Réglage d’une broche à paliers lisses monobloc

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Les paliers à proprement dit : ils ont l’allure de cônes a 20% à l’extérieur et cylindriques à l’intérieur ! Celui du nez est le plus gros. Ils sont fendus longitudinalement pour permettre le réglage du diamètre intérieur : en effet toute l’astuce du réglage repose sur le fait que ces paliers vont pouvoir être serres (ou desserrés) tout simplement en les déplaçant longitudinalement de quelques mm vers le cul (respectivement vers le nez de broche) !

Ils sont chacun positionnés et maintenus en place tout simplement par deux écrou qui se serrent à la clé à ergots qui viennent le plaquer contre les flancs de l’alésage conique de poupée : on desserre d’un tour à l’avant, puis on serre jusqu’à blocage à l’arrière, et inversement !

Pour le reste les paliers c’est du classique : arrivée d’huile par la fente en haut, et ça dégueule en bas vers l’avant, ici pas de patte d’araignée (en faire une à la dremel ?)!

Les paliers sont bloqués en rotation par rapport à la poupée à l’aide de deux pions, encastrés dans les paliers et placés dans les rainures d’écoulement de l’huile en bas de chaque portée de la broche.

La broche du tour
Dans mon cas présente l’achalandage suivant:

Intérieur :
> Entrée cône morse 4
> puis alésage D22 traversant

Extérieur :
> Filetage de nez de broche
> Cylindre de nez de broche
> Épaulement de centrage de nez de broche
> Portée de palier de nez de broche
> Portée de roue de harnais à bonhomme clavetée
> Portée de 3 poulies de broche puis petit pignon de harnais, monobloc fou sur l’arbre
>Portée du pignon menant d’entraînement de la lyre clavete
>Portée des paliers de cul de broche
>Rétrécissement de diamètre appelé épaulement de cul de broche
Sur ce diamètre sont insérés trois rondelles spéciales dont une en bronze qui font office de Butée de broche : une est fixe par rapport a la broche, l’autre fixe par rapport a la poupée, et la bague en bronze entre les deux souffre haha ! Le tout est lubrifié (c’est une demi butée empêchant le mouvement qui a tendance à pousser la broche )
>Filetage de cul de broche sur lequel viennent écrou et contre écrou de butée de broche (différent des rondelles butée de broche) (c’est une demi butée empêchant le mouvement qui a tendance a tir erla broche, moins important et rare)

une photo de la broche nue et des éléments de celle ci :

Voilà donc de droite à gauche le gros pignon de harnais claveté, les 3 poulies et le petit pignon de harnais solidaires et fou sur l’arbre, et le petit pignon d’entrainement de la lyre claveté.

Voilà donc, enfin la broche avec son palier avant :

Et son palier arrière : on voit la butée composée d’une bague en acier solidaire de la broche à droite, une bague folle en bronze et une bague en acier solidaire de l’écrou de positionnement du palier de cul faisant aussi office de butée :

Ici un point important … Je vais faire suivre le schéma des différentes liaisons et contacts/butées entre les pièces, la bague en bronze a une importance capitale car elle doit être rectifiée (raccourcie a la pierre) au fur et a mesure de l’avancement de l’usure du pignon arrière … (J’ai mis du temps à comprendre ça, et cela m’a valu de pas mal abîmer la broche.

Modèle de la broche

Ici je vais vous présenter un modèle simplifié des contacts et liaisons que je pense être adapté à ma broche, qui va nous aider à voir plus clair, d’abord un récapitulatif des noms donnés aux différents éléments et zones de la broche :

Voilà une vue un peu synthétique, j’ai essayé de faire du mieux que je pouvais pour modéliser les différentes zones de la broche ! C’est TRES important de bien se représenter les différentes portées épaulements etc …

D’abord on voit que la broche est conique donc pas question de l’enfiler par le cul ! on va devoir l’enfiler par le nez comme on verra plus tard, intéressons nous à ce qui se passe entre les deux paliers :

Le bloc central

On voit que certains éléments sont plus ou moins strictement positionnés sur la broche :

> En partant du nez donc, d’abord la grande roue de harnais à bonhomme : et bien elle sera enfilée et plaquée sur l’épaulement entre la portée de cette roue et la portée du palier de nez Elle est donc encastrée dans la broche.

