Choix de broche

  • Auteur de la discussion Auteur de la discussion Polymeca_31
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Stan, j'ai remonté un sujet qui datait de février 2014 pour ne pas avoir à en créer un nouveau.
Il me semble avoir plutôt bien agis étant donner que le problème des forums en générale c'est d'avoir un grand nombre de poste parlant du même sujet éparpiller dans tout un forum.
 
Je fais mes recherche avec "torque chinese spindle" et je vois que même sur cnc-zone, personne n'a de réponse. Peut être faire les recherches en chinois mais là ce n'est pas de mon ressort.
 
Salut carlos78, donc la 2.2 kw consommerait 2.4 kw à 6000 trs/mns pour un couple de 0.95 Nm, puis se stabilise à 2.2 kw pour un couple de 0.88 Nm ?
 
Je ne sais pas. C'est une info trouvée sur le web. Je n'ai fait aucune mesure.
Pour moi l'interet de cette courbe c'est de voir que le couple de la broche de 2.2KW est quasiment constant de 6000 à 24000 tr/mn à 0.88 Nm, et qu'il chute quasiment linéairement de 0.88 Nm à 0 Nm en dessous de 6000 tr/mn.
 
re, tu as le lien ou ce trouvait l'image que tu as mise stp ?
 
Dernière édition:
@BRICOLO ; attention à bien interpréter ce genre de graphique. En fait il y a deux graphiques en un. La courbe bleue indique la puissance mécanique disponible en fonction de la vitesse et la courbe jaune indique le couple disponible en fonction de la vitesse. Ne pas mélanger les deux résultats. Par exemple à 6000 tr/mn on dispose d'un couple de 0,95 N.m et la puissance disponible est de 0,6 kW.
La puissance est égale au produit de la vitesse par le couple à un coefficient près qui dépend des unités choisies. Donc dès qu'on donne deux éléments on déduit le troisième par le calcul uniquement. On voit que le couple est quasi constant de 6000 à 24000 tr/mn donc la puissance est strictement proportionnelle (ligne droite) à la vitesse de rotation.
AMHA on est en présence d'un moteur à induction synchrone.
Stan
 
Héhé, merci pour l'explication, je n'avais pas bien saisi la relation entre les 2 courbes.

@carlos, je réitère tout de même ma demande car je voudrai connaitre la référence de la broche associée à ce graphique.
 
Dernière édition:
Dernier point de détail ne pas confondre ce qu'un moteur peut fournir au maximum et ce qu'il fournit dans un cas précis d'utilisation.
Si on veut une vitesse de coupe du matériau qui impose que la fraise doit tourner à 6000 tr/mn mais si ce débit de copeau implique qu'une puissance d'1 kW soit disponible, et bien cette broche va caler.
Stan
 
la baisse de couple en dessous de 6000 t/mn n'est pas un caracteristique du moteur mais du variateur qui le commande

pour cette courbe c'est du genre variateur qui ne mesure pas le courant mais fait juste une tension proportionnelle a la frequence : c'est bon a grandes vitesse , et en dessous d'une certaine vitesse le couple diminue a cause de la resistance du bobinage : un variateur un peu plus futé pourait donner un couple constant a vitesse plus basse : remarquer qu'il n'y a que 2 point de mesure a couple reduit : on ne voit pas la forme exacte de la partie ou se fait la reduction de couple

beaucoup de variateur ne cherche pas a donner du couple a basse vitesse car il ont été prevus pour des moteur asynchrone a ventilateur : a trop basse vitesse il ne sont plus refroidi

dans le cas d'une broche a refroidissement a eau il n'y aucun probleme de refroidissement a basse vitesse , on pourait avoir un couple constant jusqu'a zero reste a trouver le bon variateur et savoir le configurer
 
C'est terrible, de mon point de vue, de faire comme cela une fixation sur le COUPLE d'un moteur de broche alors que c'est de PUISSANCE dont on a besoin.
Il suffit de tracer les mêmes courbes en considérant que celle du couple c'est une droite parallèle à l'axe des abscisses depuis la vitesse 0 jusqu'à 24000 tr/mn. On déduit la courbe en bleu de la puissance par le calcul et on voit qu'à 6000 tr/mn on a 4 fois moins de puissance qu'à 24000 et à 240 tr/mn on a 100 fois moins de puissance qu'à 24000 tr/mn c'est à dire 22 watts. CQFD
Pour avoir une plage de variation de vitesse acceptable en usinage il faut que le couple augmente lorsque la vitesse diminue. On réussit à faire cela très bien avec un réducteur à engrenages ou à courroie, mais seulement pour une seule vitesse.
Stan
 
Bonjour

Couple, puissance dans l'absolu on se moque d'employer l'un ou l'autre puisqu'à vitesse donnée l’un se déduit de l'autre.
Mais dans la mesure ou les calculs pour les paramètres d'usinage font intervenir des forces, diamètre, surfaces, etc .... et pas de Watt c'est à la limite plus logique de raisonner en couple plutôt qu'en Watt qui n'a d’intérêt que parce les caractéristiques des broches sont plutôt exprimée en Vitesse/Puissance et pas en vitesse/couple. Donc faut donc utiliser les Watt pour choisir la broche qui va bien.
 
