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Les ressorts sont essentiels au bon fonctionnement de nombreuses machines. Ils peuvent être définis comme l’objet élastique généralement fabriqué avec du métal qui emmagasine de l’énergie mécanique. Prenant habituellement une forme spiralée, ils tendent à reprendre leur allure initiale quand ils sont compressés ou étirés. Les ressorts sont très utilisés dans le domaine de l’industrie, de l’automobile, de l’aéronautique, de l’aérospatiale, des bâtiments et travaux publics, de la médecine, etc. Si vous possédez une entreprise dans le secteur secondaire, vous ferez appel tôt ou tard à un fabricant de ressorts, un ressortier. Cet article vous donne toutes les informations fondamentales dont vous devez disposer sur le sujet.
Comment sont fabriqués les ressorts industriels ?
Avant de requérir les services d’un fabricant de ressorts, le ressortier, il est important de découvrir en premier lieu les caractéristiques générales et les matériaux de base de ces pièces mécaniques. Cela vous permettra d’avoir une idée plus claire sur l’importance et l’utilisation des ressorts industriels. Ces deux informations vous aideront également à comprendre leur principe de fonctionnement.
Les principales caractéristiques des ressorts
La norme ISO 26909:2010 définit le ressort comme étant « un dispositif mécanique conçu pour emmagasiner de l’énergie lorsqu’il est déformé et en restituer la même quantité lorsqu’il est relâché ». De cette définition, nous pouvons dégager les caractéristiques suivantes :
- Les ressorts disposent d’une force.
- Les ressorts peuvent subir des déformations (ou état de contrainte), telles que l’allongement, le raccourcissement ou la rotation. Ils sont conçus pour se déformer sous une certaine charge ou pression.
Il est possible de calculer la raideur des ressorts en effectuant le rapport entre la sollicitation et la déformation. Cette dernière doit être proportionnelle à l’effort appliqué ou à la force qui l’a provoquée. L’évaluation de l’état de contrainte est également utile dans la détermination de la souplesse ou de la compliance des ressorts. En bref, les caractéristiques de ces pièces mécaniques peuvent se résumer en quelques mots : force, effort, déformation, raideur et souplesse.
Les matériaux de base des ressorts
Les ressortiers utilisent généralement de l’acier. Parfois, ces produits sont conçus à partir d’élastomères, de matériaux composites et de gaz.
Les ressorts métalliques restent les plus résistants et les plus utilisés, bien qu’ils soient vulnérables au froid extrême. Ils pourront subir les effets de l’hystérésis mécanique s’ils sont placés dans des endroits enregistrant une température inférieure à -150 °C ou à -200 °C. Cela implique qu’ils reprendront difficilement leur forme initiale, engageant plus de temps. Ils pourront même se rompre si la température n’augmente pas alors que l’effort appliqué reste le même.
Certes, les ressorts en élastomères sont plus faibles, mais résistent efficacement aux sollicitations dynamiques. Ils sont aussi sensibles aux basses températures. Leur raideur/souplesse dépend énormément de la forme de l’élément élastique et de la charge appliquée.
En ce qui concerne les ressorts en matériaux composites, ils sont incontestablement les meilleurs en matière de résistance à la corrosion et de durée de vie. Ils sont bien plus légers et offrent une fréquence propre élevée. Ils sont particulièrement appréciés dans le secteur de l’automobile.
Enfin, les ressorts à gaz sont généralement utilisés comme des ressorts-amortisseurs. On les retrouve fréquemment dans les portes, les coffres à bagages, les hayons, les véhicules automobiles, etc. Ils servent de « contrepoids » dans l’ouverture et dans la fermeture de certains objets.
En quoi peuvent être utilisés les ressorts industriels ?
Les ressorts industriels peuvent être utilisés dans de nombreux équipements et machines. Leurs missions changent en fonction de l’appareil dans lequel ils sont implantés. Il est impossible de présenter toutes les machines qui peuvent s’en servir, d’autant plus que certaines d’entre elles sont uniques. En revanche, nous pouvons citer la plupart des tâches que peuvent accomplir les ressorts, en l’occurrence :
- rappeler une pièce écartée de sa position d’équilibre (interrupteurs électriques),
- maintenir un serrage (pinces à linge),
- accumuler de l’énergie, puis la libérer (moteurs de jouets),
- amortir les chocs (suspensions des véhicules ou des bicyclettes),
- répartir les charges (matelas à ressorts).
D’une manière générale, le ressortier fournit toutes les industries qui emploient des machines ou qui en construisent. Les ressorts sont adaptables à tous les besoins et peuvent être personnalisés selon les demandes des consommateurs.
Quels sont les différents types de ressorts ?
