Montage roulements à contact oblique sur broche

[erolhc]

Bonjour

J'ai une paire de roulements à contact oblique (7004) de précision P2 avec précharge légère que je compte utiliser pour faire une petite broche avec un porte pince ER20. Comme ce sont des roulements de précision je voudrais éviter de les monter comme un sagouin.

Les 2 roulements vont être montés en "O" sur le bas de la broche, les couronnes extérieures prises en sandwich entre le corps de de la broche et un "couvercle". La couronne interne du roulement le plus bas va être bloquée sur le porte pince, par l’intermédiaire une entretoise (couleur orange) supportant un joint spi.
Un doute m'assaille : faut il que la couronne interne du roulement le plus haut soit bloquée par une entretoise (en rouge) sur celle du roulement 6004 assurant le maintient du porte pince en haut (blocage du 6004 non représenté et assurant un jeu axial nul) ?

 

[Fran]

salut
si la bague interne du roulement supérieur n'est pas retenue, il ne peut pas y avoir précharge des roulement et donc pas de précision

 

[erolhc]

Ok, donc il faut bien l'entretoise rouge ? et par conséquent il va falloir un blocage de la bague externe du 6004 sur le corps de la broche et Un blocage permettant de supprimer le jeu du 6004 (bague interne) et d'assurer la précharge des 7004

 

[Fran]

a mon avis oui , c'est ce que je montrai mais il faut également retenir la bague du roulement haut sinon rien n'est fait . du coup on se retrouve avec un montage un peu long . ça doit être améliorable; plutôt un épaulement des roulement bas avec une précharge depuis le cote cône et tu laisse du jeu en longueur pour le roulement haut

 

[erolhc]

ok, merci

 

[stanloc]

https://www.usinages.com/threads/conseils-de-montage-de-roulements-de-broche.18851/

Stan

 

[erolhc]

Merci
Le lien donné dans le lien ne donne guère plus de renseignement sur le montage de broche que les doc constructeur qui m'avait fait suspecter le fait qu'il fallait une entretoise

 

[stanloc]

Bonjour,
Si on utilise en bas de la broche une paire de roulements (ils sont donc apairés et je crois qu'il y a même une flèche sur les bagues extérieures qui rappellent le montage à respecter) pour lesquels une précontrainte a donc été spécifiée (soit nulle soit d'une certaine valeur) on doit les monter avec les 4 bagues parfaitement accollées et pressées les unes contre les autres. Comme c'est l'axe qui tourne les bagues intérieures des 3 roulements sont immobilisées et comme tu as montré, par la suite d'entretoises appropriées et serrées par un écou à créneaux, en principe. Bien sûr les bagues extérieures des 2 roulements de tête sont bloquées dans leur logement. Le point par contre qui me gêne dans ton montage c'est le cas de la bague extérieure du roulement rigide à gorge profonde en haut de la broche. Cette bague doit être montée libre axialement (glissement gras elle n'est pas en appui ni d'un côté ni de l'autre) car elle doit suivre sa bague intérieure dans le cas de variations dues à l'échauffement de l'ensemble. Ce qui est montré dans le lien que j'ai rappelé c'est que ce roulement ou groupe de roulements peut dans certains montages être mis en contrainte élastique axiale grace à un ressort.
En résumé pour nos besoins : les roulements de tête encaissent les efforts dans toutes les directions et le roulement à l'arrière encaisse uniquement les efforts radiaux comme ceux dus à une courroie tout en lui interdisant d'induire des efforts axiaux. Ceci est important en particulier si comme souvent nous faisons un boitier en alu pour un mandrin en acier.
Stan

 

[Bbr]

Bonjour Chlore,

Pour les détails techniques concernant les roulements série 7000 voir ce lien : http://www.skf.com/files/191078.pdf
Nota : il faudra que tu relèves la référence complète de tes roulements (y compris la marque) pour connaitre tout les détails.

Concernant ta broche :
- Tu n'as pas indiqué la vitesse de rotation maxi souhaitée.
- Je ne vois pas l'intérêt de mettre l'entretoise "orange", la broche pourrait être monobloc à cet endroit sauf bien sûr si l'entretoise à un traitement de surface particulier.
- Si ta broche doit tourner à grande vitesse, le joint à lèvre est un mauvais choix, une étanchéité par chicane est nettement plus performante.
- Si les roulements 7004 sont montés en "O", les bagues intérieures doivent être montées serrées sur la broche (usinage de la portée 20m6 minimum) et elles doivent être serrées axialement donc entretoise rouge obligatoire, les bagues extérieures doivent être montées serrées axialement aussi (pour l'ajustement radial c'est à voir selon la direction des efforts appliqués à la broche). Pour le roulement 6004, la bague intérieure doit être montée serrée (broche 20m6) et le serrage axial doit être réalisé par un écrou "SKF" permettant d'assurer la précharge des roulements 7004. La bague extérieure du 6004 doit être montée libre axialement (de 2 côtés). Attention : les 2 alésages des roulements doivent être coaxiaux donc usinage finition des alésages sans démontage car le montage est hyperstatique.

