Moteur vapeur Elmer 06 - 1 cylindre horizontal

[Samail]

Aujourd'hui on attaque un peu plus gros et enfin un peu d'acier. Le volant d'inertie pièce N° 15.

Le plan :

J'ai modifié quelques côtes, n'ayant que du rond de 60mm on passe l'extérieur de la côte à 59.5. Le plan prévoit également une trait vilaine vis imbus à placer par la couronne du volant ce qui est très moche esthétiquement, j'ai donc opté pour un allongement de l'axe sur un des côté afin de placer cette vis sur l'axe et avoir une belle couronne de volant.


On démarre par la découpe et il ne faut pas couper trop court afin de pouvoir de prendre la pièce dans le mandrin de tour :

on passe au tour pour le dressage de la face avant :

On réalise en suite la petite modification par rapport au plan de base (allongement de l'axe) et réalisation du diamètre extérieur à 59.50 :

On réaliser ensuite l'alésage :

Et on coupe avec la scie alternative pour permettre de retourner la pièce dans le mandrin et on vérifie le centrage avec un comparateur lors de la mise en place de la pièce dans le mandrin (j'ai réussi à limiter la casse à 1/100) :

,

Et on reproduit la même chose que sur la face précédente sans l'excroissance de l'axe :

éé

Et on termine avec le tour par le perçage de l'axe :

On passe ensuite au fraisage pour réaliser 6 trous diamètre 12 mm, on réalise le centrage au préalable avec un centricator :

On retourne la pièce afin de réaliser un percement D2.4 pour notre futur taraudage M4 sur l'excroissance (heureusement que j'ai un foret à centrer long et un foret de 2.4 extra long) :

j'ai

Et voila le résultat :

 

[gégé89]

bonsoir

On retourne la pièce afin de réaliser un percement D2.4 pour notre futur taraudage M4

tu n'as pas eu de probleme pour tarauder ....pour du M4 c'est plutot D3.3 _

 

[MOTORIX]

tout le monde

pour du M4

A moins que ce soit pour du M3 @gégé89
Bonne soirée .+++.Henry.

 

[Samail]

Merci à Henry et gégé89, j'ai percé au diamètre 2.4 afin de réaliser un taraudage en M3 et pas M4 comme indiqué dans mon post....

 

[Samail]

Aujourd'hui réalisation des bielles du piston et du tiroir vapeur :

Les plans de bases, plan coté piston :

plan côté tiroir vapeur :

Je suis partie d'une barre d'acier 42CD4 avec prise en pince et réalisation des différents diamètre en avançant la barre dans la pince en fonction des différentes cotes, les photos pour la bière côté piston :

On réalise le bout en en diamètre 3 mm

Puis réalisation du filetage :

Ensuite on avance la barre dans la pince pour effectuer le diamètre 5 mm :

on avance encore la barre pour effectuer le diamètre 13 mm :

Puis on coupe et on retourne la pièce pour dresser la face afin d'obtenir un diamètre 13 mm sur 13 mm de long. Le principe pour la bielle côté tiroir vapeur est identique.

On obtient alors les deux pièces (photo bielle côté piston) :

Les résultats avec cette méthode sont vraiment pas terrible, car la flexion sur de si petit diamètre et des longueurs aussi grande est très très importante....

Pour la bielle côté tiroir vapeur, il fallait un diamètre 4 mm sur 37,5 mm de long. Résultat un écart total de 12/100ème sur le diamètre entre les deux points les plus éloignés.

Pour la bielle côté moteur, il fallait un diamètre 5 mm sur 32,5 mm de long. Résultat un écart total de 5/100ème sur le diamètre entre les deux points les plus éloignés.

En conclusion, j'aurais du décaler la piéce dans la pince en plusieurs fois pour faire le même diamètre afin de limiter la flexion. Avec un comparateur je serais descendu en dessous des 1/100ème d'erreur à chaque reprise.... ce qui aurait amélioré l'erreur énorme des 12/100éme...

On continue ensuite avec un passage dans la fraiseuse pour faire la rainure et les deux plats, centrage au centricator pour trouver le centre :

puis usinage des plats, faut pas être pressé car les passes sont minuscules... on tient uniquement sur le diamètre 4 mm ou 5 mm en fonction de la pièce. Donc toutes petites passes pour éviter la flexion et les vibrations (enfin les vibrations il y en a toujours que l'on entend bien...) :

Puis on retourne le porte pince pour effectuer le percage en bout au diamètre 3 mm :

J'ai calé en bout afin d'être bien perpendiculaire aux chants fraisés, les cales sont enlevées pour le percage.

