Crapaudine

Une crapaudine est une pièce de métal constituée par un palier de butée conçu pour recevoir l'extrémité du pivot d'un arbre vertical et un palier de guidage conçu pour absorber les efforts radiaux.
On parle quelquefois de «palier vertical à charge axiale». En effet, l'objectif de la crapaudine est bien de permettre la rotation d'un arbre dont la charge est dans le prolongement de son axe. Lorsque cet arbre est horizontal, on parle de palier.

Les différentes crapaudines sont constituées de divers éléments selon leur montage : une chape qui forme l'enveloppe, un coussinet, un grain, un contre-grain, un collet, une butée à bille.

Différents types

Les crapaudines peuvent être disposées :

- à la partie inférieure de l'arbre et c'est l'extrémité qui repose sur la butée (fig. A, B et C), le tout incorporé dans une chape.

- à la partie supérieure, l'arbre étant soutenu par un collet (fig. D, rep. 4) reposant sur une butée, ), le tout incorporé dans une chape.

• Fig. A : dans le cas de charge moyenne et pour des diamètres inférieurs à 70 mm, l'arbre est guidé par un coussinet en bronze (1) et l'extrémité repose sur un contre-grain (2) qui pivote sur le grain (3) solidaire du palier. Occasionnellemen le contre-grain peut être remplacé par un traitement thermique de l'extrémité du pivot (cémenté-trempé).

• Fig. B : même montage que le cas précédent à la différence que le grain est sphérique pour assurer un meilleur centrage dans le palier.

• Fig. C : le pivot est simplement appuyé sur une butée à bille centrée dans le palier. Ce système, moins onéreux que les cas qui ont précédé, permet en plus de supporter de grosses charges axiales avec une lubrification plus simple.

• Fig. D : la crapaudine de Mitchell est utilisée dans le cas de charges importantes ou pour des questions de montage, il est impossible de placer une butée dans la partie inférieure. L'arbre, guidé en translation par un coussinet (1), est soutenu par un collet (4) solidaire de l'arbre. Ce collet est pourvu d'un grain (2) qui pivote sur la collerette du coussinet. Ce grain peut être remplacé par une butée à billes.

Applications

• La crapaudine est présente, depuis la plus haute antiquité, comme palier d'articulation des portes ou des grilles. Son emploi est plutôt indiqué pour les lourdes portes des forteresses, qui ne pourraient être soutenues par un simple gond fiché dans le mur.
  • On trouve des traces de scellement de crapaudines dans certaines entrées de riches maisons romaines comme à Pompéi.
  • Léonard de Vinci a aussi étudié le problème en dessinant une crapaudine pourvue d'une butée à bille à la fin du XV^e siècle.

• Aujourd'hui, les crapaudines continue d'être utilisées, dans l'architecture respectant les traditions, pour l'articulation des portillons et portiques de propriétés.

Dans la mécanique, elle trouve un usage pour l'articulation des potences ou des chèvres verticales de levage de charges.

• Dans les groupes turbo-alternateurs des usines hydro-électriques sous basse chute (hélice ou kaplan), on parle de «pivoterie» pour désigner la totalité des éléments qui supportent et permettent la rotation de la totalité rotor d'alternateur-arbre-roue de la turbine.

• En génie civil, la crapaudine est employée pour assurer une légère liberté de mouvement à des ouvrages d'art ; tel que pour les pylônes de soutènement qui sont posés sur des crapaudines en fonte qui permettent leur pivotement dans le sens du pont suspendu (pont d'Assat).

Bibliographie

• Encyclopédie pratique de mécanique et d'électricité – Quillet, 1961.

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