Fraiseuse X2 - Casse des pignons

[Papy54]

J'ai mis en place un moteur tri avec variateur Altivar ATV HU15 (1,5 Kw) pour un moteur tri de 0,55Kw (le tour dispose d'un moteur tri de 1,5Kw et ça permet d'avoir 2 variateurs identiques)..

Sur la BF le moteur d'origine tourne jusqu'à 6000T/mn, et la réduction d'origine moteur-arbre intermédiaire est de 1/2 (en gros) aussi, comme le moteur tri en standard est fait pour 3000t/mn à 50Hz, j'ai choisi de changer le rapport entre moteur et arbre pour le ramener à 1/1. C'est plus simple et ça évite le fonctionnement du moteur asynchrone à 100hz.
J'ai conservé une liaison par pignon parce que j'ai pas trouvé de solution avec courroie crantée.
Quelques photos ici
En pj les dessins correspondants.
Je ne suis pas dessinateur pro donc j'espère avec les photos que ça facilitera la compréhension.

 

[Plopiche]

Papy 54 : Une belle réalisation.

Je vous explique comment j'ai déterminé ma transmission par courroie :

Pendant des opérations diverses sur ma X2 version engrenages j'ai mesuré et enregistré les vitesses de rotation de la broche. Des vitesses choisies au filling en fonction des vibrations et de la qualité du travail obtenu.

J'ai obtenu une plage allant de 200 Rpm à 1200 Rpm pour la broche

Le moteur : J'ai acheté le même moteur que coredump
Ce moteur est un bon compromis encombrement / puissance.

Sa vitesse de rotation nominale est de 2770 Rpm

il convenait donc de réduire la vitesse.

La poulie de la broche : J'ai mis le diamètre le plus gros possible sans déborder l'encombrement actuel du carter. ça m'a donné une poulie de 44 dents AT5 (AT5 à cause du logiciel de calcul de Mulco)

Pour le moteur j'ai mis une poulie à 16 dents ( j'ai un peu triché avec les résultats du logiciel Mulco)

ça fait un rapport de 16 / 44 = 0.36 environ

A 50 Hz la vitesse de la broche sera d'environ 1000 Rpm

Pour 200 Rpm il faudra utiliser une fréquence de 10 Hz (554 Rpm pour le moteur)
pour 1200 Rpm une fréquence de 60 Hz (3324 Rpm pour le moteur)

Le tachymètre :

Le disque du tachymètre est fixé au bout de l'arbre du moteur. Il sert aussi de rondelle pour la poulie du moteur
Je n'avais pas de place pour faire une mesure directe sur la broche et dans les cas dune transmission à courroie crantée les vitesses sont proportionnelles.
L'affichage de la vitesse de la broche n'est pas un problème puisque j'utilise un Arduino. il suffit d'appliquer le ratio 16/44 à la mesure effectuée.
Le disque du tachymètre comporte 30 lumières
Pour 200 Rpm broche soit 554 Rpm pour le moteur la fréquence du signal délivré par le capteur optique sera de 277 Hz
Pour 1200 Rpm broche soit 3324 Rpm moteur la fréquence sera de 1662 Hz

Le calcul de la courroie aurait permis l'utilisation d'une courroie plus étroite mais j'ai pris 16 mm qui était bien adapté à la géométrie de l'ensemble.

j'ai vérifié de façon pratique l'entre axe fourni par le logiciel Mulco en fonction des caractéristiques de la transmission et de la tension de courroie préconisée : Etonnant je suis a moins de 0.2 mm d'écart par rapport au calcul.

 

[Papy54]

Bonjour Plopiche,
Votre solution est bien conçue, sûrement plus simple et silencieuse. L'X2 est un peu différente de la BF20

1200t/mn me semble un peu juste pour une petite machine apte à utiliser des outils de petit diamètre.
J'utilise des vitesses allant à 3000t/mn dans des opérations de gravure ou avec des petites fraises de 2mm
Chez moi, j'observe qu'à haute vitesse, sur la durée, c'est les roulements de broche qui ont tendance à chauffer.
Je pense que c'est l'élévation de T° qui ramollissait les dents des pignons et qui finalement partaient en bouillie

 

[Plopiche]

Dans mon cas j'ai cassé deux fois les pignons :

La première fois le baladeur de changement de vitesse
Avec une fraise scie = Vitesse lente et couple élevé.