Puis percage (avec différents forets, on attaque pas directement au diamètre 3mm) :

Le résultat final avant ébavurage, limage, polissage :

En conclusion les dimensions attendues ne sont pas la, il va falloir faire un peu d'ajustage et utiliser du cordon graphite au passage des axes pour assurer l'étanchéité .... Bref un boulot vraiment pas terrible à ne pas reproduire. Il fallait privilégier une réalisation en plusieurs passes pour un même diamètre, au pire je perdais 2 ou 3/100 ce qui est bien loin des 12/100eme.....
YA QUA FAUT CON....

Sinon on peut aussi faire la méthode dite du "COVID19 sans masque" : vos bielles sont loupés, pas graves vous n'avez pas besoin de bielles pour faire tourner un moteur à vapeur, ne vous inquiéter pas tout va bien...

A suivre ...

 

[ZAPJACK]

vos bielles sont loupés, pas graves vous n'avez pas besoin de bielles pour faire tourner un moteur à vapeur, ne vous inquiéter pas tout va bien...

Bah, qui peut se targuer d'usiner une bielle avec une orthogonalité parfaite? du moins en conventionnel....
En tout cas, bravo et merci pour les tuto's
LeZap

 

[Samail]

Merci Lezap. J'ai deux autres pistes à explorer la prochaine fois pour limiter l'incidence de la flexion. La première (soufflé par Noirvodka) serait de réaliser l'usinage avec un outil en HSS qui aurait à priori moins tendance à faire fléchir la pièce que le carbure. La seconde serait de reprendre l'ensemble en pince et d'obtenir la cote final en rectification.

 

[Samail]

Passons maintenant au socle du moteur, pièce N° 1.

Le plan de base :

Les trous D:3mm sont supprimés, ils servent à fixer un bati bois et leurs montage rend visible les vis par le dessus ce qui n'est pas des plus esthétique ….

On découpe un bout d'alu qui ressemble à la piéce que l'on doit obtenir :

Puis on réalise un support martyr qui permettra de venir recevoir cette pièce sur la fraiseuse, surfacage et création des 3 trous D:5mm :

On réalise dans notre futur socle 3 fixations M5 permettant de venir s'accrocher sur la pièce support et on surface :

On obtient alors ces deux pièces :

que l'on fixe ensemble par 3 BTR :

Et on monte l'ensemble dans l'étau et on réalise le contournage :

Puis on retourne le socle sans le support pour la réalisation des 4 trous de fixations du moteur et de l'axe de sortie de roue (avec un alésage permettant de laisser passer les tetes des futures vis BTR) :

Un petit coup de polissage est la pièce sera parfaite.

 

[Samail]

Et pendant que nous y sommes, réalisation du support de l'axe de roue pièce N°4 :

 

[Samail]

Le plan de base :

Et oui, il va falloir faire des arrondis ...

On commence par réaliser à la fraiseuse une pièce de 29 x 19 x 20 :

Reste maintenant à réaliser les deux arrondis de rayon 9.5, pour ce faire j'utilise le diviseur et l'étau concentrique.

On réalise le (0,0) de la fraiseuse en palplant l'intérieur du cone du diviseur, puis on pose l'étau que l'on dégauchi au comparateur et on pose la piéce sans serrer. On position Y=0 et sur on x on place la piéce à l'aide d'un centreur 3d afin d'obtenir le décalage du centre de rotation de 11,5mm (10.5 mm si on enfonce la touche de mesure de 1mm) et on serre l'étau. Un dessin vallant mieux qu'un long discour :

Et il ne reste plus qu'à tourner les manivelles :

Puis on retourne avec la même méthode, pour faire l'autre arrondis :

A l'aide du palpeur on refait les (0,0) du centre de la piéce et on perce les deux diamètres 4mm :

On retourne la pièce et on surface pour obtenir l'épaisseur souhaitée, à savoir 9 mm :

Et on obtient l'objet tant désiré .. :

La encore, un petit polissage et cela sera parfait.

 

[ZAPJACK]

Quand je vois toutes les mesures au micron, je n'ai plus qu'a ferrailler mes travaux!!
en tout cas
LeZap

 

[Samail]

Cela reste du micron "fictif", mesuré dans un sous-sol de pavillon non climatisé, sans hygrométrie contrôlée et avec une chaudière fioul à coté qui fait monter la pièce de plusieurs degrés à chaque enclenchement… hihihi

 

[Samail]

Et une coulisse cylindrique pour la bielle du piston. Piéce N°7. Le plan de base :

J'ai opté pour la réalisation de cette pièce en deux parties afin de pouvoir visser facilement le presse étoupe.

Le plan modifié :

On commence par la partie se fixant au moteur (figure de gauche du dessin ci-avant).

