Aide sur choix de nuance d'acier

  • Auteur de la discussion M4vrick
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M

M4vrick

Compagnon
Bonjour à tous :smt039

J'ai besoin de vos lumières pour m'aider à choisir une nuance d'acier.

Mon besoin est de fabriquer un axe à partir d'une barre hexagonale de 27mm pour un projet dans mon fablab.
Cet axe sert sur une broyeuse, il supporte beaucoup d'effort en torsion et nous en avons déjà cassé un.

Je cherche donc à déterminer quel est l'acier le plus indiqué pour cette utilisation.

J'ai repéré deux types de nuances disponible en barre hexagonale :

- Acier étiré S300PB
- Acier étiré mi-dur A60(C45)

Lequel des deux serait le plus résistant tout en étant usinable avec un tour conventionnel ?

Merci :smileJap:
 
C

coredump

Compagnon
A60 plutôt que S300, mais même la c'est pas du solide.
Reste qu'en Hexa tout fait ça sera dur de trouver mieux. Après faut usiner.
 
M

M4vrick

Compagnon
Oui je sais que ce n'est pas l'idéal mais j'ai pas trop le choix pour le moment.
Il n'y a pas moyen de le durcir après usinage ?
 
G

g0b

Compagnon
T'as cassé une barre hexa de 27 en torsion ??? C'est pour la broyeuse de Precious Plastic ?
 
M

M4vrick

Compagnon
g0b a dit:
T'as cassé une barre hexa de 27 en torsion ??? C'est pour la broyeuse de Precious Plastic ?
Cliquez pour agrandir...

Oui c'est pour le broyeur PP. Il faut réduire l'axe à 20mm pour passer dans les palier et ca a cassé net au ras du palier la où on a le raccord avec le moteur.
On a tenté de passer de l'ABS d'une coque d'imprimante multifonction.
 
D

Dodore

Compagnon
Et bien y’a qu’a demander à gougolle
Pour le S300Pb
https://www.depery-dufour.fr/wp-content/uploads/2018/03/S300Pb.pdf
Et pour le À 60
https://www.depery-dufour.fr/wp-content/uploads/2018/03/A60.pdf
Mais là il sont avare de renseignement sur la teneur en carbone
Ah enfin un qui donne la teneur en carbone
https://www.acier-detail-decoupe.fr/aciers-doux/2759-acier-etire-mi-dur-a60c45.html
Donc S300Pb teneur en carbone 0,14%
Et A60 teneur en carbone 0,45%
Sachant que plus il y a de carbone plus c’est dur .....
Pour ta pièce qui a cassé c’est peut être dû à la forme et l’usinage je dis bien »peut être »
Quelquefois les tourneurs ,quand il font un dressage de face font une légère piqûre dans l’angle ce qui occasionne une faiblesse et une casse si est possible il faudrait prévoir un rayon
 
C

coredump

Compagnon
Tu ne peux pas modifier la machine pour gagner en diamètre de palier?
Pareil que.les autres pour le congé, un amorce de crique est vite faite sur un angle droit.
Le A60 peut être traité en surface (case hardening), mais je ne sais pas si tu gagnera beaucoup en limite de torsion, c'est plus pour la dureté superficielle.
 
D

Dodore

Compagnon
M4vrick a dit:
Il n'y a pas moyen de le durcir après usinage ?
Cliquez pour agrandir...
Il y a pour le S300 la cémentation mais il va y avoir de la déformation et en plus je ne sais pas si c’est un acier qui se cémente
Pour le A60 il y a la trempe mais il va devenir dur et cassant et toujours des problèmes de déformation
Il y a aussi la nitriration mais qui est très faible en épaisseur et plutôt réservé pour la résistance à l’usure
 
M

M4vrick

Compagnon
Pour répondre en détail:

L'axe à cassé au milieu de la partie usinée, pas à la transition qui est douce.
On a un petit défaut d'alignement et je pense que cela amène du stress à la jonction entre le manchon et le palier, d'où la casse à ce niveau précis. Malheureusement on ne peut pas corriger le défaut d'alignement pour le moment.

On va se limiter à des morceaux de plastiques plus petits et moins durs une fois l'axe refait, on attends la prochaine version du projet pour faire un broyeur plus solide. Pour le moment on ne peux pas modifier le diamètre de l'axe, cela occasionne trop de modifications périphériques.