La deuxième fois le pignon double de la broche avec une pièce mal serrée entrainée par la fraise (Fraise de 40 mm)

Dans les deux cas la limitation d'intensité à fonctionné mais ça a cassé tout de même.

Concernant la vitesse j'ai fait des choix en fonction de mes utilisations les plus courantes.

Tourner plus vite c'est possible mais je ne sais pas jusqu'à quelle valeur on peut raisonnablement augmenter la vitesse du moteur.

Peut être que Coredump pourra nous éclairer sur ce sujet. ?

 

[Papy54]

Dans mon cas j'ai cassé deux fois les pignons :
La première fois le baladeur de changement de vitesse
Avec une fraise scie = Vitesse lente et couple élevé.
La deuxième fois le pignon double de la broche avec une pièce mal serrée entrainée par la fraise (Fraise de 40 mm)

Chez moi, ils y sont tous passés 2 fois aussi, y compris celui qui est contre le pignon moteur (j'en ai encore en stock).
Je crois me rappeler également, une fois, avec une fraise scie qui a bloqué.
En plus, le baladeur ne montait pas suffisamment (on le voit à la gueule des dents qui restent) ce qui n'arrange rien.
Ce qui explique la forme de la pièce d'assemblage des pignons aciers voir ici

Tourner plus vite c'est possible mais je ne sais pas jusqu'à quelle valeur on peut raisonnablement augmenter la vitesse du moteur.

Déjà on peut monter à 60Hz c'est le standard US.
Ensuite 10% de plus doivent pouvoir être supporté. Au delà ne me semble pas prudent.

 

[coredump]

J'ai a peut près les même paramètres sur la transmission, 1250tr/min a 50Hz.
Je monte le moteur a 100Hz sans soucis jusqu'a présent mais pas sur des durées très longues (c'est principalement sur des outils de petit diametre: percage et petits fraisages).
La taille du moteur aide, avec un moteur taille 71 ou au dela c'est plus risqué. De plus il est de bonne qualité et parfaitement équilibré a cette vitesse.
Ce qui aide bien avec cette modif qui ajoute du poids sur la tête c'est d'ajouter un verin pour la remontée de tête au lieu du ressort d'origine.

 

[Plopiche]

100 Hz ça me fera 2000 Rpm ça me convient tout à fait.

Il me reste à remonter la broche dans le carter en fonte et à insérer le deuxième roulement.
J'ai décidé de changer les clavettes que je trouvais en mauvais état, et en attendant de les recevoir j'ai tourné deux bagues : La première permettant l'insertion du roulement inférieur de la broche déjà monté sur celle-ci, la deuxième pour insérer le roulement supérieur dans le carter et sur la broche.

 

[Plopiche]

Pendant que j'y étais j'ai ajouté un poussoir pour l'extraction des cages extérieures des roulement du carter.

On enfile la grosse pièce alu
Puis le poussoir
On se met sur 2 cales en bois ou mieux une cale avec un trou de 75 mm
On appuie sur le poussoir avec la presse hydraulique.
Si les roulements sont entiers pas de problème : le poussoir passe dans l'alésage de 30 mm des roulements.

 

[Papy54]

Super, dommage que ce type d'outil ne serve guère ensuite....
Faudrait avoir un magasin virtuel qui liste les outils "faits maison" et leur applications, ainsi que l'adresse du créateur. Et un système de modalité de prêt...standard...bon ben là je rêve..

 

[Plopiche]

ça va servir au moins deux fois car un de mes amis qui habite pas loin de chez moi a la même fraiseuse que moi.
Il n'a encore rien cassé car il fraise moins que moi mais ça va venir.

D'autre part pendant que j'y étais j'ai entrepris de changer toutes les clavettes que je ne trouvais pas en bon état.
J'en ai trouvé chez Arceurotrade sauf pour celle de l'arbre intermédiaire qui est une clavette parallele a bouts ronds de 4 x 4 x45 qui semble une dimension pas très courante.