Il existe trois principaux types de ressorts : les ressorts de compression, les ressorts de traction et les ressorts de torsion. Notez, par exemple, que la fabrication d’un tracteur nécessite différentes catégories de ressort. En découvrant leurs points de différence, vous comprendrez mieux la divergence de leurs missions.
Les ressorts de compression
Comme leur nom l’indique, les ressorts de compression sont mis au point pour subir la compression. La force appliquée doit ainsi principalement se diriger vers le centre de la pièce qui doit supporter la charge. Ce sont les types de ressorts qui sont les plus utilisés dans les secteurs de l’industrie. Ils sont généralement fabriqués avec de l’acier ou de l’inox et le diamètre de leur fil varie entre 0,8 mm et 18 mm. Les ressorts de compression sont disponibles sous trois différentes formes : cylindrique, conique et biconique.
Tout d’abord, les ressorts de compression cylindriques revêtent des formes hélicoïdales classiques : le fil s’enroule suivant un pas constant entre les spires. Le diamètre des spires du milieu ne change pas.
Ensuite, les ressorts de compression coniques prennent les mêmes formes hélicoïdales, mais ont une allure proche de l’entonnoir. Le diamètre de leur première spire est souvent plus large.
Enfin, les ressorts de compression biconiques sont aussi hélicoïdaux, mais ils disposent de deux extrémités de même diamètre. C’est le ressort de compression le plus résistant, il peut supporter des forces de compression de très grandes intensités.
Les ressorts de traction
Les ressorts de traction sont conçus pour s’étirer et gagner en longueur. Ce sont les types de ressorts utilisés dans le but de remettre les objets écartés en leur position d’origine. Ils sont généralement équipés d’un ou deux crochets fixés à l’un ou à leurs deux bouts. Leurs spires peuvent être comparées à des boucles qui s’allongent sous l’action d’une (ou de deux) force de traction. Elles reprennent leur forme et leur longueur initiales lorsque l’effort cesse. Ces ressorts de traction sont généralement fabriqués en acier, en inox, en titane, en inconel ou en zinc. Le diamètre de leur fil varie entre 0,2 mm et 14 mm.
Il existe plusieurs variétés de ressorts de traction. Les ressorts de traction à boucles anglaises sont dotés de deux attaches situées à leurs extrémités. En revanche, Les ressorts de traction à bout libre se démarquent par les boucles en forme de C situées à leurs deux extrémités. Quant aux boucles d’attache des ressorts de traction à boucles allemandes, elles sont placées aux extrémités de l’enroulement du fil.
Les ressorts de torsion
Les ressorts de torsion sont conçus pour se tordre et transférer l’énergie mécanique emmagasinée. Autrement dit, leur déformation se manifeste généralement par mouvement rotatif et est due à une énergie mécanique de torsion. Cette dernière peut également se caractériser par le pliage ou par la flexion. Ce type de ressort est en mesure de restituer un couple et de remettre un objet écarté en sa position d’origine. Il ressemble aux ressorts de compression, mais ses extrémités sont plus longues et plus complexes. Elles sont parfois tangentes ou radiales, voire complètement encastrées dans un système.
Comment sont fabriqués les ressorts sur mesure ?
Comme nous l’avons expliqué plus tôt, les ressorts doivent parfaitement s’intégrer dans le mécanisme dans lequel ils sont destinés. Toutes leurs dimensions doivent s’accorder à toutes celles de la machine et leurs formes doivent être cohérentes avec leur mission. Au vu de ces exigences strictes, il peut être difficile de trouver un ressort qui correspond à la totalité de vos exigences chez un cataloguiste. Faire appel à un ressortier de haut renom est ainsi conseillé. Ce professionnel est capable de répondre à tous vos besoins et de concevoir la pièce que vous recherchez. Dans cette optique, il vous demandera d’emblée toutes les informations relatives au ressort à fabriquer. Il doit notamment déterminer si vous avez besoin d’un ressort de compression, d’un ressort de torsion ou d’un ressort de traction. Ses procédés de fabrication dépendent de cette indication de base.
Ensuite, le ressortier va esquisser un plan qui contient toutes les données nécessaires à la réalisation de la pièce. Parmi ces informations doivent figurer le diamètre de l’axe, le diamètre de l’alésage, le diamètre de fil, le nombre de spires. À ces données s’ajoutent la longueur libre, la longueur à bloc, le type d’anneaux, la longueur du corps, etc.
Si vous êtes nouveau dans ce domaine, il devra vous proposer un chargé d’études qui vous accompagnera dans cette étape d’identification. Une fois que tous les besoins sont déterminés, le ressortier passe à la fabrication de la pièce. Vous n’avez plus qu’à attendre que ce procédé soit terminé.
Les ressorts sont des éléments indispensables dans le domaine de l’industrie. Leur utilisation change en fonction du type de ressort. Pour trouver la pièce que vous recherchez, il est plus judicieux de contacter directement un ressortier compétent.
