionnant à des températures comprises entre 300 et 400 °C.
Les ressorts de grande taille, qui seront soumis à des contraintes élevées pendant leur utilisation, nécessitent un traitement de recuit, qui se divise en traitement de trempe et en traitement de revenu.
La trempe consiste en un chauffage rapide des ressorts dans un four à 860 °C suivi d'un refroidissement brusque dans un bain d'huile. Elle est appliquée pour obtenir un bon compromis entre la ténacité et la dureté.
Cette opération est suivie d'un traitement de revenu afin d'obtenir un bon compromis entre la dureté, la résistance et la ténacité de l'acier.
Après le traitement thermique, le ressort subit le processus de préréglage qui consiste à enrouler le ressort à une longueur libre supérieure à la longueur libre spécifiée.Le ressort à température ambiante est comprimé au repos ou à une longueur spécifique prédéfinie pour générer une élasticité.
Problèmes possibles avec les ressorts hélicoïdaux
Comme tout autre composant, les ressorts hélicoïdaux peuvent également être sujets à certains problèmes. Les principaux concernent la rupture, qui peut se produire en raison de diverses causes, notamment :
Il s'agit d'un composant à haute résistance car lorsque le ressort est déformé, il est soumis à une charge supérieure à la précharge.
La charge appliquée au tirant est de deux types :
Charge due à l'impact de l'écrou contre la fourche lorsque le ressort comprimé revient de la position de butée (par exemple, la même valeur de charge à la butée) ;
Charge présente en cas de décalage entre l'axe du ressort et l'axe de la poulie avant, c'est-à-dire charge de déformation causée par le moment de flexion avec la charge de butée.
Étant soumis à de telles contraintes, le tirant doit être fabriqué dans un alliage d'acier, l'acier de recuit étant le plus utilisé en raison de sa bonne résistance, de sa forgeabilité et de son usinabilité. En outre, il doit convenir à toutes les applications à chaud jusqu'à 500 °C pour résister au fluage. Il peut également être trempé ou nitruré en surface pour le rendre plus résistant à l'usure et à la fatigue pour les pièces qui ne sont pas soumises à une pression spécifique trop élevée.
En injectant de la graisse dans le cylindre par l'intermédiaire de la vanne de contrôle, l'ensemble ressort avance et la chaîne est soumise à tension. Inversement, la libération de la graisse par la vanne relâche la chaîne et fait reculer l'ensemble ressort.
Lors du montage du cylindre, une pompe est utilisée pour acheminer la graisse vers le cylindre à travers la vanne. Cette graisse déplace le piston qui pousse l'ensemble de la tension complète. La vanne de contrôle, par contre, doit être conçue et appliquée en tenant compte de la pression de service maximale. La surface doit être chromée pour une plus grande résistance à l'usure et à la corrosion.
Le matériau choisi pour la production du cylindre est normalement un acier classique trempé et revenu contenant un pourcentage suffisant de carbone pour obtenir une ténacité maximale.
A l'intérieur de l'ensemble ressort, le cylindre doit forcément être relié au tirant. Cet accouplement tirant-cylindre peut être réalisé par le biais de différentes configurations, à savoir :
• Soudage
• Filetage
• Pièce unique
• Épaulement
• Filetage+soudure
• Épaulement+soudure
• Épaulement+filetage
• Épaulement+filetage+soudure
Nous illustrons ci-dessous les différents types d'ensemble ressort fournis pour certaines des marques les plus répandues du marché.
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ITR Track Adjuster
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