Apres avoir cherché un peu partout y compris en Grande Bretagne j'ai fini par en trouver près de chez moi :

50 Clavettes pour 10,12 € !!!

Il va m'en rester 49 ...

Voila je les ai
Si quelqu'un en a besoin faites moi signe

 

[Plopiche]

Bonjour
J'ai refait les deux bagues entretoises qui positionnent le pignon double de la broche. celles d'origine étaient en plastique.
J'ai un peu modifié la position du pignon double afin qu'il soit mieux centré par rapport aus 2 positions du pignon baladeur du changement de vitesse.

Pour le montage du premier roulement j'ai chauffé le carter à 60 ° C et terminé à la presse hydraulique.
Je me suis fait peur à cause des craquements que j'entendais. J'ai cru que c'était le carter en fonte qui éclatait.
Mais ce n'était que la cale en bois que j'avais mis dessous écrasée par l'autre extrémité de la broche.
Pour le 2e roulement pas de problème.
J'ai mis des roulements à contact oblique.

J'ai du refaire le joint du carter supérieur car celui d'origine s'était allongé d'un cm
Faute de caoutchouc adapté j'ai utilisé une plaque silicone pour la pâtisserie.

Voila c'est remonté

Pas plus bruyante qu'avec les engrenages plastique, mais un son un peu plus métallique me semble - t -il

Maintenant que je peux fraiser je vais continuer à travailler la solution moteur triphasé avec poulie et courroie crantée.
Bien que le chant de la transmission à engrenages me rappelle celui de la vieille perceuse de mon père, je pense que c'est une source de vibrations néfaste à la qualité du fraisage.

 

[albatros_del_sur]

Bonjour,
Beau boulot mets beaucoup de graisse ils chantent mieux !
Avec une pompe à pousser par le trou qui sert à bloquer la broche.

 

[Plopiche]

J'ai omis un épisode :
J'ai été obligé de retoucher l'alésage du pignon double de la broche pour le monter.
Pour ça j'ai utilisé un outil a roder les cylindres de moteurs thermiques avec une cale en PVC dans la rainure de clavette afin que les pierres de l'outil ne s'accrochent pas dans cette rainure.

 

[Plopiche]

En parallèle je travaille sur la solution moteur triphasé.
Je ne vais pas vite :-(

Pour mon prototype de tachymètre, j'avais fraisé les lumières du disque qui commande l'optocoupleur.
Je n'ai pas eu le courage de recommencer et j'ai fait imprimer ce disque en 3D

Le voici monté sur l'axe du moteur :

La rondelle de bronze qui permet de fixer la poulie crantée et entraine le disque en rotation :

 

[Papy54]

Très belle reprise de tout le montage..
Sur cette machines, comme sur la mienne, il faut reprendre l'essentiel de la cinématique pour avoir un outil acceptable.

 

[Plopiche]

Je poursuis mes travaux sur les tachymètres.

J'ai commencé par une version analogique avec un affichage à bar graph

il me reste un peu de mise au point à faire.

Ensuite j'ai utilisé un Arduino Uno

La première version était avec un afficheur alphanumérique

Comme je trouvais qu'il y avait trop de fils je suis passé à une version utilisant un Shield DFR0009

Comme je n'utilise pas les inters du Shield je me suis décidé à en étudier un.
Cette fois j'ai utilisé un écran graphique TFT de 160 x 128 pixels

ça me plait assez

Je vais aussi essayer avec un afficheur 4 digits et un autre Shield que j'ai dessiné.

 

[remi30132]

Pourait tu me transmettre le programme du tachimetre s'il te plait

 

[Plopiche]

Voici celui de l'afficheur graphique

 

[remi30132]

Merci beaucoup

 

[Aiwass]

permettez de moi de poser une question bete: pourquoi avoir remplacé les pignon plastique par des acier??? on m'a toujours appris qu'il fallait dans un assemblage mécanique des pièces fusibles, pièces facile a remplacés qui coûte pas grand chose et qui casseront en cas de besoin pour préserver les autres pièces plus cher.dans se cas sa a bien fonctionner. la broche a bloqué et plutôt que de tordre les fixation ou casser la broche, les pignon ont fait fusible. en mettant des pièces renforcées a cet endroit, il n'y a plus de fusible et du coup ce sont les pièces plus loin qui reprendrons les effort au risque de casser plus cher qu'un pignon.ou alors la courroie joue aussi ce rôle???surtout que, si vous avez fait imprimer le disque pour le tachy, vous pouviez en faire de meme pour ces pignon non???