> Ensuite le bloc poulies et pignon de harnais : il est fou sur la broche, en liaison pivot glissant avec celle-ci, le jeu nécessaire au débattement latéral est assurée par l’épaulement suivant, celui entre la portée de ce bloc poulie et la portée du pignon de lyre. Ce bloc a un léger débattement latéral et ses flancs doivent donc être régulièrement huilés en fonctionnement « au harnais ».

Nb : ce premier jeu de fonctionnement sera appelé J0, et est évalué ici à plus ou moins 50 centièmes, il est fixé par le constructeur et permet le fonctionnement « au harnais » vitesse relative entre bloc poulie et broche.

> Vient donc ensuite sur cette portée encore plus petite le pignon de lyre, claveté et donc encastré dans la broche.

Cet ensemble que j’appellerai « bloc central » est donc globalement positionné strictement sur la broche, à gauche par le pignon de lyre, à droite par la roue de harnais. Par simplification nous considererons que ce « bloc » central est globalement en liaison encastrement ( position « a la volée ») avec la broche.

Sa dimension sera par suite appelée « longueur du bloc central », Cote axiale hors tout de l’équipement (pignon de lyre, bloc poulies et pignon de harnais, roue de harnais ) à laquelle nous ajoutons le jeu de fonctionnement interne du mode harnais J0.

Donc en conclusion de la partie sur ce qu’il y a entre les deux paliers, cela se résume a un bloc encastré d’une certaine longueur appelée « longueur du bloc central ».

Les paliers

Pour les paliers commençons par le palier de nez

Palier de nez

Ce palier est positionné dans l’alésage conique de nez de broche
Sa position axiale est déterminée par le serrage des écrous avant et arrière de nez de broche : pour diminuer le diamètre du palier, on doit le pousser vers le cul, donc on dévisse l’écrou avant d’un demi tour, on visse ensuite l’écrou arrière jusqu’a butée, c’est simple

La construction des paliers fait que la plupart du temps la zone filetée du palier en bronze ne « sort » pas en dehors de l’écrou, nous avons donc ici un second jeu de fonctionnement sur lequel on ne va pas s’attarder, considérons juste que le palier en bronze ne peut pas dépasser de ses écrous

Le palier de nez a donc un encombrement axial fixe, appelé « longueur totale du palier de nez » et sa position est encastré sur la poupéecentré sur l’épaulement de nez de broche (les deux écrous ayant une largeur identique)

Palier de cul

C’est à peu près identique ici, je fais un copié-collé : ce palier est positionné dans l’alésage conique de cul de broche
Sa position axiale est déterminée par le serrage des écrous avant et arrière du cul de broche : pour diminuer le diamètre du palier, on doit le pousser vers le cul, donc on dévisse l’écrou avant d’un demi tour, on visse ensuite l’écrou arrière jusqu’a butée, c’est simple

Même remarque que le nez sur le palier qui ne « dépasse » pas de ses écrous

Le palier de cul a donc un encombrement axial fixe, appelé « longueur totale du palier de cul «  et sa position est encastré sur la poupée, dépassant vers le nez de la largeur de l’écrou avant, et dépassant vers le cul de la largeur de l’écrou butée arrière

Mais le palier de cul comporte une particularité qui, vous l’aurez deviné, permet en plus de l’ajustement du diamètre du palier de cul, le réglage de la position axiale relative entre la poupée et la broche ceci se passe dans l’écrou arrière de cul de broche qui comporte une réduction de diamètre sur laquelle vient s’appuyer trois rondelles butées comprenant une rondelle de frottement intermédiaire en bronze (équivalent d’une butée a billes réglable)

Deux écrous dits écrous de butée (à ne pas confondre avec l’écrou arrière de cul de broche) viennent se visser directement au cul de la broche, au plus près, et supporteront les rares efforts tendant à tirer la broche vers la contre pointe.

Voyons maintenant comment ça bouge :

Débattement axial broche/poupée

Ce débattement est rendu possible grâce à l’ensemble des jeu de fonctionnements présentés précédemment, et les deux suivants :

Jeu nez de broche J1 :
Il est dû au fait que la longueur de la portée du palier nez de broche est plus importante que la longueur totale du palier de nez …

Jeu cul de broche J2 :
Il est dû au fait que la longueur totale de la portée du palier de cul de broche est plus importante que la longueur totale du palier de cul
Nb : ceci est réglé au moyen des deux écrous de butée de broche, qui sont les tous derniers éléments de réglage lors du réglage complet de la broche.

