Développement des coudes - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

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Développement des coudes

Vous savez sans doute déjà que les systèmes de transport d'air ou de liquide ne sont pas toujours flexibles. Pourtant, on doit donner à la canalisation certaines courbes pour que le fluide puisse se rendre d'un point à l'autre. La solution consiste donc à utiliser des coudes afin d'effectuer les ajustements nécessaires.

Lorsqu'il s'agit de conduites de systèmes de climatisation ou de chauffage, les coudes sont parfois conçus sur place pour répondre à un besoin précis. Ainsi, cette étude fera en sorte de vous familiariser avec la conception de coudes en 1, 2 et 3 éléments. La construction d'un coude est relativement simple.

La première étape consiste à tracer deux développements identiques. En effet, les endroits où se fait le joint entre chaque partie du coude possèdent un angle égal (figure ci-après).

Chacun de ces morceaux porte un demi élément du coude (la partie comprise entre la section droite passant par l'intérieur du coude et la section oblique qui est le joint).

1. Exemple sur le développement des coudes

Quel sera l'angle de chaque partie d'un coude en deux parties qui forme un angle de 130° ?

Solution

On commence par calculer l'angle 1 à partir de l'équation que l'on peut voir à la figure suivante :

Angle d'un coude :

3 = 180° - 21

3 = 130°

donc, 130° = 180° - 21

130° - 180° = 21

- 50° = - 21

50° = 21

 = a1

1 = 25°

Connaissant a1, on obtient par le fait même 2 car ils sont égaux. Donc,

1 = 25°

2 = 25° (figure suivante)

Solution exemple 2 :

Il suffit alors de tracer le développement d'un côté et de le répéter pour l'autre. Cela doit évidemment se faire en respectant les longueurs désirées de chaque côté du coude.

La figure suivante présente le développement d'un coude en deux parties, où on ne fait que copier le résultat.

Développement d'un coude :

Les avantages de cette méthode deviennent évidents lorsque vous devez faire des coudes de grande dimension ou encore pour de la haute production. En effet, avec cette méthode, il est possible et même préférable de travailler avec deux ou plusieurs tôles, c'est-à-dire qu'on peut les réunir pour les découper toutes en même temps à l'aide d'une scie à ruban. On obtient ainsi plusieurs pièces identiques, prêtes à assembler.

Note :

- Il ne faut pas oublier d'ajouter les bandes nécessaires pour l'assemblage avant de découper le développement (figure ci-après).

- On réalise le développement d'un demi élément qui servira de patron ou gabarit de reproduction.

Développement avec bandes d'assemblage :

Une autre méthode conduisant à la fabrication des coudes en deux parties est celle de la complémentarité. Il est en effet possible d'effectuer le développement d'un coude en deux parties en ne faisant qu'un seul développement qui donnera les deux parties du coude en même temps. La figure suivante montre cette méthode de travail.

Complémentarité du développement :

Cette méthode de travail diminue à la fois le découpage nécessaire et les pertes de métal. Enfin, pour ajouter la bande d'assemblage, il suffit de tracer une ligne parallèle au développement et d'allonger le patron en conséquence (figure suivante).

Ajout de la bordure :

Coude avec plus que deux parties :

Une fois que vous aurez acquis une certaine habileté dans le développement, vous constaterez qu'il n'est pas plus compliqué de fabriquer un coude en trois ou quatre parties qu'en deux parties. C'est seulement plus long.

L'avantage de faire des coudes en plusieurs éléments est non seulement esthétique, mais en plus, l'augmentation du nombre d'éléments permet d'adoucir la courbe qu'aura à prendre le fluide (gaz ou liquide), ce qui augmente le rendement du système et réduit les pertes dues aux brusques changements de direction du fluide.

2. Méthode de développement

La méthode de développement débute de la même façon qu'avec un coude en deux parties. On commence d'abord par tracer un demi-cercle de même diamètre que le cylindre pour, par la suite, tracer les lignes parallèles aux côtés de la pièce. On peut également dessiner les contours du développement puisqu'on sait que sa largeur correspond à la circonférence du cylindre, soit πD (en fibre neutre).

La figure suivante illustre ce que vous venez de voir.

Préparation du développement :

Il est à remarquer que seul le développement de la première partie peut être tracé directement. A cet effet, on utilise la méthode vue précédemment, soit celle où l'on trace des lignes perpendiculaires depuis la vue jusqu'au développement.

Toutefois, à partir de la deuxième partie cela se complique un peu, car l'angle du cylindre fausserait le traçage. Pour résoudre ce problème, il s'agit tout simplement de reporter les dimensions de la vue sur le développement à l'aide d'une règle ou d'un compas. Il est très important de retenir que, dans ce cas, on doit inverser la numérotation du demi-cercle, c'est-à-dire que 1 devient 7 tandis que 7 devient 1.

La troisième partie du développement est la plus simple à tracer : on reporte une des longueurs (en respectant la numérotation initiale) de la partie 3 sur le développement et on trace une ligne parallèle à la base puisque l'extrémité du coude est droite. Sinon, il aurait fallu reporter toutes les dimensions, comme pour la deuxième section (figure suivante).

Développement d'un coude en trois parties :

Le développement d'un coude en quatre parties ou plus se fait de la même façon. Ainsi, on trace le développement en reportant les dimensions de la vue de face. Il ne faut cependant pas oublier d'inverser la numérotation du demi-cercle chaque fois qu'il y a un changement d'angle, comme cela est démontré à la figure ci-dessous.

Numérotation du demi-cercle :

 

3. Conception du coude avec plus de deux parties

Comme il arrive fréquemment qu'elle n'existe pas, vous aurez à dessiner la vue à partir de laquelle vous tracerez le développement. Il est à noter que l'on s'en tiendra au traçage des coudes à 90°, car ce sont les plus utilisés. La première étape consiste à déterminer le nombre d'éléments qui composeront le coude. Une fois cette décision prise, vous construirez la vue en n'oubliant pas que chaque élément doit avoir le même diamètre.

La construction d'un coude à un élément soit deux pièces est assez simple puisqu'il suffit de tracer la continuité des deux tuyaux jusqu'à l'endroit où le coude sera assemblé. L'endroit où les lignes que vous venez de dessiner se rejoignent correspond au joint entre les deux pièces du coude. La figure suivante expose la façon de tracer un coude en un élément.

Coude cylindrique :

Les figures suivantes présentent la méthode à utiliser pour dessiner des coudes en deux ou trois éléments.

Coude en deux éléments :

Coude en trois éléments :

En résumé sur le développement des coudes :

A la suite de la lecture de cette étude, vous maîtriserez plus particulièrement les points suivants :

les coudes en deux 1/2 éléments peuvent être faits en traçant deux développements identiques ou en utilisant la complémentarité du développement ;

le développement est possible en reportant les dimensions de la vue utilisée pour, par la suite, en effectuer le traçage des transformées ;

le développement d'un coude en plusieurs éléments exige que l'on inverse le sens de la numérotation du demi-cercle qui divise la vue.

Cette étude vous a permis de vous familiariser avec le développement de coudes.s

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