 

[brise-copeaux]

Salut,

Tu as entièrement raison, mais avoues, que c'est quand même con de mettre un pignon comme fusible, en général c'est une goupille ou clavette.

@ +

 

[albatros_del_sur]

Bonsoir,
Tu as entièrement raison. Un pignon c'est cher à démonter, j'ai donné pour savoir que ce n'est pas le prix du pignon, mais le temps perdu à changer un truc qui t'oblige à tout démonter.
De toute façon sur ces petites machines le moteur ne fait que 500 W et l'électronique coupe dès que ça force trop. Alors à moins que la machine n'ai été trafiquée avec un moteur plus puissant, il n'y a aucun risque d'avoir un pignon acier.

 

[Plopiche]

A propos des pignons en plastique :

ça fait la deuxième fois que je casse un pignon, la première fois celui du baladeur de changement de vitesse, la deuxième fois le pignon double qui est sur la broche.

Et ça malgré la limitation de courant du moteur

Échanger le pignon double de la broche est un assez gros travail puisqu’il faut démonter les roulements de la broche et au moins pour celui la l'acier est justifié.

Pour le baladeur j'aurais pu le conserver en plastique car il est relativement facile à échanger mais le pignon de la broche avait un module plus petit incompatible avec le pignon baladeur en plastique c'est pourquoi j'ai utilisé le couple en acier.

Il ne me reste qu'un pignon en plastique : Celui de l'arbre intermédiaire juste après le moteur.
Il est possible que ce soit lui qui fasse fusible encore que ça ne me soit jamais arrivé.

Comme je n'ai pas trouvé à l'acheter je l'ai dessiné et je peux le faire imprimer en 3D mais ce sera une pièce assez chère

Je peux aussi l'usiner mais la il faut une fraise pour tailler la denture et ce n'est pas donné non plus.

 

[Plopiche]

Voici une nouvelle version du programme de tachymètre Arduino Uno avec un écran graphique.

Ce qui à changé :

Le texte statique "Vitesse (rpm)" est écrit une seule fois dans le setup et non dans la boucle.

il ne clignote plus toutes les 2 secondes.

Pour effacer la vitesse au temps t-1 et afficher la nouvelle vitesse au temps t je réinitialisais l'écran

ça fonctionne mais c'est long

Pour éviter les erreurs de comptage il faut que dans la boucle il y ait un minimum d'opérations

La solution nouvelle :

Avant d'écrire la vitesse au temps t, je réécris la vitesse au temps t-1 avec des caractères de couleur noire

ça revient a effacer la vitesse au temps t-1 qui est écrite avec la couleur du fond.

 

[Plopiche]

Bonjour,

Il ne reste plus qu'un pignon en plastique sur ma fraiseuse : Le pignon secondaire juste après celui du moteur.
Ma fraiseuse X2 a un moteur de 500 W et sur ce modèle le pignon dont je parle semble avoir été usiné.
Je me suis dit qu'il était peut être possible que ce pignon casse aussi.
Comme je ne l'ai pas trouvé en pièce de rechange, mon fils l'a modélisé en 3D avec le logiciel Fusion 360
Vous pouvez le voir en utilisant cette page :

https://www.viewstl.com/

J'ai fait une simulation d'achat sur le site de Sculpteo en Nylon fibre de verre : 20.16 €

 

[bump01]

A propos des pignons en plastique :
Je peux aussi l'usiner mais la il faut une fraise pour tailler la denture et ce n'est pas donné non plus.

Bonjour
Sur ce site on peut acheter le jeux complet ou la fraise utile , dans ce cas c'est pas cher.:
http://www.ctctools.biz/hss-involute-gear-cutters/

A bientôt

 

[Plopiche]

Ah merci
Ce site est intéressant