Nb : il existe en toute rigueur un lien, une contrainte entre J1 et J2, lié a la « longueur du bloc central », longueur est moins élevée que l’espace alloué entre les deux paliers montés, tous écrous en place, il est évalué à plus ou moins 1mm ici

Tout ceci fait que la broche peut naviguer entre deux positions extrêmes :

>Position extrême 1 : broche enfoncée au max vers le cul : on enlève la rondelle en bronze et on voit une position extreme : l’épaulement de nez de broche vient se plaquer contre l’écrou avant de nez de broche, et le pignon de lyre vient se plaquer contre l’écrou avant de cul de broche

>position extrême 2 : on enlève les deux écrous de butée et on voit qu’en poussant la broche on plaque la roue de harnais contre l’écrou arrière de nez de broche !

Pour conclure, la position axiale relative entre broche et poupée est entièrement déterminée par l’épaisseur de la bague de bronze située dans l’écrou arrière de cul de broche (blocage du débattement broche enfoncée vers le cul)
le contact étant simplement maintenu plaqué par les deux écrous (écrou/contre écrou) de cul de broche (ils bloquent le débattement broche tirée vers la contre pointe).

Pratique : remontage de la broche à paliers lisses

Intro

Je vais vous expliquer comment je fais pour remonter ma broche, pour la démonter je mettrai quelques infos mais globalement il faudra suivre les étapes à l’inverse ! Les points a surveiller et les pièges à éviter sont les suivant, donc ce qu’il faut veiller à faire :
– Ne pas faire riper longitudinalement la broche sur les paliers en bronze, elle est lourde et ça raye pas mal donc calage en hauteur ou opération faite « a la verticale » pour qu’au moins le poids de la broche ait pas tendance à la faire gratter sur les paliers
– Bien faire coïncider les rainures des deux pignons clavetés avec les clavettes d’arbre : ça m’a valu de belles déformations … regardez ca :

> ça c’est une clavette que j’ai bourrinée contre le pignon de lyre, au marteau et cale en bois svp, on voit que j’ai fait ça 2 fois et que la 3eme j’ai réussi a passer encore à coté, mais c’est finalement rentré …
> Pas de soucis, ça se rattrape à la lime doucemanette

– Utiliser le maillet avec parcimonie … un maillet à tête molle : caoutchouc, alu ou bronze par ex. !!!
– Nettoyer en aspergeant abondamment au fioul + huiler à l’huile fine tout ce qui doit l’être, en particulier LA TOTALITE DE LA BROCHE

Vue générale : en gros on n’a pas le choix avec ce type de broche, il va falloir faire passer la broche nue telle une aiguille à tricoter dans les différents organes : palier de nez, différentes roues, puis palier de cul, le tout sans ripper les paliers, et rassurez vous, c’est coton !!!!

Mise en œuvre

Alors cette méthode est celle que j’utilise maintenant, j’ai pris des photos aujourd’hui.

Outils nécessaires :
– Toutes les pièces de la poupée fixe (…)
– Une tige ou tube d’acier la plus rigide possible, et d’un diamètre inférieur mais le plus proche de l’alésage de broche (ici j’ai utilisé du tube d18, un piquet de auvent de tente …) de longueur mini 2.5 fois la longueur de la broche : ici 1300mm. L’état de surface doit etre correct (pas de boue du dernier camping ou d’oxydation par ex …)
– Un max de cales ! En bois ça marche aussi si vous n’avez pas un stock de métrologie ou de bridage de dingue
– Une burette de fioul
– Une burette d’huile fine

Préliminaires :
D’abord on s’entraîne à blanc pas sur le tour, sur un établi ! on huile abondamment la broche, puis on met tous les éléments sur la broche à la main, en faisant bien gaffe de ne rien rayer :

0> On nettoie tout en bain de fioul et on astique à la brosse à dents + chiffon propre
1> On enfile le palier de nez avec ses deux écrous
2> On enfile la roue de harnais jusqu’en butée, on identifie le repère de la rainure de clavette, ici moi elle correspond au bonhomme ! Donc quand je mettrai ma broche clavette en haut, je devrai avoir ma roue de harnais bonhomme en haut, c’est TRES important pour éviter ce que j’ai montré pus haut (matage du pignon de lyre …)
C’est ici que pour moi c’est assez problématique, la roue elle est vraiment ajustée « H-m » sur la broche, ne pas hésiter la dilater en mettant la roue dentée au four ou en la chauffant au chalumeau (faire ça loin du fioul hein) et voir l’effet produit …
3> On enfile le bloc poulies
4> On enfile le pignon de lyre jusqu’en butée
5> On enfile le palier de cul et son écrou « avant »
6> On enfile les 3 rondelles en faisant bien coïncider les rainures avec les clavettes …
7> On revisse enfin écrou arrière de cul et les deux écrous de butée …

>Refaites ca 2 fois à blanc « démontage/montage » pour avoir le coup de main !