Si tu ne peux pas faire la finition des 2 alésages sans retourner la pièce, il faut privilégier un montage en "X" de façon que ce groupe de roulement se comporte comme une rotule (il faudra probablement une entretoise entre les bagues intérieures des 7004), le réglage de la précharge sera assuré par le couvercle de ces roulements, les autres détails de l'assemblage restant identiques (bagues serrées, bague libre, étanchéité...).

Cordialement,
Bertrand

 

[Fran]

.... ça doit être améliorable; ...

au lieu de monter les roulement du bas en O , si tu les monte en X le montage peut devenir plus simple , comme les bagues intérieur se tienne ensemble c'est les bagues extérieur qui vont assurer la précontrainte ; l'entretoise en rouge ferait partie de l'axe centrale ,la paire de roulement devra être bloquée par le bas du support mais le roulement haut peut devenir plus libre

( pas sur d'avoir été bien clair la dessus )

 

[erolhc]

Bonjour

la broche est prévue de tourner au maximum à 10000tr/min (graissage NBU15) soit très largement en dessous des capacité des 7004 (40 000tr/min) et est entrainée par courroie AT5/poulies à l'aide d'un servo AC 400W en "mode vitesse" (à 95% et à 5 % "mode position" pour effectuer une synchro d'où le choix de l'AT5 Gen III) :
[tab=60]broche[tab=30]moteur[tab=30]vitesse
Poulies [tab=10]Z40[tab=30][tab=30]Z40[tab=30]0-3000(5000)
[tab=60]Z20[tab=30][tab=30]Z40[tab=30]0-6000 (10000)
[tab=60]Z40[tab=30][tab=30]Z20[tab=30]0-1500 (2500)

L'entretoise orange ne sert qu'à pouvoir assurer la mise en place du joint à lèvres, elle n'a pas d'autre utilité (les roulements pouvant reposer directement sur le porte pince) et c'est la seule solution que jai pour en mettre un car il faut bien que j'ai accès àaux encoches pour pouvoir serrer/desserrer l'écrou

Les roulements sont prévus pour être montés indifféremment en "O" ou en "X".

Pour l'usinage des logement ça va être chaud (coaxialité des logements des 7004 avec celui du 6004) et je ne parle même pas du respect des tolérances pour ce genre de roulements (IT0 pour cette classe de précision soit par ex. 1µ pour le dia du logement) très largement au--dessus de mes compétences et de mes moyens). Enfin on verra ... de toute façon je ne vais pas acheter d'autres roulements moins précis et mettre ceux-ci dans un tiroir, je vais faire au mieux en évitant de donner trop de confiture aux cochons ....
Les roulements se monteront serrés sur le porte pince.
Le 6004 peut être monté libre axialement (bague extérieure) pour l'instant je n'ai rien prévu de façon définitive

 

[Bbr]

Bonsoir Chlore,

Suite à ces info complémentaires, les ajustements des bagues exter sont : 42H7 pour l'alésage du 6004 et 42K7 pour l'alésage des 7004

Nota : serrage léger des bagues exter des 7004 car la direction de la charge est indéterminée (exemple : utilisation d'un outil à une seule arête ou d'une tête à aléser = charge tournante par rapport à la bague exter, autre cas : outil déséquilibré = balourd = charge tournante par rapport à la bague exter).

Tu n'as pas indiqué la longueur du carter de broche ni les moyens dont tu disposes pour fabriquer ces pièces. Pour obtenir une bonne coaxialité des 2 alésages, ça doit pouvoir se faire sur un tour mais je laisse le soin aux experts tournage de donner leurs solutions.

Pour l'étanchéité, vu que tu comptes utiliser de la graisse, prévois une étanchéité par chicanes des 2 cotés de la broche, ça ne s'use pas et ça ne consomme pas de puissance contrairement aux joints à lèvres.

