Adaptation d'un frein de broche électrique ou mécanique?

[cantause]

Bonjour,

Je passe doucement au tournage, je remets donc en état le tour que j'ai acheté il y a un petit temps, c'est un Jones & Lamson modèle Staral 190 (il a son sujet ici), le voici:



Ce n'est pas un tour très perfectionné mais il a un jeu de pignons correct pour le filetage, il n'est pas dans un état neuf mais pas massacré non plus, un moteur de 2 cv, un bon passage de broche, une bonne machine pour débuter il me semble.

Ma question étant plus spécifique à une technologie qu'à ce tour en particulier, j'ai préféré faire un sujet séparé.

Je m'apprêtais à lui refaire une armoire électrique neuve quand je me suis posé la question du frein de broche ,dont ce tour n'est pas équipé, et apparemment utile, notamment pour les filetages. Je ne pensais pas lui mettre de variateur de fréquence car étant distribué en triphasé, ça ne me paraissait pas nécessaire, le moteur étant de type Dahlander j'avais prévu la logique câblée nécessaire pour les deux vitesses, sans plus. Si le besoin d'un frein se faisait sentir, j'aurais probablement adapté un frein à disque de moto et une barre au pied comme on en voit de belles réalisations sur le forum.

Je me demande donc si au final je ne devrais pas employer un variateur de fréquence afin de pourvoir m'en servir comme frein/inverseur, par rapport aux 4 contacteurs la différence de prix n'est plus si énorme, mais j'aimerais savoir si ce moyen de freinage est aussi efficace qu'un frein à disque?
Je présume que quoi qu'il arrive, le but n'est pas de d'arrêter la broche en 1/10ème de tour et que l'inertie fracasse tout sur son passage, mais dans le cadre d'un freinage utile et respectueux de la mécanique, peut-on considérer qu'un frein à disque et un frein par injection de courant continu remplissent tout aussi bien cette fonction l'un que l'autre?

Je n'en suis pas encore à faire des filets aux bords d'épaulements, mais si les deux techniques de freinage se valent, c'est le bon moment pour mettre un variateur de fréquence donc j'anticipe un peu.

Merci pour vos retour d'expérience et vos conseils.

Bonne journée.

François

 

[Bbr]

Bonjour François,

Tu peux aussi mettre un moteur frein avec un variateur.

Il te restera juste à faire le réglage du frein, l'armoire de commande et la programmation du var "kivabien".

Cordialement,
Bertrand

 

[sergepol]

Bonjour
Sauf erreur de ma part le frein par injection de courant est dégressif en fonction de la vitesse moteur, à vitesse moteur faible correspond un freinage faible.
Salutations

 

[moissan]

envoyer du courant continu dans 2 phase du moteur triphasé : en choisissant la bonne tension ça freine avec a peut près le même couple que le demarage direct en triphasé

en general ça freine raisonablement avec 24V continu

ça peut se faire avec un contacteur de plus dans l'armoire et un temporisation , et les bon contact auxilliaire pour ne pas envoyer le courrant continu avant que le contacteur triphasé soit vraiment decollé , et une tempo qui limite le temps d'application du courant continu au temps juste neccessaire : pour ne pas faire chauffer le moteur inutilement

ce n'est pas aussi bon qu'un vrai frein : ça fait du couple de freinage uniquement quand il y a de la vitesse : ça ralentit donc brusquement au debut , ensuite a basse vitesse ça ne change pas grand chose par rapport a l'arret naturel : ça racourci bien le temps d'arret , mais ça ne fait pas un vrai frein conforme a certaine regle de securité

j'ai utilisé ce systeme sur des machine a bois avec fraise a grande vitesse qui avaient des temps d'arret trop long , avec temps de freinage determiné par tempo

sur un tour il serait pratique de faire le freinage uniquement quand on appuie sur le bouton arret : si on donne juste une impulsion sur le bouton arret ça decolle le contacteur marche et ça laisse le tour s'arreter sans freiner

si on arrete en laissant le doigt sur le bouton arret ça freine tant que l'on appuie : ce principe de commande permet de freiner uniquement quand on en a besoin

pour faire le courant continu , un transfo et un pont de diode : un transfo a sortie 12V/24V permet de choisir en un freinage fort a 24V ou un freinage plus doux a 12V si le 24V est trop brutal

 

[cantause]

Bonsoir,

Merci pour vos avis!

Bertrand, l'idée d'avoir toutes les options me plaît bien, mais j'ai un peu regardé le prix des moteurs frein neuf, ça me "freine" un peu
Plus sérieusement, il semble qu'en occasion ça soit abordable, mais j'ai peur que ça soit trop long pour se loger dans le bâtit, ceci dit si le freinage mécanique est vraiment LA solution , je peux creuser.

