Equilibrage dynamique

[glc29]

Bonjour à tous!
J'espère que je ne me trompe pas de rubique. Voici mon problème :
J'ai une pièce assez volumineuse que je doit usiner en tournage. Cependant, son usinage provoque de très fortes vibrations car elle n'est pas équilibrée. Est-ce que vous connaissez une méthode qui permet de savoir grossièrement comment (masses et positions) équilibrer à peu près ma pièce?

Je sais qu'il y à une méthode simple à appliquer pour les roues, mais ma pièce ressemble à tout sauf à une roue.

Je possède le modèle 3d CATIA V5 de la pièce.

 

[glc29]

Bonjour à tous!
J'espère que je ne me trompe pas de rubrique. Voici mon problème :
J'ai une pièce assez volumineuse que je dois usiner en tournage. Cependant, son usinage provoque de très fortes vibrations car elle n'est pas équilibrée. Est-ce que vous connaissez une méthode qui permet de savoir grossièrement comment (masses et positions) équilibrer à peu près ma pièce?

Je sais qu'il y a une méthode simple à appliquer pour les roues, mais ma pièce ressemble à tout sauf à une roue.

Je possède le modèle 3d CATIA V5 de la pièce.

par avance merci

 

[crapulatos]

un dessin, une photo ?

E.T.

 

[brise-copeaux]

Bonjour.

Je t'ai dessiné un tube dont les Ø sont excentrés pour que tu comprennes le principe.

Tu montes ta pièce sur 4 roulements donc le balourd est en bas. Tu repères l'axe du balourd à la craie, de cet axe tu scotches une ficelle que tu passes par dessus et tu charges en poids jusqu'à entrainer le balourd....et là, en principe, tu as ton poids à rajouter pour contrer le balourd...Dans le principe il vaut mieux diviser et mettre deux poids.

....Tu peux le faire aussi sur le tour, broche libérée et pointe tournante.

Bon voilà en gros, le principe.

@+

 

[gaston48]

Si tu as CATIA, tu dois avoir une fonction qui donne un point localisé quelque part
dans ton solide et qui représente le barycentre, le centre de gravité de ta pièce.
Ensuite tu fais passer un axe entre les deux extrémités de ta pièce là ou sont
les centres de rotation.
Tu traces une droite qui part du point barycentre et qui rejoint perpendiculairement
(la normale) à l’axe passant entre les centres.
Tu mesures la longueur de cette droite qui s’appellera R1
Le moment de ton balourd M est donc égale au poids de ta pièce P que multiplie R1
Pour équilibrer ta pièce, tu prolonges R1 à partir de l’axe entre les deux centre jusqu'à l’extérieur de ta pièce donc diamétralement opposé au balourd .
Tu obtiendras un nouveau rayon R2.
A sont extrémité, tu fixes un contrepoids P’ pour satisfaire à la relation P’ x R2 = M

Dans ce cas là tu obtiens un équilibrage parfait car dynamique.

Avec CATIA tu dois d'ailleurs pouvoir positionner la masse que tu comptes installer.
Tu assembles les deux solides et si tu recalcules un barycentre, il doit se situer
exactement sur l’axe de rotation. Donc le système est équilibré

 

[glc29]

Merci beaucoup à vous deux.
Je crois que je vais appliquer la méthode catia puis ensuite je vérifirais le résultats avec la méthode de "brise-copeaux"

Merci et bonne journée !

 

[gaston48]

Merci beaucoup à vous deux.
Je crois que je vais appliquer la méthode catia puis ensuite je vérifirais le résultats avec la méthode de "brise-copeaux"

Merci et bonne journée !

C’est l’idéal : un peu de théorie vérifiée par les bonnes pratiques de brise-copeaux

 

[eric356]

J'ai vu faire un contrôleur au boulot, il utilisait un poids suffisant pour faire tourner l'ensemble seul (sans donner l'impulsion) et il contrôlait le temps mis pour faire un parcours entre deux points fixes. L'opération était répétée en 8 points et il faisait un petit graphique avec les temps et avec un petit calcul de rapport entre le poids ajouté et les différences de temps, il retrouvait des différences d'une dizaine de grammes. C'était surtout fait pour préparer des ventilateurs de grandes dimensions pour un équilibrage ultérieur sur machine (plus d'1 mètre de diamètre... ). Si tu recherches la méthode je peux voir à lui demander, le plus dur ça va être pour l'expliquer. .... moi je suis belge mais lui il est italien ... alors en anglais on y arrivera peut être !

 

[lolo64230]

Quand tu fais le calcul de masse avec CATIA sur ton corps principal, Catia te donne la masse mais aussi l'inertie de la pièce dans le repère. Pour équilibrer une pièce dynamiquement il faut que les inerties Ixy, Ixz et Iyz soient voisines de zéro. il ne doit rester que des valeurs en Ixx, Iyy, Izz. Lorsque tu effectues le calcul d'inertie catia représente de mémoire les axes principaux d'inertie (suivant lesquels les Ixy, Ixz et Iyz sont nuls). Il faut qu'un de ces axes corresponde à l'axe de broche.
je ne sais pas si j'ai été assez clair.