Cordialement,
Bertrand

 

[erolhc]

Bonsoir et merci à tous pour vos réponses

Longueur de la queue du porte pince : 160 mm
longueur entre les roulement (entretoise rouge) : 78 mm
Longueur du bloc : 121 mm + 10 mm pour le "couvercle"
Ok, je vais voir pour mettre des chicane en lieu et place du joint
Comme moyens ? ... juste une fraiseuse, en fait 2 : une proxxon FF400 CNC avec une broche du style présentée ici mais avec des roulements 30204 et aussi moteur AC 400W mais pas assez rigide je pense pour ce type d'usinage précis et une BF20 CNC mais actuellement démontée (en attente déménagement) mais que je pense remonter pour l'occasion (oui je pense beaucoup ) et tête à aléser. Pas de tour ni de 4ème axe (pour le moment même si j'ai tout le matériel pour en faire un).
En métrologie je suis assez bien équipé : diverses équerres 874/00, règle 875/0, micromètres interne et externes, marbre, comparateurs ...etc ...

Pour maintenir la précontrainte que pensez vous du montage ci-dessous (principe) avec une rondelle belleville ?

 

[Gallipallo]

Bonsoir
Au lieu de monter des roulement à contact oblique il aurait été mieux de monter des roulements à rouleaux coniques montes opposes avec filetage sur l'arbre et double bague de serrage pour régler le jeux de fonctionnement , là pas besoin d'entretoise .
A+ HB 750

 

[stanloc]

Bonsoir
Au lieu de monter des roulement à contact oblique il aurait été mieux de monter des roulements à rouleaux coniques montes opposes avec filetage sur l'arbre et double bague de serrage pour régler le jeux de fonctionnement , là pas besoin d'entretoise .
A+ HB 750

Je crois que tu n'as pas noté que clhore a DEJA les roulements à contact oblique et qu'ils sont parfaits pour cet usage.

Il y a aussi des joints à lèvre qui prennent appui sur la bague extérieure des roulements en appuyant dans le sens axial. Ils ont une pression beaucoup moins forte qu'un joint spi.
Stan

 

[Gallipallo]

Bonsoir
Au lieu de monter des roulement à contact oblique il aurait été mieux de monter des roulements à rouleaux coniques montes opposes avec filetage sur l'arbre et double bague de serrage pour régler le jeux de fonctionnement , là pas besoin d'entretoise .
A+ HB 750

Je crois que tu n'as pas noté que clhore a DEJA les roulements à contact oblique et qu'ils sont parfaits pour cet usage.

Il y a aussi des joints à lèvre qui prennent appui sur la bague extérieure des roulements en appuyant dans le sens axial. Ils ont une pression beaucoup moins forte qu'un joint spi.
Stan

Si j'ai noté que clhore a DEJA les roulements à contact oblique et qu'ils sont parfaits pour cet usage mais un peu plus compliqués à monter que les rolements à rouleaux coniques et en mécanique il n'y a rien d'immuable surtout pour une question de prix un exemple :
http://www.ebay.de/itm/1x-SKF-Kegelrollenlager-30205-J2-Q-25x52x16-25mm-/281044672589?pt=W%C3%A4lz_Kugel_Rollenlager&hash=item416f91604d
A+ HB 750

 

[erolhc]

Bonjour

J'ai déjà fait une broche avec des 30204 il y a un petit moment, même si elle est refaire (j'ai oublié d'intégrer la protection anti poussières que ce soit joint spi, chicane, ou autre) elle marche assez bien. Par contre je ne suis pas sur que les 30204 puissent supporter longtemps une vitesse de 10000 tr/min (ou alors avec de l'huile mais on est quand même pas loin du maximum )
Ce n'est pas pour un usage professionnel et je pourrais aussi changer plus souvent qu'à l'accoutumée les roulements éventuellement abimés. Le coût de revente de mes NSK P2 couvrirait une bonne part de ces échanges (quand je vois que VXB vend des Nachi P4 à $218 ça me laisse de la marge ...) d'autant plus qu'ils ne m'ont rien couté.

En dehors de tout autre considération technique ou financière j'ai envie aussi de m'amuser à monter (correctement) ce genre de roulements, même si cela complique la donne. Je l'ai quand même fait quand j'ai fabriqué l'équivalent de support de VAB de type BK pour pouvoir être intégrable dans mes axes X,Y de ma Proxxon ainsi que dans un portique alu en cours de finalisation (axe Z), tout les trois en 12 mm

 

[gégé62]

bonjour Chlore

plusieurs points me laissent perplexe. Je te livre ces quelques remarques.