Dernière édition par un modérateur:
chlore a dit:
Bonjour

Couple, puissance dans l'absolu on se moque d'employer l'un ou l'autre puisqu'à vitesse donnée l’un se déduit de l'autre.
Cliquez pour agrandir...

Ici on n'est pas dans l'absolu mais dans la vie pratique et on veut aider des praticiens pas des théoriciens.
Stan
 
C'est vrai que de partir d'un graphique (monter par carlos) d'une broche réelle de la vie pratique, d'en faire abstraction en la modifiant (droite parallèle a X) pour démontrer qu'il faut parler de puissance au lieu de couple ce n'est pas de la théorie, fumeuse de surcroit : 'il suffit d’intervertir dans ta grande démonstration le mot "puissance" par "couple" et on a le CQFD qui va bien pour démontrer qu'il faut parler de couple et pas de puissance
Il suffisait de dire qu'on utilise des Watt parce que les moteurs sont exprimées uniquement en Watt et sans notion de couple pour la plupart, pas besoin de de passer par des chemins tortueux.
Edit : Et encore on a du bol dans le cas du graphique (ou de la démonstration magistrale de Stanloc) on ne parle que de puissance mécanique mais nombre de moteurs sont exprimés en puissance consommée et pas en puissance mécanique (ça c'est de la vie pratique) alors que jusqu'à présent on a pas encore entendu parler de rendement mecanique/électrique sur un couple de moteur
 
Dernière édition par un modérateur:
De toutes façons, carlos ne répond pas au sujet de la référence de broche a laquelle ce graphique appartient...

Comment savoir si l'on parle d'une broche de qualité, d'une cochonnerie chinoise, d'une broche à couple constant...

Moissan je suis pas tout à fait d'accord avec toi sur le sujet des inverter et des broches. J'ai 2 broches, une 1.5 kw à couple constant, et une cochonnerie chinoise de 2.2 kw.
Pour avoir avoir changé les roulements de chacune des 2 broches, je peux te dire que la 1.5 kw à couple constant à sa section de fils des enroulements 2 fois plus gros que la 2.2 kw. Donc je ne pense pas du tout que n'importe quelle broche peut supporter l'activation de la fonction de couple constant.
 
Le COUPLE c'est une donnée physique, exprimé en Newton mètre (Nm)
La PUISSANCE c'est un calcul mathématique, exprimé en Kilowatt (kW)

Explication :

Le COUPLE L'unité est le Newton Mètre (Nm) … anciennement exprimé en mètre/kilo (mkg) C'est une donnée physique de la poussée … C'est un effort … Faites un essai avec votre voiture sur une route plate et droite. Passez la 2ème à 1500 tr/mn et accélérez à fond … le moteur va avoir du mal à monter en régime, il va grogner, vibrer, peut-être cliqueter, et le véhicule a du mal à s'élancer : il va manquer de couple. Faites l'essai à 2500. 3500. 4500 tr/mn le moteur montera de plus en plus facilement en régime, sa sonorité va s'améliorer, et le véhicule va s'élancer de mieux en mieux. C'est ça le couple moteur c'est la force du moteur à différents régimes. Pour mieux comprendre… Prenons l'exemple d'un cycliste sur une route plate et droite, avec un vélo sans changement de vitesse. Pour maintenir une vitesse constante, il appuie sur les pédales avec une force constante. (Sans tenir compte, ni de la fatigue, ni des dopants). Arrive une côte de plus en plus pentue, s'il veut garder la même vitesse, le cycliste doit appuyer de plus en plus fort sur les pédales … son effort sur les pédales va augmenter : le couple va augmenter … Lorsque sa vitesse commencera à diminuer, il sera au maximum de sa force … il sera au couple maxi. Encore mieux, ... essayer de pousser votre voiture sur une route qui monte en pente douce, au début pour pourrez la pousser, puis plus la pente vas monter moins vous irez vite, jusqu'a l'arrêt total ... là vous serrez à votre couple maxi

La PUISSANCE L'unité est le Kilowatt (kW) … anciennement exprimé en chevaux (ch) C'est le résultat d'un calcul mathématique : P = (Nm X R)/9550Le couple (Nm) multiplié par le régime moteur(tr/mn) puis divisé par 9550 P : Puissance en kilowatt Nm : couple en Newton mètre R : régime en tours par minutes 9550 : correction mathématique

La puissance maxi sera atteinte lorsque le coupe maxi sera atteint pendant un temps donné à une vitesse donnée.