Pour le freinage électrique, en fait j'ai parlé un peu vite de freinage par injection DC, je considérais également le freinage dynamique par résistance de charge sur le bus DC du variateur de fréquence. D'après mes petites recherches de l'après-midi, la combinaison freinage dynamique à haute vitesse puis injection DC à basse vitesse donne les meilleurs résultats, mais est-ce que tous les variateurs le permettent? Est-ce vraiment nécessaire?

Le seul but que je recherche c'est d'avoir un moyen de stopper la broche rapidement pour faire les filetages et autres opérations où l'usage d'un frein est un atout, pas un organe de sécurité. Par facilité, je préfèrerais un freinage par le variateur de fréquence car c'est plus simple à mettre en oeuvre qu'un frein mécanique, et si c'est suffisamment efficace ça serait parfait. Si par contre c'est juste un plus, j'aime autant mettre un frein mécanique (ou un moteur frein), tant qu'à être dans les adaptations.

Sinon j'ai bien pensé à un variateur à contrôle vectoriel, la plupart des drives le permettent, mais je ne sais pas si les versions sans capteur freinent en contrôlant le flux ou passent simplement en freinage dynamique, et le prix d'un vrai variateur à contrôle vectoriel en boucle fermée me ramènerait au moteur/frein...

Mmmm, je vais encore bouquiner un peu.

Si vous avez d'autres avis n'hésitez pas!

Bonne soirée.

François

 

[moissan]

si l'electricité ne te fait pas peur , ajouter un contacteur dans l'armoire , un transfo et un pont de diode , tu peux essayer le freinage a courant continu et voir si ça suffit

ce n'est pas parfait mais c'est utile et pas cher

 

[Vieulapin]

Bonsoir à tous,

     Comme j'avais le même problème que Cantause pour un arrêt efficace en fin de filetage, j'ai choisi le plus simple pour quelqu'un qui, comme moi, n'y connaît rien en électricité/électronique : un frein mécanique (voir ici). C'est très efficace, très simple et ça ne coûte pratiquement rien, pas à se prendre le chou avec transfo, ponts de diodes, variateur, etc..

 

[den's 12]

pareil pour moi, n'aillant que des contacteurs standard, j'ai choisi un freinage mécanique, mon tour h.batignolles équipé d'une pédale d’origine qui commandais une bande de ferodo souple autour d'un cylindre en sortie de moteur pas très efficace. j'ai remplacer se vieux système par un mètre cylindre, un étrillé, et un disque de Derbi( moto 50) diam 190 sa marchai vraiment bien, associé avec un fin de course qui arrête le moteur bien sur. le freinage était optimal j'arrivais à caler le moteur de 7 chevaux (sans faire exprès ) le problème c'est que sa n'a pas tenue le coup: le moteur tourne trop vite : 2850tr/min en résulte un disque qui chauffe, une usure des plaquettes prématurés et une fixation de l'étrillé rapidement dégradé bref tout à pété alors j'ai sorti tout sa et là je suis en train de voir pour adapter un disque de voiture avec tout le système de freinage sa serra plus raisonnable.
PS: il faut dire que j'y allé vraiment fort sur le freinage il m'arrivait de l’arrêter net à une vitesse de broche de 2000 tour mais sa bronchai pas un chouilla :
!!!! jusqu’à maintenant du moins... sinon le système étai vraiment top : on peut jogger le freinage avec la pédale c'est super agréable surtout pour les filetages.
bon courage.

 

[moissan]

un variateur electronique est facilement capable de freiner , et en plus il recupere de l'energie , ce qui devient un inconvenient , car ça fait monter la tension interne , sans possiblilité de renvoyer dans le secteur si le redressement est fait par des simple diode

les solution classique sont soit une resistance qui est mise en service pour dissiper la puissance du freinage en option sur les variateur ancien , soit un envoi de courrant continu dans le moteur pour gaspiller cette puissance ( sans explication sur les variateurs recent ) : ce n'est qu'une façon d'eviter la resistance : le moteur recoit a la fois un champs tournant pour freiner , et du courant continu pour eviter la surtension

l'utilisateur n'a pas a se poser la question : un bon variateur freine bien même si on ne sait pas exactement comment il fait

le freinage par injection de courant continu avec un contacteur c'est autre chose , c'est pour bricoler avec des truc pas cher sans variateur

 

[cantause]

Re,

Merci pour vos interventions!