On part d'un morceau d'alu diamètre 46 mm (nous devons réaliser un carré de 32 mm sur une partie de cette pièce, à minima il faut partir d'un cylindre de 45.25 mm). On réalise le diamètre 10.5 mm sur 6 mm de long :

Puis on laisse les 3 mm de long sans y toucher (futur carré) et on réalise le diamètre 19 mm sur environ 30 mm de long (nous avons besoin uniquement de 1.5mm mais il faudra prendre en pince la pièce pour la phase réalisation du carré donc on prend plus) :

On coupe la piéce :

J'ai un peu merdé sur le dressage de la face arrière qui n'est vraiment pas propre, l'étanchéité avec le moteur devrait être néanmoins correcte….


Et on passe au fraisage avec un porte pince pour fixer la piéce :

On réalise alors par contournage le carré de 32 mm :

Le carré terminé :

On revient sur le tour pour dresser la face arrière afin d'obtenir les 1.5 mm de long :

Et oui vraiement très moche cette face arrière....


On repasse sur la fraiseuse avec le bloc moteur insérer dans l'étau et centrage de la fraiseuse dans l'alésage du moteur :

On fixe notre piéce sur le moteur (et on fait une petite marque sur le chant afin de pouvoir le remonter dans le même sens) :

Puis percage D: 5mm :

Et on termine par un percage et taraudage M7 sur une profondeur de 6 mm.

Et voila pour la première partie de cette piéce.

 

[Samail]

Pour la seconde partie, on part d'un morceau de laiton de diamètre : 18 mm et on amène le diamètre à 17,5 mm, puis alésage (au foret pour obtenir les deux parties D: 10.5 mm et 13 mm :

Un petit chanfrein sur le bord :

Et on passe au diviseur indexable avec la fraiseuse et centrage de la piéce :

On réalise alors la 1er fente par fraisage (puis on retourne de 180° avec l'indexage pour réaliser la seconde) :

Et on finalise en réalisant les 3 trous M3 permettant de venir fixer cette piéce sur son support :

Au final nous obtenons la second pièce :

Et après montage des deux piéces, le montage et trés ajusté entre les deux piéce il faut légèrement forcé ce qui est parfait. Et la bielle de piston après essais coulisse à la perfection. Pourvu que ca dure…. :

 

[ZAPJACK]

Joli-joli tout cela
Malgré que je ne suis pas un grand fan des outils plaquettes (en usage hobby )
LZ

 

[Samail]

Réalisation de l'excentrique côté bielle moteur, le plan de base :

J'ai ajouté à la conception deux taraudages permettant d'insérer des vis imbus M3 sur les chants afin d'assurer le bloquage des deux axes.

On commence au tour en usinant une barre d'acier au D:29 mm, dressage chariotage et percage du centre au D:4.8mm puis alésoir de 5 mm.

Puis on passe sur la fraiseuse pour réaliser le percement excentré et centrage :

Passage sur la broche horizontale pour réaliser les deux percements de 2.4 mm pour le taraudage M3, avec centrage préalable :

Puis réalisation des taraudages, découpe du lopin d'acier et dressage au tour pour obtenir l'épaisseur de la piéce désirée :

Et voila une piéce simple à réaliser.

 

[Samail]

Réalisation des bagues en bronze formant les deux paliers de l'axe principale, pièce N° 03. Le plan de base :

On commence par réaliser les deux piéces identique dans le tour, rien de transcendant et surtout on perce le centre avec un diamétre de 4 mm au lieu de 6mm, le percement final devra se faire avec les deux bagues sur le support d'axe.

On monte les bagues dans le support d'axe déjà fabriqué et on perce les deux trous (futur trou pour le huilage des paliers) puis taraudage M3 et mise en place de vis imbus permettant d'assurer le bloquage des bagues bronze :

On retourne la pièce dans l'étau, centrage puis perçage des axes à 5.8 mm et passage d'un alésoir de 6mm :

On obtient enfin la piéce complète du support d'axe.

 

[Samail]

Réalisation du piston, le plan de base :

J'ai modifié le plan de base en ajoutant un alésage en bout permettant de mettre un boulon M3 dans la hauteur du piston afin d'éviter tout desserrage.