Je vais donc partir sur du A60.

Si j'ai demandé conseils c'est que je ne connais pas les caractéristiques des différents acier même si j'avais bien trouvé les fiches techniques. Mon domaine c'est plus l'électronique :mrgreen:

Merci à tous pour vos conseils :smileJap:
 
C

coredump

Compagnon
Je ne me souvenais plus du terme français, c'est ça de bosser en anglais tout les jours...
 
G

g0b

Compagnon
Sur le plan d'origine, c'est pas prévu en 316 cet axe ?
Franchement pour casser un axe d'acier de 20, même en s300 ... Il y a quel couple au niveau de ton moteur ?
 
P

PUSSY

Lexique
Rom' a dit:
Très important de faire des rayons de raccordement les plus grands possible
Cliquez pour agrandir...
Et pour "récupérer" l'angle droit de l'épaulement, ajouter une bague :
Y.jpg

Cordialement,
PUSSY.
 
V

vibram

Compagnon
Pour le S300Pb, c'est ce qu'on appelle aussi acier de décolletage je crois
Et la faible part de plomb sert à améliorer l'usinabilité
Les pros me corrigeront si c'est faux
 
Y

YvesP

Compagnon
Bonjour

En lisant ce post et vos réponses je me demande si dans son cas il ne serait pas préférable de ne pas tremper et de garder un acier tendre qui ne cassera pas ?
Si la casse et due à l'effort de torsion et si l'acier reste tendre il restera élastique non ? Et si il reste élastique l’effort de torsion sera absorbé par la pièce qui retrouvera sa forme initiale une fois l’effort stoppé non ?

Pour le brut n'as tu pas intérêt à choisir une nuance autre que celles existantes en barre hexagonale ?
Je suppose que si tu parles de barre hexagonale c'est que ton axe se termine par un hexagone. Mais un hexagone sur une barre ronde se fait avec 8 passes de fraiseuse et même pas besoin de diviseur il existe d'autres solutions sur des formes aussi classiques que le carré et l’Hexagone non ?

Ce ne sont que des remarques que je me suis faites en lisant ce post et non pas des certitudes bien sur

Bonne journée
Yves
 
M

M4vrick

Compagnon
g0b a dit:
Sur le plan d'origine, c'est pas prévu en 316 cet axe ?
Franchement pour casser un axe d'acier de 20, même en s300 ... Il y a quel couple au niveau de ton moteur ?
Cliquez pour agrandir...

Il y a beaucoup de couple, c'est un broyeur à feuille avec un réducteur épicycloïdale. Mais avec le petit défaut d'alignement cela amène du stress supplémentaire.

Et coté usinage je n'ai qu'un tour à ma disposition et donc pas moyen de partir d'autre chose qu'un brut hexagonal de 27mm.
 
Y

yvon29

Compagnon
Bonjour

Peux tu stp poster une ( des sera mieux ) photos du faciès de rupture
Ça aidera pour savoir quelle contrainte a conduit à la rupture, si ça a été une rupture brutale ou suite à une fatigue lente...

PUSSY a dit:
Et pour "récupérer" l'angle droit de l'épaulement, ajouter une bague :
y-jpg.jpg

Cordialement,
PUSSY.
Cliquez pour agrandir...

Effectivement, s'il y a un angle rentrant vif , la contrainte locale peut être multipliée par .... 3 !!!!... et plus si vraiment un angle très vif !

Fais en sorte qu'on voit l'angle sur une photo.
 
M

M4vrick

Compagnon
Pour le moment rien n'est démonté. Je le ferais peut etre dans l'apres'm.
C'est une rupture brutale suite au blocage du broyeur, la protection thermique du moteur n'a pas eu le temps de s'enclencher et l'axe a cassé quasi immédiatement.
La machine n'a que quelques dizaines de minutes de fonctionnement au total.
 
G

g0b

Compagnon
Oui, la protection thermique n'est pas assez rapide. il faudrait un système qui fasse "fusible" mécaniquement au niveau de l'accouplement.Vu qu'il doit y avoir un gros couple, si c'est pas l'axe qui casse, ca sera autre chose... y'a pas de miracle. Je partirais plutot vers cette piste que d'essayer de faire un axe le plus solide possible...
 