Les roulements de précision sont de forme différente des roulements à contact oblique classiques. Ils ne sont pas démontables, l'angle de contact est plus faible, ils supportent des charges plus faibles, notamment axiales à cause de l'angle de contact plus faible.
Si tu veux utiliser tes roulements 7004.
Ils sont donnés "avec précharge" c'est donc qu'ils sont appairés, et la précharge est obtenue par le simple serrage des deux roults l'un contre l'autre, par l'extérieur pour ton montage en O. Le serrage des bagues internes ne changera plus rien, car elles le seront déjà. Sur ton dessin, les bagues intérieures devraient être dessinées comme pour un roulement rigide à billes. Cela étant, bravo pour tes dessins, super !

Le tube entretoise rouge peut cependant être utile pour maintenir le roulement du haut. Comme c'est un simple guidage radial, il faut laisser un jeu dessus et dessous la bague extérieure. Les roulements n'aimant pas tourner avec une charge nulle, tu peux précontraindre ce roulement supérieur avec une petite charge axiale sur la bague extérieure, mais attention, quelques daN pas plus, évidemment pas avec une rondelle Belleville...voir rondelle en tôle mince ondulée, comme on voit dans des petits moteurs ? En tous cas il faut une système "souple" qui s'accomode de petites dilatations différentielles entre la broche et le corps.

Si tu peux te procurer la doc SKF 3700F "roulements de précision" c'est très instructif. Je te joins la page scannée de tes roulements (Voir le croquis de montage)

En principe, ces roulements demandent une précision d'usinage très élevée.

bon courage Voir la pièce jointe SKF.pdf

 

[gégé62]

re bonjour Chlore

je crois que j'ai été un peu vite tout à l'heure, et je pense qu'effectivement le serrage sur la bague intérieure est impératif, donc avec ton tube rouge (*). Mais la précontrainte est réglée automatiquement par le fait que les roulements sont appairés et prévus pour ça. Dans le haut: simple serrage en prenant le roulement à billes en sandwich. Jeu axial et petite (très légère) précontrainte sur la bague ext comme dit tout à l'heure (éviter les vibrations d'un roulement pas chargé du tout).

(*) je me demande pourquoi SKF n'a pas serré cette bague sur le croquis que j'ai joint , comme si on ne reprenait les efforts axiaux que de droite vers gauche.

 

[guol64]

Je laisserais libre la bague exter du 6004 et je viendrais serrer les bagues inter des deux 7004 et du 6004.
Du coup il faut laisser un peu de jeu pour que bague exter du 6004 ne vienne pas en butée avant que les bagues inter ne soient complétement serrées.

Niveau usinage celà necessite une bonne coaxialité des logements opposés : pas simple pour nous simples amateurs.
Dans la gamme d'usinage je vois bien une passe sur le logement des 7004 et de l'alesage traversant(encore faut-il avoir une barre d'alésage suffisament longue), de manière à pouvoir recentrer l'ensemble lors du retournement en controlant la concentricité au comparateur sur l'alésage. Aie aie aie : pas simple du tout.

 

[stanloc]

Bonjour,
Sur ce coup là nous voilà à au moins trois ou quatre à avoir dit la même chose. C'est assez rare pour être souligné.
Il y a eu par le passé un fil sur les méthodes envisageables pour usiner un cylindre intérieur assez long sur le tour d'un combiné, je crois.
Stan

 

[erolhc]

Bonjour

Merci de vos remarques et conseils

Pour la coaxialité des deux logements de roulements cela pourrait peut être s'arranger si je faisais un logement mobile pour celui du 6004.
Le roulement étant sur l'arbre c'est le logement qui vient se positionner autour du roulement puis ensuite blocage. Ce n'est pas le top en matière de réalisation mécanique mais cela permet d'assurer la fonction non ?

Bien sur ensuite légère pression sur la bague interne du 6004 de façon à assurer/maintenir la position de celles des 7004 via l'entretoise

 

[stanloc]

C'est effectivement un palliatif envisageable SAUF que du soin doit être pris pour assurer la parfaite perpendicularité entre les alésages qui reçoivent les bagues extérieures du groupe avant et du roulement arrière, avec les deux faces qui sont en contact du boitier et du flasque arrière. Mais c'est jouable.
Ce qui se fait aussi (si on a le tour de la bonne taille ; mais en sous-traitance c'est une possibilité) c'est d'usiner le logement du groupe avant avec donc l'épaulement idoine. Le diamètre de la partie vers l'arrière est fait pour un roulement de diamètre extérieur moindre comme lui n'a pas besoin d'avoir sa bague extérieure en appui sur un épaulement. Je verrais bien un roulement à aiguilles pour cette fonction. Comme cela on a un cumul d'avantages : compacité en diamètre , capacité de charge supérieure et possibilité de jeu axial.
La broche d'un tour Schaublin 102 que nous avions fait restaurer comportait une paire de roulements à contact oblique montage en O vers le nez et un roulement à rouleaux cylindriques à l'arrière. Le jeu axial possible est ainsi obtenu à l'arrière. Eternelle recherche comme toujours d'un nombre minimum de points de blocage : isostatisme.
Stan

 

[guol64]

Perso, je ne ferais pas, mais bon avec un peu de chance.