Apparemment le freinage mécanique marche très (trop) bien, et c'est relativement simple à fabriquer, mais est-ce que cette puissance de freinage est nécessaire?
Car arrive un moment où la décélération peut endommager la mécanique, il doit donc y avoir un juste milieu.
J'aime bien cette solution, mais ça va me prendre pas mal de temps alors que le variateur c'est une affaire de quelques paramètres, le câblage du tour est à refaire quoi qu'il arrive et ça ne fait pas de poussière de freinage
La partie électricité/électrotechnique ne me fait pas vraiment peur, je nage dans ce domaine tous les jours, mais je n'ai pas de données empiriques sur le cas précis d'un tour :-(

Je me rends compte que j'ai peut-être mal posé ma question de départ, j'aurais plutôt dû poser "Est-ce que le freinage électrique peut se substituer au freinage mécanique pour les opérations de tournage qui nécessite un arrêt rapide de la broche?"

En faisant le total, je me rends compte qu'il va me falloir 5 contacteurs à 23€ pour les deux vitesses et l'inversion du sens de rotation, + 1 contacteur si injection de courant DC via un transfo + redresseur, soir 138€ de contacteurs, au final je me rapproche doucement du prix d'un variateur de fréquence donc je ne pense pas faire un montage pour injection DC séparée. Si l'armoire électrique était faite je l'envisagerais, mais comme ici toute l'électricité est à refaire, le variateur remplace une pléthore de contacteurs, ce qui me fait préférer cette solution...
Est-ce qu'il y a quelqu'un qui emploie le freinage dynamique (ou par injection DC) pour faire ses filetages? Ca se passe bien?

Intuitivement j'aurais tendance à croire que oui, sur ma fraiseuse lors des taraudages on a l'impression que l'inversion du sens de rotation est instantanée, mais c'est un gros moteur DC avec un contrôleur 4 quadrants et on lutte contre l'inertie du taraud, pas celle d'une pièce en rotation...

Pour le variateur, je comptais bien employer une résistance de charge externe en cas de freinage dynamique, mais est-ce suffisamment efficace?

Merci et bonne soirée.

François

 

[moissan]

j'ai instalé des freinage a courant continu sur des machines a bois a une epoque ou les variateur electronique etaient hors de prix , et que j'avais un enorme stock de contacteur de recuperation

maintenant c'est le contraire les contacteur neuf sont de plus en plus cher et les variateur moins cher : donc si il faut acheter des contacteur neuf c'est plus cher que le variateur qui fait tout a lui tout seul

sur mon tour c'est encore plus simple : je freine avec un coup de marche arriere : c'est un interupteur marche avant marche arriere direct sans contacteur ... d'un autre age

 

[cantause]

C'est un peu ce que je me dis, à l'heure actuelle l'électronique industrielle devient assez abordable, au point que les petits automates reviennent souvent moins que la logique câblée correspondante, tout en réduisant le câblage et en augmentant la modularité, c'est un peu pareil dans le cas présent, remplacer mes 6 contacteurs par un variateur de fréquence.

Avec le nombre de personne qui ont un variateur sur leur tour je suppose qu'il y en a bien quelques uns qui ont essayé d'employer la fonction arrêt/inversion pour fileter, est-ce concluant?

Sinon je me tournerai vers la solution mécanique éprouvée, mais ça fait encore un projet en plus, la liste devient fort longue

Pour le freinage par inversion du champ tournant, ça doit bien marcher c'est sûr, mais je ne sais pas si tous les moteurs supportent ce genre de traitement? Les vieux moteurs étaient certainement construits avec plus de marge de sécurité que les moteurs low-cost d'aujourd'hui. Hormis le problème de redémarrage en sens inverse (mais bon si on le fait à la main le risque est faible), c'est vrai que c'est un moyen pas cher du tout de freiner le moteur, surtout avec un gros commutateur/inverseur qui ne risque pas le collage

Arf, j'ai encore un peu de temps pour me décider, je vais faire la révision mécanique pour commencer.

 

[stanloc]

Bonjour,
Je peux faire part de mon expérience sur mon "petit" tour EMCOMAT7. Mon objectif était de faire du filetage sur une pièce avec épaulement. J'avais installé un contacteur un peu spécial sur la glissière du banc de sorte que je pouvais régler la position du contact en fonction de la situation du trainard. Ce contacteur coupait le secteur monophasé 220 volts dans un premier temps de son enfoncement et ensuite commutait les bobines du moteur asynchrone sur une tension continue de 50 volts environ. Compte tenu que la liaison entre le moteur et le mandrin passe par plusieurs engrenages lorsqu'on l'on fait du filetage, l'immobilisation totale du mandrin se faisait en un demi tour. C'était donc parfait quant au résultat. par contre il fallait agir très vite pour couper l'alimentation DC pour ne pas surchauffer le moteur et le réglage au niveau du contacteur était critique car la coupure du secteur sur des bobines entraine des surtensions importantes et pareillement avec le continu. Ces surtensions engendrent des arcs électriques qui ont vite fait de tout cramer. Pour bien faire il faudrait améliorer le système en utilisant des relais statiques et non pas des contacts électromécaniques.
Maintenant j'ai fait autrement et j'ai gané sur plusieurs tableaux. J'ai viré le moteur asynchrone et j'ai monté un servomoteur DC muni d'une tachymétrie et de l'ampli comme il faut. En plus d'une souplesse parfaite dans le choix des vitesses de mandrin pour arrêter le moteur il suffit de donner comme consigne à l'asservissement une tension nulle et l'asservissement fait le reste mais sur 4 quadrants :freinage et inversion de l'alimentation dans les deux sens de rotation. Le contact sur le banc ne voit passer que quelques mA et basta. L'arrêt est presque trop brutal pour les engrenages aussi en incluant la décharge d'un petit condensateur on peut avoir une transition plus douce entre la tension de consigne pour la vitesse en filetage et la tension nulle de consigne impliquant l'arrêt.
Stan