Dernière édition:
M

M4vrick

Compagnon
On va plutot partir sur la piste de "on broie du plastique moins solide" :mrgreen:

Et on verra si on fait un autre broyeur pour d'autres types de plastique.
 
P

phil135

Compagnon
la thermique réagit toujours plus lentement que tout le reste. cette protection sert juste à éviter de griller le moteur qui est un effet thermique lui aussi

vous avez un calcul d'effort (du couple) sur l'axe ? ou une majoration de l'effort à partir de ce que peut fournir le moteur au plus ?
 
M

M4vrick

Compagnon
Non, on a rien de tout ca puisqu'on part d'un broyeur à feuille dont on ne connait presque rien :mrgreen:
De toute facon les plans sont assez limitants, on ne peut pas modifier la taille de l'axe. Donc on fait avec ce qu'on a.
 
G

g0b

Compagnon
Tu peux nous montrer comment se fait l'accouplement moteur/arbre ?
 
S

serge 91

Lexique
Bonjour,
Si il y a moyen, une goupille sectionnable pour éviter la casse de l'axe..
Et se méfier d'un axe trop solide, la casse se produirait ailleurs et ça peut être pire !
 
M

M4vrick

Compagnon
Voila, j'ai démonté le bloc de broyage du moteur.

Sur cette photo vous voyez la machine dans son ensemble, à gauche le broyeur à feuille et à droite le module de broyage du projet Precious Plastic. Entre les deux il y a un chassis d'accouplement et un manchon d'adaptation.

DSC_0351.jpg


Une vue du manchon d'adaptation, la cassure est entre le manchon et le palier

DSC_0352.jpg


Sur la photo ci-dessous c'est coté manchon d'accouplement. La sortie du moteur c'est un axe claveté, l'entrée du broyeur un axe claveté et entre les deux il y a ce manchon d'adaptation.
On voit que la clavette a prit cher aussi ! Mais c'est la taille maximum admissible pour du 20mm de diamètre. Je l'ai fait la plus longue possible, si j'ai bien suivi la résistance est fonction de la longueur de la clavette pour une taille donnée.

DSC_0353.jpg


Et coté module de broyage, on voit bien la torsion de l'acier

DSC_0354.jpg


J'ai commandé une barre en A60, ca devrait permettre de repartir au plus rapide. On a une journée porte ouverte dans à peine plus d'un mois et la machine doit etre fonctionnelle.

Encore merci pour vos conseils avisés.
 
C

coredump

Compagnon
Pourquoi dis tu que le défaut d'alignement n'est pas resolvable actuellement ?
Pour moi c'est rédhibitoire dans le cas d'un couplage rigide, sinon partir sur un couplage a crabot ou autre couplage utilisé en machine agricole (prise de force et autre).
 
P

phil135

Compagnon
la résistance est fonction de la longueur de la clavette ... la résistance de la clavette
de plus ça suppose une bonne géométrie des pièces pour que l'appui soit bien réparti

ce n'est pas un broyeur à feuilles votre truc, c'est un broyeur à branches, ça a un couple plutôt important qu'il faudrait estimer d'une façon ou d'une autre.
vous pouvez mesurer la vitesse de rotation ? avec l'info de la puissance du moteur ça donnerait une idée du couple maxi
vous pourriez aussi assembler arbre et manchon avec des vis de qualité connue qui joueraient le rôle de fusible mécanique tout en étant faciles à remplacer. quoique une bonne clavette peut le faire aussi

un arbre de 20 ce n'est pas très gros, avec en plus une rainure ou un trou ce n'est pas surprenant que ça puisse casser.
un défaut d'alignement quand tout est rigide ça peut dire des flexions alternatives de l'axe, d'où vieillissement par fatigue. si en plus il y a un angle rentrant (le fond de la rainure de clavette) pour favoriser un départ de fissure ça ne peut pas tenir longtemps
 
C

coredump

Compagnon
C'est quand même étonnant quand on voit que le palier est fixé avec deux vis M8 ou M6
Ça ne serait pas une déformation globale qui plierait la structure et mettrait l'arbre en crabe? Du coup effet de levier pourrait expliquer la rupture rapide.
Dans ce cas mettre un arbre plus solide ne résoudra rien, sauf a casser a un autre endroit.
 
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