Je regarderais plutôt une solution pour usiner les deux logement sans démontage, soit en trouvant un outils qui pourra usiner le logement du fond en "retour",
soit en utilisant un circlips intérieur pour venir faire la butée des bagues exter des 7004.

 

[guol64]

Ou effectivement en réduisant le diamètre extérieur du "6004"
(stanloc tu as édité ton message du temps que j'écrivais)

 

[erolhc]

Faire avec un flasque rapporté me fera faire moins de boulot : 2 faces de référence parfaitement perpendiculaire sur le bloc principal alors que d'un seul bloc cela m'oblige à deux faces parfaitement parallèles et une autre perpendiculaire à ces dernières puisque je serais obligé de travailler par retournement.

En rouge les faces de référence :
1 après usinage de la grande face, montage contre l'equerre puis usinage de la petite face (extrémité) qui servira par la suite de support a la bague externe du 6004.
2 Retournement : la petite face repose sur la table, la grande toujours contre l’équerre. Usinage du logement des 7004 : la face servant de blocage aux bagues externes des 7004 (rouge) est // (en théorie, aux incertitude de blocage près ainsi que celle de l'equerre) à la face ayant la même fonction pour le 6004.

Roulement à aiguilles ... je n'ai pas regardé mais je présume qu'il doit être plus épais qu'un 6004 même s'il est plus étroit .. et c'est justement l’épaisseur du roulement qui m’intéresse , son diamètre me pose moins de soucis : tant qu'à faire je préfère utiliser au maximum la hauteur de la queue de broche disponible ; plus cela sera guidé haut mieux cela sera. Un 16004 m'aurait fait gagné 4 mm par rapport au 6004 puisque qu'il ne sert que de guide sans grandes contraintes mais bon ....

@Guols : usinage sur une BF20 uniquement donc sans démontage de la pièce ni déréglage de la tête c'est chaud . La tête d’alésage fait déjà une hauteur respectable+ la hauteur du bloc (121 mm) cela exclu un outil capable d'usiner à la "retourne" donc traversant intégralement le bloc : hauteur sous broche insuffisante (env 280 mm de mémoire). Ou alors la tête de fraisage (et l'outil) parallèle à la table mais même là cela risque d'être un peu jeune (longueur table de 500 et débattement de 280 mm)

 

[guol64]

A la fraiseuse ça peut le faire.
Usinage en deux blocs à l'horizontale.
1- le bloc du 6004 avec usinage des perçage pour fixation bridé sur la table : tu fais ton alésage.
2- sans bouger ton outil tu viens fixer le "corps" qui aura reçu son perçage central et les taraudage pour la fixation préalablement et tu fais l'alésage pour les 7004.

Ca devrait marcher.
Le seul soucis c'est que tu n'as plus le droit de défaire les vis de serrage des deux blocs et l'equerrage des deux blocs (face sur la table et face en contact) devra être parfait.

 

[gralo]

Bonsoir

La dernière broche que j'ai démonter était faite sur le principe suivant
avec un roulement a rouleaux en arrière de broche.

L'entretoise jaune et ajusté pour ne laisser aucun jeux dans l'empilage des roulements / entretoise.

 

[erolhc]

Tu veux dire comme ça ?

@Gralo : oui c'est pas bête : cela permet d'usiner de part et d'autre du corps au diamètre des roulements (les 7004 et 6004 font le même dia) donc pas d'usinage avec un outil à l'envers. Là on est sur que c'est concentrique.
Bon outre l'outil à faire le plus dur ça être de trouver un tube de 42 épaisseur 2 (pas de tour )

 

[guol64]

Oui c'est ce que je voulais dire, cependant rien ne t'empèche de fair la jonction au milieu pour avoir une meilleure surface d'appui.

Pour la solution de l'entretoise c'est une idée mais il faut être plutôt bon sur les côtes.

 

[guol64]

Une autre solution:

 

[Bbr]

Bonsoir,

Si vous relisez ce que j'ai écrit pour les 2 alésages (page 1), vous remarquerez que les diamètres sont différents : l'un est en H7 et l'autre en K7 !

Cordialement,
Bertrand