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Broche Brushless et démultiplication

Discussion dans 'Discussions générales sur la conception' créé par marcelou_bidou, 20 Avril 2015.

  1. marcelou_bidou

    marcelou_bidou Apprenti

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    Broche Brushless et démultiplication
    Bonjour à tous,

    J'utilise depuis quelques mois une broche 'homemade' à base de moteur sans balais d'aéromodélisme.

    Ma plage de vitesses et comprise entre 10.000 et 20.000 tr/min et est contrôlée (sans boucle ni capteur, donc à la louche) par PWM depuis Mach3 en passant par un 'servo tester' modifié.
    Cette plage de vitesses ne me permet pas d'usiner tous les types de matériaux usinables par ma cnc peu rigide, la broche tournant trop vite.

    Nota: Ce sujet n'a pas vocation à discuter des possibilités ou impossibilités d'usiner telle ou telle matière avec telle ou telle machine etc ...
    J'aimerai éviter autant que possible ce genre de débat sur cette discussion.


    Mon but est de construire une boîte de vitesses capable de descendre mécaniquement ma vitesse de rotation de fraise mais également de garder la possibilité de tourner à 20.000 tr/min (j'usine beaucoup de bois exotiques).

    Voici comment je compte procéder :

    1. un premier étage de poulies/courroie de réduction par deux (par ex. Ø25mm moteur / Ø50 arbre secondaire) => 5.000 à 10.000 tr/min
    2. un deuxième étage de poulies/courroie qui me permettrait d'avoir trois plages de vitesses, à savoir :
    - 2.500 à 5.000 tr/min (donc, à nouveau réduction par deux)
    - 5.000 à 10.000 tr/min (donc deux poulies identiques)
    - 10.000 à 20.000 tr/min (donc multiplication par deux, pour retrouver la vitesse originelle du moteur)

    Un croquis de l'idée (il manque beaucoup de chose (roulements, flasques, réglages de tension etc...) :
    [​IMG]


    Maintenant, les questions :

    - Est-ce que ce type de montage vous paraît viable ?
    - Est-ce que des courroies de type V belt seraient appropriées pour ce type de montage ?
    - Avez-vous des idées qui pourraient m'aider dans la réflexion ou la construction de cet ensemble ?

    J'ai à disposition un tour, une perceuse à colonne, une fraiseuse, des marbres. Donc je peux usiner pratiquement la totalité des pièces.

    Merci d'avance de vos avis et conseils.
     
  2. stanloc

    stanloc Compagnon

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    Broche Brushless et démultiplication
    Sur le papier cela tient la route effectivement mais j'ai peur que la réalisation ne mette en évidence quelques difficultés.
    Déjà moi je prendrais des courroies crantées pour cet usage. L'encombrement de l'ensemble et les performances en seront bien améliorés.
    Ensuite donc je ferais une comparaison avantages/inconvénients entre un tel dispositif et la solution plus simple qui consisterait à ne pas passer par un axe relais. Cela compliquerait surement pour accoupler directement le moteur à la broche mais améliorerait le rendement de transmission et donc simplifierait le montage. En tous les cas c'est à étudier. On peut obtenir des rapports de réduction assez importants avec des courroies crantées tout en restant dans un encombrement très réduit.
    Stan
     
  3. marcelou_bidou

    marcelou_bidou Apprenti

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    Broche Brushless et démultiplication
    Bonjour Stan,

    quand tu parles de ne pas passer par un axe relais, j'imagine de suite une poulie "glissante" et verrouillable sur l'axe moteur.
    Est-ce l'idée ?

    Pour ce qui est des courroies crantées (type synchrones c'est bien ça ?), je suis d'accord avec toi. Cependant il me sera très compliqué d'usiner moi même les poulies alors que les poulies en V sont facilement réalisables sur un tour traditionnel.
    A moins que tu parles de courroies crantées dont les crans sont placés à l'extérieur des poulies lisses ?

    Je vais cependant étudier la question du prix de cette techno intéressante.

    Merci pour ce premier avis.
     