Avec le tour on réalise le dressage, chariotage à 19 mmm, deux rainures (à la place des 3 du plans, oui je suis un peu pingre..) et chanfrein en bout :

Mine de rien j'ai été obligé de refaire cette pièce ultra simple deux fois, j'avais au préalable mesuré avec précision le diamètre d'alésage du cylindre sur le moteur qui étais bien à 19 mm au micron près… Puis chariotage dans le but d'obtenir 18.99 mm, je voulais que le piston soit serrer légèrement afin de roder le cylindre et le piston à la pate à roder pour obtenir un ensemble parfait. Malheureusement malgré l'obtention avec brio du 18.99 mm sur le piston, impossible de le faire rentrer dans le cylindre .... et donc encore moins pour mettre de la pâte à roder. La pièce n'étant pas démontée du mandrin, je reprend deux centième sur le piston en me disant que cela sera parfait. Fausse bonne idée, j'ai obtenu du 18.95mm avec un état de surface pas terrible. La cause : l'outil à carbure qui ne permet pas de prendre des passes aussi petite avec cette précision car son rayon de courbure impose une passe minimale bien supérieur au 1/10ème de millimètre.

La remarque judicieuse de ZAPJACK : "je ne suis pas un grand fan des outils plaquettes (en usage hobby )" prend bien tout son sens lorsque l'on souhaite jouer avec des passes de l'ordre du 1/100ème.

Résultat : j'ai refait la pièce en usinant directement le bon diamètre du piston (ca s'appelle l'expérience, non ?), puis rodage du cylindre/piston à la pate et gros gros très gros nettoyage après. (Photo avant rodage brut d'usinage) :

 

[Samail]

Réalisation des sorties et entrées de vapeur, piéce N°24. Le plan de base :

J'ai modifié en ajoutant au dessus du filetage une partie 6 pans de 8mm afin de permettre un serrage correct de la pièce.

On réalise la partie opposée au filetage :

On coupe la pièce à la dimension souhaitée :

On réalise le diamètre 5 mm, le filetage M5 et le percement diamètre 3 mm :

Sur la fraiseuse on réalise le percage de 3 mm perpendiculaire et un percage diamétre 4 mm sur uniquement 2 ou 3 mm de profondeur :

Puis soudage du tube laiton de 4/3 avec au préalable mise en place de décapant au droit de la zone recevant la soudure :

Puis un petit nettoyage grossier :

Mais ce serait pas la dernière pièce du puzzle ???

 

[Samail]

Après réalisation de quelques petites pièces diverses, on commence le montage en assemblant les sous ensembles et vérifier que les jeux sont faibles sans toutefois entrainer de point dur dans les mouvements.

L'ensemble piston/socle piston/joint graphite en cordon/vis presse étoupe/guide de bielle et bielle et beaucoup d'huile … Piston déjà rodé visible sur la photo.

Et on obtient :

Résultat après réglage des excentriques, le moteur fonctionne parfaitement. C'est mon 5ème moteur vapeur et celui la présente très peu de jeux et une cinématique parfaite sans point dur dés le départ... On se bonifie avec le temps.

Le moteur tourne même avec une pression de 0.3 bar ... Alors pas belle la vie...

 

[Samail]

Et une petite vidéo pour la fin de ce post :

 

[ZAPJACK]

Les posts avec les photos d'usinage sont tous très intéressants et instructifs a suivre.
A la limite, on est déçus quand le moteur est fini.
Pas pcq c'est pas beau, mais pcq c'est fini!
Allez, super Samail, vivement un nouveau moteur
LeZap

 

[vaperigord]

beau résultat,toutes les étapes d'usinage décrites précisément

 

[vapeur31]

Bonjour, atelier de rêve et beau boulot.

 

[pilotedessai]

Magnifique travail....
Une précision digne de la f1

 

[Schutz]

Super travail.
Un grand merci pour toutes les photos.
Ont attend avec impatience le 6ème moteur!!!!!!.

 

[aunath]

Bonjour, J'ai peut être une explication : je fais une plaque car je n'ai pas de fraise assez longue dans ce petit diametre (2.5), l'emmenchement de la fraise est plus gros que le diametre de coupe

La réalisation du cylindre moteur avec sa boite à vapeur n'étais pas trop à mon gout : il fallait intercaler une plaque (la glace du tiroir vapeur), donc risque de fuite, de se planter en usinant et du boulot en plus pour au final plus d'inconvénients que d'avantages. J'ai donc redessiné le plan afin d'avoir directement la glace du tiroir vapeur sur le cylindre et j'ai modifié la création des admissions et échappements :

 

[aunath]

ET ne me demandez pas comment j'ai fait pour te citer et faire disparaitre le cadre....

 

[Begineur]

Voir la pièce jointe 618554

Bonjour, outil à rayon industriel ou bien meulé manuellement à partir d'un barreau?
Sinon serait+il envisageable de faire le même usinage avec une fraise à rayon ( cf #21 ) 4 dents, dans un PO avec V pour la tenir...?

 

[Begineur]

Pas de réponse ?