Les mécanismes : Les cames - Quiz
Les cames
Une came est une pièce mécanique dont la forme permet de transformer un mouvement de rotation en un mouvement alternatif ou en un déplacement contrôlé avec précision. En tournant autour d'un axe, la came agit sur une pièce appelée suiveur et lui impose un mouvement déterminé.
Le fonctionnement d'une came
La came est fixée sur un arbre en rotation. Lorsque cet arbre tourne, les différentes parties de son profil viennent successivement en contact avec le suiveur.
Une partie plus éloignée de l'axe pousse le suiveur vers l'extérieur, tandis qu'une partie plus proche permet son retour. Un ressort ou la gravité ramène généralement le suiveur dans sa position initiale.
À chaque tour de la came, le même mouvement se répète. Ce principe permet de commander automatiquement des actions répétitives sans intervention humaine.
La forme de la came commande le mouvement
Le profil de la came détermine entièrement le déplacement obtenu. Une came peut provoquer une montée rapide, une descente progressive, un arrêt temporaire ou un mouvement régulier.
Les ingénieurs calculent donc précisément sa forme afin d'obtenir le profil de mouvement souhaité. Une petite modification de la géométrie peut changer complètement le comportement du mécanisme.
L'arbre à cames des moteurs
L'application la plus connue des cames se trouve dans les moteurs à combustion.
L'arbre à cames comporte plusieurs cames qui commandent l'ouverture et la fermeture des soupapes. Chaque came agit au moment précis où une soupape doit laisser entrer le mélange air-carburant ou évacuer les gaz brûlés.
La synchronisation entre le vilebrequin et l'arbre à cames est essentielle pour assurer le bon fonctionnement du moteur.
Des applications nombreuses
Les cames sont utilisées dans de nombreuses machines : les machines-outils, les presses automatiques, les machines textiles, les distributeurs mécaniques, les boîtes à musique, certaines horloges et les robots industriels.
Elles permettent de réaliser des séquences de mouvements répétitifs avec une grande précision, même sans système électronique de commande.
La fabrication et l'entretien
La surface de la came et celle du suiveur subissent des efforts importants et des frottements répétés. Elles sont donc fabriquées dans des matériaux résistants à l'usure, souvent des aciers traités.
Une lubrification adaptée réduit les frottements et protège les surfaces en contact. Une usure du profil de la came peut modifier le mouvement commandé et perturber le fonctionnement de la machine.
Un mécanisme toujours utilisé
Les systèmes électroniques permettent aujourd'hui de commander certains mouvements avec des moteurs pilotés par ordinateur. Cependant, les cames restent très utilisées grâce à leur simplicité, leur fiabilité et leur capacité à fonctionner pendant des millions de cycles.
Une simple pièce dont la forme est soigneusement étudiée peut ainsi commander des mouvements complexes et précis. Les cames occupent encore une place importante dans la mécanique et l'automatisation.