  4. stanloc

    stanloc Compagnon

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    Broche Brushless et démultiplication
    Je sais que pour beaucoup de gens il leur faut fabriquer tout eux-mêmes mais dans un cas comme ici rechigner à acheter quelques poulies pour courroies crantées relève de la mesquinerie. Surtout qu'il y a courroies crantées et courroies crantées. Cette technologie ne cesse de s'améliorer et si on veut de la performance (20000 tr/mn ce n'est pas rien) il faut taper dans ce qui se fait de mieux.
    Je ne sais comment as-tu accouplé ton moteur à ta broche actuellement, mais peut-être peux-tu défaire cet accouplement et monter la poulie sur l'axe moteur assez rapidement. Pourquoi au prix de ces moteurs ne pas avoir un moteur pour la prise directe et un moteur pour la transmission réductée ?
    Bref des tas de solutions à étudier et à chiffrer.
    Stan
     
  5. moissan

    moissan Compagnon

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    Broche Brushless et démultiplication
    la même broche sera elle vraiment utilisable a 2000 t/mn et a 20 000 t/mn ?

    une broche a grande vitesse est facile a faire avec des petit roulement , mais n'est pas forcement assez solide pour supporter les gros effort du gros couple a basse vitesse

    en mettant des gros roulement ordinaire assez solide pour la basse vitesse , il ne supportent pas la haute vitesse

    ma solution preferé est de faire 2 broche completement different , une grosse lente et une petite rapide

    sur une cnc , je reve d'une broche interchangable : la machine viens chercher dans un coin la broche adapté au travail a faire : le changement de broche evite de trainer le poid de la grosse broche lente quand on a besoin de la rapide

    si le changement de broche n'est pas automatique , on peut se contenter d'un demontage manuel pour monter la broche adapté au travail a faire

    tu ne parle pas de la puissance de ton moteur , mais si c'est petit comme je l'imagine il est possible d'utiliser les engrenage d'une perceuse chinoise 220V 500W : c'est en general un 5 dent 49dent helicoidal donc ça te fera passer directement de 20 000 a 2 000

    le 5 dent est directement taillé dans l'arbre du moteur est un peu fragile parce qu'un seul roulement et trop de porte a faux a cause du mecanisme de percussion : en montant un roulement de chaque coté du pignon ça deviendrait beaucoup plus solide : donc refaire completement un boitier usiné pour utiliser cet engrenage

    dans la perceuse le moteur tourne a 30 000 t/m pour faire 3 000 t/mn au mandrin
     
  6. moissan

    moissan Compagnon

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    Broche Brushless et démultiplication
    pour repondre a la question des courroie : la vbelt a besoin d'etre bien tendue , donc il faut une longueur suffisante entre les 2 arbre

    pour reduire l'encombrement je prefere les courroie cranté dont la tension est moins critique

    bien sur le meilleur moyen de reduire l'encombrement est de passer aux engrenages

    la reduction 1/10 de la perceuse simple dont je parle est un peu forte si tu veux des vitesse intermediaire entre 20 000 et 2 000

    l'engrenage de 5dent est un piege : ce trop petit nombre de dent fait un mauvais rendement denture avec deport un peu special : faire la reduction de 10 avec un arbre intermediaire , permet de choisir un nombre de dent plus grand et de faire avec des engrenage standard pas cher de chez tridistribution
     
  7. Albert le Belge

    Albert le Belge Compagnon

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    Broche Brushless et démultiplication
    Bonjour,
    Avis partagé,
    un support de broche acceptant alternativement deux outils différents mais standardisés au niveau de la fixation.
     
    Dernière édition par un modérateur: 24 Avril 2015
  8. marcelou_bidou

    marcelou_bidou Apprenti

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    Broche Brushless et démultiplication
    Merci de vos interventions.

    Pour répondre dans l'ordre, enfin essayer...
    Je ne vois pas trop ce que la mesquinerie vient faire dans ce projet, j'ai envie de citer quelqu'un qui signe : "Dans la vie il faut se donner les moyens pour satisfaire ses ambitions ou adapter ses ambitions à ses moyens". Bref, passons.

    Le porte-pince ER16 a remplacé l'axe du moteur, donc il faut que je reparte de zéro pour le montage.
    Je ne souhaite pas avoir plusieurs moteurs mais garder celui que j'utilise actuellement.

    Pour la plage de vitesses visée, donc 2.500 à 20.000 tr/min, je vais développer un peu.
    Mon moteur est un Brushless Outrunner 890 KV alimenté en 24V max, ce qui donne en théorie 21360 tr/min, arrondi à 20.000 tr/min à la louche. L'alimentation du moteur est gérée par un contrôleur.
    Sur ce contrôleur est câblé un 'servo tester' du commerce sur lequel j'ai remplacé le potentiomètre par un filtre RC qui est câblé sur ma carte de commande gérée par Mach3. De ce fait, je peux envoyer un signal PWM "propre"au contrôleur qui fait varier la tension dans les bobinages du moteur.
    Après multiples essais dans de multiples matériaux, il s'avère qu'en dessous de 8.000 tr/min le moteur commence à montrer ses faiblesses (ralentissement audible en entrée pleine matière), le couple étant proportionnel à la tension envoyée aux bobinages.
    Je souhaite donc rester entre 10.000 et 20.000 tr/min au moteur et ce en permanence.
    Pour usiner des matériaux comme l'ABS (90m/min), le PC (90m/min), certains thermoplastiques et thermodurs, la nacre et les composites (20 m/min) et l'aluminium (60m/min), il me faut descendre en vitesse de rotation aux alentours de 2.000 tr/min. Donc réduction par 4 ou 5 environ.