 

[cantause]

Bonsoir,

Merci Stanloc, le freinage électrique a donc l'air suffisant, je suis rassuré.

C'est sûr qu'utiliser un moteur DC avec un contrôleur 4 quadrants ça doit bien marcher, comme je le disais plus haut j'ai ça sur ma fraiseuse et ça marche très bien pour les taraudages borgnes (je n'ai pas de limiteur de couple sur porte-taraud), mais dans ce cas-ci ça serait difficile (en fait coûteux ) à mettre en oeuvre. Je compte en profiter pour remettre un moteur 3kW 400 volts triphasé au lieu du Dahlander 1,5 kW 230 volts actuellement dessus (mais qui n'est pas d'origine, tous les autres modèles que j'ai vu avaient un 3 vois 4kW), si je veux cette puissance en moteur DC ça risque de coûter une petite fortune :-(

Je vais probablement opter pour la solution variateur 400v/400v + moteur et le freinage dynamique, l'électrotechnique de cette machine sera ainsi refaite à neuf!

Bonne soirée.

François

 

[rvbob]

Salut François , sur le ramo moteur 3 kw et variateur mono / tri, filetage à basse vitesse et rampe d'arrêt réglée à 1 seconde, pas de problèmes particuliers.
Quand je fais un filetage sur épaulement, je commence de l'épaulement vers la poupée mobile, outil à l'envers et rotation inverse. c'est plus sur !!

 

[papymouzot]

Bonjour,

Ma toute petite expérience: J'ai modifié le moteur de mon tour Schaublin (2,3 CV) pour le passer de 400V Tri en 230 Tri. Mon installation étant en mono, j'ai donc installé un variateur de fréquence.

J'avais joué avec un tour avant, mais jamais vraiment tenté d'être précis. Désireux de faire du modélisme avec, J'ai donc cette fois-ci bouquiné un peu pour apprendre la théorie, et j'ai fait des exercices pratiques. Je me suis quelques fois retrouvé limite avec des essais de filetage en allant vers la poupée fixe. Croyant la doc de mon variateur, j'ai donc installé une résistance un poil surdimentionnée, sonde de température, tout le toutim.

Et bien, sans la résistance, environ 5 tours de broche avant arrêt complet, avec 2 tours environ. Pour les arrêts d'urgence, ce n'est pas le pérou, surtout par rapport au montant investi...

J'ai donc rajouté un disque de frein hydraulique de VTT sur le moteur. Encore en train de faire une modif pour que tout stoppe net en cas d'arrêt d'urgence / coupure de courant ! C'est plus simple et moins cher, relai, electro aimant puissant qui libère le frein en marche, et laisse revenir en frein lorsque le courant est coupé. Commandes on,off,arrêt brutal et urgence sur l'avant du tour.

Bref, mon expérience de la résistance de freinage est mitigée, ça freine oui, mais ce n'est pas le Pérou. par contre, je serais intéressé d'avoir les avis quand au frein à disque sur le moteur... Je me demandais si ce n'était pas mauvais pour le moteur, le tour et le variateur !!!!!

 

[rvbob]

C'est comme ça que fonctionnent les freins électro-magnétiques sur les moteur . Sur le mien en cas d'arrêt d' urgence : arrêt roue libre et coupure de l'alimentation du frein , ça freine illico et plutôt fort !

 

[Bbr]

Bonjour,

ça freine illico et plutôt fort !

J'ai 3 modèles différents de moteurs-frein et sur les 3 modèles il est possible de régler le couple de freinage.

Il est préférable de ne pas régler le frein trop fort (sauf impératif de sécurité sur le système entrainé par le moteur) afin de ne pas user la mécanique trop rapidement.

Cordialement,
Bertrand

 

[rvbob]

D'accord avec toi Bertrand mais bon je n'utilise pas souvent l'au !