Source : http://www.jsoclub.com/72/kw.htm

Ici on parle d'un moteur de voiture, je ne sais pas si c'est transposable sur un moteur électrique. Je pense que oui.

Donc il vaut mieux parler en couple/vitesse. Le rapport puissance/vitesse n'est pas logique.
Puisque la puissance consommée par le moteur n'est pas la même que la puissance de sortie du moteur cause de la vitesse de rotation.

Sur un moteur thermique, si on appui sur la pédale à fond alors que l'on est à 30 km/h en 3ème, le moteur va consommer 12 litres de carburants pour ne rien sortir du tout, tant que la vitesse de rotation optimale n'est pas atteinte. cette puissance gaspillée ce dissipe en chaleur, entre autre.

Sur une broche asynchrone c'est pareil, elle va chauffer si on lui envoi 20 ampères à 3000 trs (exemple) alors que ces 20 ampères devrait la faire tourner à 24000 trs (toujours exemple)
L'inverter bridant la fréquence de rotation de la broche...

Enfin, je crois... Chlore, Moissan, Stanloc, la parole est à vous !
 
Dernière édition:
La puissance c'est la quantité d’énergie par unité de temps de façon plus générale et s'exprime en W (de façon usuelle pour le pekin moyen de la vie courante sinon on peut l'exprimer de plein de manières ) après on peut mettre des coefficients (kilo, milli, mega, femto, ...)
Les moteurs c'est très loin de ma spécialité
 

Alors tais-toi !!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Stan
 
bien sur qu'il serait souhaitable d'avoir un moteur electrique a puissance constante ... mais ce n'est pas moi qui ai inventé la physique ... le couple d'un moteur depand du courant dans le bobinage ... donc dans la majorité de la gamme de vitesse le couple maxi est constant limité par le courant du bobinage

on peut elargir la gamme de vitesse en haut , en reduisant le couple pour compenser par la reduction de courant l'augmentation de perte du a une trop haute frequence : c'est ce qui se passe quand on augmente la vitesse de certain moteur asynchrone au dela de la vitesse nominale , on a une petite zone en haut a puissance constante

il serait peut etre possible de le faire sur le moteur de broche dont vous avez montré la courbe a condition que les roulement le suporte et que ça soit utile

autre remarque : quand on dininue la vitesse a couple constant , la puissance perdue reste presque constant : même effet joule : donc le rendement diminue , pour devenir exactement nul a vitesse nulle

ça me fait penser a une bonne raison de diminuer le couple en dessous d'une certaine vitesse : le stator est bien refroidi a eau et peut supporter la même puissance thermique jusqu'a zero , mais le rotor a besoin d'une certaine vitesse pour faire du vent et transmettre la chaleur au stator qui est refroidi : donc mettre trop de couple a trop basse vitesse ferai peu etre surchauffer le rotor

d'ou le probleme avec les montage a 2 roulement : la dilatation du rotor doit faire une catastrophe

avec un montage a 2 roulement en oposition a un bout et un roulement a l'autre bout ça supporte mieux la dilatation du rotor
 
stanloc a dit:
Alors tais-toi !!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Stan
Cliquez pour agrandir...
Ah ah ! je l'attendais celle là (trop prévisible) Je suis blessé
Je te ferais remarquer:
- que je ne parlais pas de fonctionnement de moteur et/ou du choix qu'il fallait prendre dans ce sujet
- qu'un couple ou une puissance de couple (puisque c'est le nom précis de ce dont on parle ici) n'est pas spécifique aux moteurs.

Par conséquent je me sens tout a fais libre d'en parler sans avoir besoin d'être un expert en moteurs.



Edit : et j'ajouterais que c'est trop un plaisir de te contredire alors que tu racontes des conneries ou des demie vérités, juste histoire de montrer ta (pseudo) science en faisant la leçon aux autres en les prenant pour des c.ns. donc rien que pour ça je ne tairais pas quitte à faire moi même des erreurs (ce que j'évite quand même mais je ne suis pas expert en tout).
Il n'y a qu'à voir la "leçon" donnée à Bricolo05 sur son interprétation de la courbe (ou je ne vois d'erreur). Il t'a répondu par deux fois par de l'ironie gentille.
 