    Concernant les engrenages à ces vitesses, je n'ose pas imaginer le bruit, qu'en penses-tu ?

    Ensuite, l'idée ici n'est pas de changer de broche ni d'en rajouter une, mais bien de fabriquer une "boite de vitesses" réglable par courroie en gardant le moteur et le matériel à disposition.

    Enfin, pour la courroie Poly V je n'avais pas pensé à la tension et la place que cela nécessite, effectivement ! Merci de l'éclaircissement.

    Je vais de ce pas regarder les poulies courroies crantées (dimensionnels, rendements, tarifs), si vous avez des fournisseurs intéressants, je suis preneur.
     
  9. Rider63

    Rider63 Compagnon

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    Broche Brushless et démultiplication
    Salut!
    ton sujet m'interesse, moi aussi j'envisage de faire une sorte de boite de vitesse, je ne suis pas encore décidé
    pour les poulies et courroies, voici ou je me fournit:

    http://www.tridistribution.fr/

    ta broche avec brushless m'interesse, as tu quelques photos a nous montrer? merci
     
  10. marcelou_bidou

    marcelou_bidou Apprenti

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    Broche Brushless et démultiplication
    Merci pour le lien ( je connaissais, mais c'est sympa de partager :wink: ).
    Pour ce qui est des photos, je dois pouvoir trouver quelques clichés sur mon PC personnel, donc ce soir au mieux !

    Ton projet est-il similaire dans la construction ? J'entends par là, y a t-il également un arbre "relais" ?
     
  11. Rider63

    Rider63 Compagnon

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    Broche Brushless et démultiplication
    pour l'instant c'est tres vague, la je construit ma CN, j'ai déja une éléctrobroche 3kw qui ira bien pour usiner alu avec de petites fraises, mais trop vite et pas assez coupleuse pour faire du copeau dans de l'acier. J'ai pas forcement besoin de tourner a 24000 rpm mais 15000 serait bien, et descendre a 250-500 rpm avec du couple serait bien aussi.

    une fois que ma cn sera finie je pourais m'attaquer a faire une broche, j'hésite a acheter une broche toute faire chinoise sans moteur, a acheter un moteur de récup, et a faire une boite intermediaire, a base de courroie, mais j'aimerais bien pouvoir avoir un systeme de crabots ou d'embrayage et le motoriser, qui me permette de changer de rapport en automatique
     
  12. bricolo05

    bricolo05 Apprenti

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    C'est comme ça... c'est stanloc, toujours en contradiction, jamais polis, rien à faire...
     
    Dernière édition: 22 Avril 2015
  13. marcelou_bidou

    marcelou_bidou Apprenti

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  14. carlos78

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    Broche Brushless et démultiplication
    Pourquoi ne pas simplifier en montant le moteur directement sur le "2ème étage" avec les rapports : 1/1 (30/30), 1/2 (20/40), 1/4 (12/48).
    Il n'y aurait plus que 2x3 poulies ou 2x3 engrenages.

    Carlos
     
    Dernière édition: 23 Avril 2015
  15. moissan

    moissan Compagnon

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    Broche Brushless et démultiplication
    et pourtant dans une perceuse 220V 500W , ce n'est pas l'engrenage qui fait le bruit mais plutot le moteur

    avec des engrenage pas cher genre tridistribution ça sera un peut plus bruyant parce qu'il ne seront pas helicoidaux

    tu n'a pas repondu a la question principale : quel est la puissance de ton moteur ? et a quelle vitesse ?

    si tu ne veut pas faire une broche plus grosse pour les basse vitesse et que tu a deja monté un porte pince a la place de l'arbre du brushless , il n'y a plus moyen de le desacoupler pour les basse vitesse : une solution est d'utiliser le brusless uniquement comme poulie pour les basse vitesse avec un autre moteur a coté qui l'entraine

    question : combien coute ce brushless ? c'est surtout ce prix qui indiquera si il est raisonable de mettre 2 moteur pour simplifier la mecanique
     
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