 

[gaston48]

Attention lolo l’inertie suivant les 3 axes est le moment quadratique de ta pièce.
Ce sont des données qui servent en résistance de matériaux.

Ici on un axe d’usinage qui est imposé à travers une pièce dissymétrique.
Donc dont le centre de gravité n’est pas confondu avec cet axe.
Avec une masse additionnelle, il faut déplacer ce centre de gravité
pour le superposer à l’axe.

 

[lolo64230]

gaston48, je suis désolé de te contredire mais le moment d'inertie et le moment quadratique n'ont rien à voir. le moment quadratique est exprimé en mm^4 calculé autour de la ligne moyenne de la section et est indépendant de la masse volumique. Le moment d'inertie est exprimé en kg.mm² et est calculé suivant des axes que l'on définit (en général autour de l'axe de rotation pour par exemple un villebrequin, un arbre de transmission, un turbocompresseur, ... ou l'axe d'usinage pour du tournage)

 

[brise-copeaux]

Bonjour à tous!
J'espère que je ne me trompe pas de rubique. Voici mon problème :
J'ai une pièce assez volumineuse que je doit usiner en tournage. Cependant, son usinage provoque de très fortes vibrations car elle n'est pas équilibrée. Est-ce que vous connaissez une méthode qui permet de savoir grossièrement comment (masses et positions) équilibrer à peu près ma pièce?

Je sais qu'il y à une méthode simple à appliquer pour les roues, mais ma pièce ressemble à tout sauf à une roue.

Je possède le modèle 3d CATIA V5 de la pièce.

.

Bonjour.

Est tu vraiment sûr que tes vibrations en usinage viennent d'un déséquilibre de ta pièce....une solution baisse ta vitesse !!!!

@ +

 

[gaston48]

Oui tu veux parler alors d’une « matrice d’inertie » là je sais pas, je n’ai pas manipulé
sous cette forme et effectivement ça permet de résoudre le problème aussi.

A l’occasion, je vais approfondir la méthode …

 

[glc29]

Bonjour.

Est tu vraiment sûr que tes vibrations en usinage viennent d'un déséquilibre de ta pièce....une solution baisse ta vitesse !!!!

@ +

Comment en être sûr? Je pense que la meilleure des solutions est d'équilibrer le tout puis de regarder le résultat.

Et d'après mes collègues plus experts que moi (je suis apprenti), les vibrations sont les seules sources probables de défaut car la plupart des autres sources sont maitrisées

En ce qui concerne la matrice d'inertie, elle est bien indiquée sur CATIA. Mais je ne sais pas en quel point elle est appliquée.
J'ai fait l'expérience avec un cylindre, dont le centre est éloigné de 100mm du point d'origine du repère absolu (pour une masse de 2kg), et la matrice donne des produits d'inertie nuls !

 

[lolo64230]

il faut choisir inertie par rapport à 0, ou alors tu traces l'axe de ta broche par rapport à ta pièce lors de l'usinage et tu demandes inertie par rapport à un axe

 

[glc29]

En fait, je regardais la matrice dans les propriétés mécaniques du corps. Je ne savais pas que la fonction mesure d'inertie existait. Merci beaucoup lolo64230 !

 

[lolo64230]

voila, tu n'as plus qu'à ajouter des masses sur ton corps principal jusqu'à arriver à des produits d'inertie nuls

 

[brise-copeaux]

Bonjour à tous.

Salut glc29.

Alors tu en es où avec cet équilibrage

@ +

 

[glc29]

Salut brise-copeaux,
J'ai déterminé la masse avec les conseils de gaston48. Par chance, il y avait sur mon montage d'usinage (=AOV) juste la place pour mettre la masselotte.

Les résultats sont assez satisfaisants.

Le soucis maintenant, c'est de généraliser la méthode sur toutes les pièces, car c'est sûr que j'aurais un cas où il n'y aura pas de place pour mettre la masselotte.
Je pense donc qu'il va plutôt falloir enlever de la masse à l'opposé de là où je voulais en rajouter.

Mais là c'est plus compliqué, car pour enlever la matière, le plus simple est de venir surfacer sur une bonne hauteur l'AOV. Il faut donc calculer cette profondeur, et la distance du fraisage par rapport à l'axe (l'AOV est toujours circulaire, j'enlève donc une morceau qui a la forme d'un disque coupé par une droite ne passant pas par le centre du disque).

Je ne sais pas si j'ai été assez claire ?

C'est pas facile sans dessin, et je ne sais pas comment en placer dans cette page. Mais le dessin est accessible par ce lien http://www.ilemaths.net/forum-sujet-412198.html, qui mène au forum où j'ai demandé comment connaitre la position du centre de gravité du volume à retirer.