Dernière édition par un modérateur:
moissan a dit:
d'ou le probleme avec les montage a 2 roulement : la dilatation du rotor doit faire une catastrophe

avec un montage a 2 roulement en oposition a un bout et un roulement a l'autre bout ça supporte mieux la dilatation du rotor
Cliquez pour agrandir...

J'ai eu le problème avec ma broche à couple constant de 1.5 kw, j'avais lancé le calendrier aztèque, à peu près 3h30 d'usinage en 400x400 et j'ai réussi à serrer la broche... Sans dommage pour elle. C'est une broche sans refroidissement, elle est étanche (ou presque). ref sdk80-24zr/1.5

C'est les roulements obliques qui ont serrés, la broche à débrayée comme un moteur pas à pas peut le faire et de la graisse à coulé par la tête. C'est pour ça que part la suite j'ai acheté la 2.2 kw à refroidissement liquide.

Pour compenser la dilatation du rotor, le roulements de queue est monté sur ressort. (sur mes 2 broches)

En fait, ce n'était pas un problème de dilatation du rotor, mais bien les roulements qui ont serrés.

Je ne pense pas que le montage des roulements obliques, un en tête et un à la queue soit mieux. Du fait de la longueur du rotor, la dilatation est plus importante que sur un montage avec les 2 roulements obliques à quelques mm l'un de l'autre.
 
Dernière édition:
Bonjour,


Je suis vraiment navré, mais c'est une très mauvaise description des grandeurs physiques que sont le couple et la puissance, il y a des termes (efforts, forces, couples,...) qui sont utilisés à tort et à travers, n'importe quel prof de physique sortirait un fusil à pompe
Je pense que les sites de tuning (et de mécanique en général), ne sont pas les meilleurs endroits pour obtenir ce genre d'informations, le soucis est que les gens assimilent une série de sensations à ces grandeurs physiques, et finissent par faire un amalgame qui retire tout son sens à ces notions qui sont pourtant très simples, car "proches" des grandeurs physiques de base (mètre, kilo, seconde,...)

Faire une analogie entre les moteurs thermiques et électriques est là aussi risqué, car leur principe de fonctionnement est très différent par nature (par exemple si le moteur de votre auto à un couple nominale de mettons 300Nm, ce n'est certainement pas le cas à vitesse de rotation nulle, pour un moteur électrique c'est par contre une caractéristique assez courante).

Si je peux donner un conseil, allez faire un tour sur des sites de physique, les notions de couple, puissance, travail,... sont universelles, elles s'appliquent à presque tout, et leur maitrise permet de se lancer dans le dimensionnement des éléments mécaniques par le calcul, et non par l'approximation, ce sont des outils fort utiles.

Pour en revenir aux électro-broches (puisque c'est ce dont on parle), il faut encore voir de quelle technologie il s'agit (moteur synchrone à aimants permanents, moteurs asynchrone, autre?).
Je crois que la plupart de ces petites électro-broches sont des moteurs brushless (moteurs synchrones à aimants permanents), n'en possédant pas je ne saurais m'avancer sur la technologie employée.
Par contre concernant les caractéristiques de couple/vitesse, c'est surtout du côté de du drive qu'il faut se pencher, la démocratisation des DSP (Digital Signal Processor) est telle qu'on peut gérer les moteurs électriques en temps réels, on ne se contente plus de leur fournir un signal (sinusoïdal, carré,...) dont la variation se fait sur plusieurs tours moteur, mais on adapte les sorties en fonction de la position angulaire stator/rotor, ça modifie fondamentalement les courbes caractéristiques des machines électriques.

On peut donc avoir des moteurs qui sont de construction identiques (rotor à aimants permanents, à cage d'écureuil, bobinés,...) qui ont des caractéristiques différentes selon la manière dont ils sont commandés (une large plage de vitesse à puissance constante par exemple).
Comme à pu le constater bricolo, et l'a souligné moissan, les détails de construction varient (section des enroulements, ventilation forcée, circuits magnétiques surdimensionnés,...). Le facteur de marche (S1, S4, S6,...) a aussi un impact sur les capacités du moteur, les variantes sont nombreuses.

Comme dans beaucoup de cas, c'est une affaire de compromis, et malheureusement les fabricants de broches bon marché ne sont pas toujours très généreux en documentation technique

Bon après-midi.

François
 
Dernière édition:
Merci de cette mise au point !