Montage définitif :

On a ici deux-trois « astuces » pour esquinter le moins possible les paliers :
Astuce 1 : on laissera le palier de nez et l’écrou avant sur la broche, et non dans l’alésage de nez
Astuce 2 : on utilisera une barre de guidage pour éviter de rayer le palier arrière
Astuce 3 : on utilisera aussi le bloc poulies pour guider la broche vers la fin du processus

Étape 0 :
On remonte le mouvement de la lyre : l’inverseur à 3 positions et les différents éléments de celui ci : pignons en bronze dans le cas de mon tour, levier, arbre de sortie vers la lyre, c’est plus pratique de le faire maintenant sur mon tour !

Etape 1 :
On met le palier de nez de broche et son écrou avant en placee sur la broche, et on réserve cet ensemble

Etape 2 :
On positionne le palier de cul en place avec l’écrou avant

Etape 3 :
On positionne approximativement entre les paliers de poupée les éléments suivants : écrou arrière de nez de broche, roue de harnais, bloc poulies, pignon de lyre

Nb : c’est à ce moment qu’on passe la courroie dans le bloc poulies, après, ce sera trop tard

Etape 4 :
On passe la tige de guidage dans le tout ! quand elle commence à dépasser du cul de broche on y met les 3 rondelles (attention au sens), puis l’écrou de cul de broche et les deux écrous;
On la cale derrière au mieux, elle doit passer par le centre de la broche approximativement

Etape 5 :
On enfile la broche en position et on la fait glisser juste a l’entrée de la poupée fixe et on prend la tige de guidage dans la contre pointe avec une pointe sèche ou tournante !

Etape 6 :
On cale les divers éléments : Broche clavettes en haut, pignon et roue repères en haut (on ne verra plus les rainures de clavette, c’est très important ici d’avoir bien repéré, pointeau ou coup de lime sur la dent qui correspond à l’angle de la rainure de clavette!)

Ca doit ressembler à ça :

Attention sur la photo j’ai oublié la courroie.

étape 7 : On glisse doucement la broche jusqu’à ce qu’elle arrive jusqu’en entrée du palier de cul … Là on commence à faire très attention : on cale bien le bloc poulies, et le cul de la tige de guidage pour ne pas rater le palier de cul !
Donc d’abord ce sera la roue de harnais qui bloquera. On commence donc à taper au maillet en bronze sur le nez de broche, on vérifie que ça avance petit à petit, une fois que la clavette de la roue de harnais passe de 10mm ça sera la clavette du pignon de lyre qui bloquera. On aligné au poil et hop on tapote encore au maillet, vous pouvez enlever la tige de guidage

Étape 8 : La broche est à quelques mm de sa position finale, on met une cale entre l’écrou avant de cul et le pignon de lyre pour bien plaquer les pignons clavetés et on finit le boulot au maillet en bronze
Là il faut taper un coup visser l’écrou arrière de nez etc. jusqu’à ce qu’il arrive à serrage. Là la broche est en place.

Réglage : on remonte le système de butée avec les 3 rondelles, ça va décaler la broche vers la contre pointe, d’un poil, ensuite on met les deux écrous de butée de manière à avoir le jeu axial

Voilà où doivent être les jeux : j’ai mis deux cales, la cale au cul c’est celle qu’on a utiliser pour bien plaquer la roue et le pignon, et la cale acier au nez de broche nous permet de voir de combien la bague en bronze de butée fait décoller la broche

Nb : les lecteurs attentifs auront remarqué que sur mon réglage, les pignons de lyre et la roue de harnais ne peuvent pas être en butée, en effet la broche est trop sortie ( presque 5mm) donc je dois bien faire gaffe à décaler ma roue de harnais avec quelques coups légers de maillet vers l’arrière pour qu’elle se décolle de l’écrou arrière de palier de nez.

Pour régler les paliers voilà comme je fais : je vais jusqu’à avoir un effet frein du palier huilé et je desserre d’environ 20 degrés les écrous.

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