Différence entre friction statique et friction cinétique
Lors de l’installation ou de la maintenance d’une bande transporteuse, il y a souvent des problèmes dus à la friction. Voici un rappel de la différence entre les frictions statique et cinétique, et leur influence sur la performance de la bande.
La différence entre adhérence et glissement
La friction entre deux corps n’est jamais exactement la même au repos et en mouvement. En effet, la force nécessaire pour déclencher le glissement d’un corps est supérieure à la force nécessaire pour le maintenir en mouvement. C’est pourquoi on distingue la friction statique et la friction cinétique (également appelée friction de glissement).
Friction statique
On parle de friction statique lorsque deux corps ne se déplacent pas l’un par rapport à l’autre (comme une bande transporteuse sur la surface du tambour moteur).
Le coefficient de friction statique est noté µs (parfois seulement µ or µo ou µA):
µs = friction statique [-]
FF = force de friction [N]
FN = force normale [N]
Friction cinétique
On parle de friction cinétique lorsque deux corps se déplacent l’un par rapport à l’autre (comme une bande transporteuse sur une sole de glisse). Un objet se met en mouvement si la force de traction (FA) est supérieure à la force de friction (FF).
Le coefficient de friction cinétique est noté μk (parfois ㎍):
μk = friction cinétique [-]
FA = force de traction [N]
FN = force normale [N]
Tentez cette expérience
Tirez un objet lentement au moyen d’une balance à ressort et relevez la force de traction (FA) :
La force de traction augmentera d’abord sans déplacer l’objet. Soudainement, l’objet commencera à se déplacer et la force de traction diminuera.
- La force de traction maximale, juste avant que l’objet commence à se déplacer, représente la friction statique (µs).
- La valeur médiane de le force de traction lorsque l’objet se déplace représente la friction cinétique (μk).
Pourquoi la friction statique est-elle essentielle à la transmission de puissance ?
La friction statique revêt une fonction essentielle dans les entraînements par adhérence. On observe ce type de transmission dans les systèmes à deux ou plusieurs poulies associées à des courroies plates, trapézoïdales ou striées, et sur le tambour moteur des convoyeurs à bande ou à rouleaux.
Le coefficient de friction statique est essentiel à la formule d’Euler-Eytelwein.
Il est très sensible et associé à plus d’incertitudes que tous les autres facteurs qui ont un impact sur la capacité de transmission de puissance d’une courroie. Sa valeur peut faiblir de manière significative sous l’effet de facteurs extérieurs à peine perceptibles comme la poussière ou le brouillard d’huile. Ceci peut provoquer le glissement de la courroie sur les poulies de telle manière qu’elle n’est plus en mesure de transmettre la puissance nécessaire. Dans ces cas-là, la courroie et les poulies doivent être nettoyées.
Le coefficient de friction entre la courroie et la poulie sera complètement différent selon la surface de la courroie qui peut être lisse comme un miroir ou rugueuse comme du tissu. La surface lisse adhérera mieux à la poulie, mais perdra pratiquement toute adhérence à l’apparition d’humidité ou de poussière sur la face en contact avec la poulie. La surface rugueuse adhérera un peu moins, mais affichera une sensibilité bien moindre à l’humidité et à la poussière.
Ce principe s’applique également aux poulies, la surface ne doit être ni trop lisse, ni trop rugueuse. C’est pourquoi Habasit spécifie la rugosité de la surface des poulies utilisées pour la transmission de puissance (max.: CLA = 1.6 ㎛ ou Ra = AA 63 μin ).
Dans le cas de bandes transporteuses, la surface du tambour moteur est souvent revêtue d’un matériau adhérent (comme du caoutchouc) afin d’augmenter le coefficient de friction statique entre le tambour et la bande ce qui permet d’accroître la capacité de charge du convoyeur et de réduire la charge sur arbre.
L’importance de la friction cinétique dans les convoyeurs à bande
La force de traction nécessaire à la mise en mouvement d’une bande sur une sole de glisse dépend fortement de la friction cinétique. On doit de ce fait tenir compte de ce coefficient lors de la définition d’une bande transporteuse avec sole de glisse.
La présence d’huile ou de matières collantes, ou parfois même d’eau, entre la bande et la sole de glisse peut provoquer l’adhésion de la bande (parfois appelé effet de succion), augmentant ainsi la friction et par conséquent la consommation d’énergie. Dans les cas les plus extrêmes, cela peut conduire à l’arrêt total de la bande.
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