Les sites de physique me font loucher en moins d'un quart d'heure... !! Et je suis pas allé bien loin dans les études.. (bac pro électrotech)
 
bricolo05 a dit:
re, tu as le lien ou ce trouvait l'image que tu as mise stp ?
Cliquez pour agrandir...
Désolé, je n'ai pas retrouvé le lien. Il s'agissait d'une broche chinois comparable à celle que j'utilise. C'est une broche à couple constant
En recherchant ce lien ce matin, j'ai vu que maintenant il y avait également des broches chinoises à puissance constante. Les courbes de puissance et de couple de ces broches devraient être notablement différentes. Celles que j'ai trouvé fonctionnent entre 9000 et 18000 tr/mn.
Il est quasiment impossible de trouver des vraies spécifications techniques sur les broches chinoises. J'aurais tendance à penser que dans les vitesses aux alentours de 10000 tr/mn, le couple serait plus important sur ces nouvelles broches à puissance constante.
Je rejoins Chlore sur l'importance du couple car il ne peut pas y avoir d'usinage si le couple moteur est inférieur au couple généré par les efforts de coupe.
La puissance consommée ne veut pas dire grand chose : Ma fraiseuse ZAY7045 avec ses 1500 w à 1400 tr/mn a une capacité d'usinage incomparable par rapport aux 2200 W de ma broche chinoise à 24000 Tr/mn.
Je rejoins également Cantause sur la mauvaise utilisation des grandeurs physiques.

Carlos
 
Dernière édition:
J'ai donné le lien sur l’origine du graphique mais faut dire que maintenant que les liens ne sont plus soulignés cela se voit moins : cliquer sur ironwood
chlore a dit:
@bricolo05 : on retrouve le graphique sur le site de Ironwood
Cliquez pour agrandir...
Je dis juste que raisonner en couple est plus logique mais de toute façon puissance et couple sont liés par une relation mathématique avec la vitesse donc quand on connait on en déduit l'autre. Si il y en a qui veulent raisonner avec la puissance, pourquoi pas, mais ce n'est pas une vérité absolue et ceux qui ne le font pas ne sont pas des abrutis ou des ignares absolu pour autant
 
J'ai trouvé ce site qui donne les "datasheet" de broches.
http://www.spindel-shop.de/Shop/ind...tml&XTCsid=9053dd4844c390f894b41e9c979d786f#4
pour la 2,2 kW DS-HFS-8022 en 230V
http://www.spindel-shop.de/Shop/images/Datasheets/DS-HFS-8022.pdf

Je suis un peu dubitatif sur les caractéristiques affichées car les courbes semblent magnifiquement lissées et on ignore le type d'alimentation et de contrôle. Bon faisons confiance, admettons que la variation de couple soit quasi-proportionnelle à la vitesse comme cela est illustré.

Tout d'abord je ne comprends pas comment on peut afficher sur S6 Rated power = 2.5kW avec 230 V et 8.6A consommés (8.6*230= 1978 W). quelque chose m'échappe. Mais on ne s'arrête pas pour si peu.

Je reprends donc à partir des courbes:
0.45 N.m obtenus à 12000 trs/mn soit 1256.6 rds/s. La puissance mécanique est donc de Pm=0.45*1256.6= 565.5 W_mécaniques
Pour une puissance consommée de 2200W cela fait un rendement de 566/2200= 0.257 soit 26% . Tout le reste part en chaleur... si mes calculs sont exacts. Cela me laisse à penser que cela inclut aussi l'alim VFD car sinon on serait plus médiocre que les moteurs de robots électroménagers.

Intéressant à savoir non?

Si on reprend 0.9 N.m à 24000 trs/mn soit 2513 rds/s La puissance mécanique est de Pm=0.9*2513= 2261W ....et le tout apparemment avec 8,0Ax230V= 1840W électriques consommés!! Si on s'en tient à la courbe de puissance, le rendement total est de 100%. Trop fort, on ne peut pas lutter contre l'industrie allemande, tout le monde le dit d'ailleurs
Sauf erreurs de ma part la feuille de caractéristiques est douteuse.

Pour en finir, ces broches me paraissent conçues pour fonctionner dans une plage étroite de vitesse, proche de la vitesse nominale, de mon point de vue typiquement entre 70% et 100% de V max. Donc gravure ou de l'usinage pas trop gourmand et petites fraises même avec une 2,2 kW.

Morale personnelle: je pense qu'en termes marketing ils jouent très finement sur la confusion entre puissance consommée (belle courbe plate) et puissance restituée à l'outil sous forme d'une courbe de couple impeccablement croissante. Ils sont inattaquables car il fournissent tous les éléments pour calculer l'affaire et ne prétendent rien.
 
La puissance ne se calcule pas comme ça pour du courant alternatif
P=U x I x cosfi x racine de 3
 
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