Modification Perceuse radiale générique 3116 - Améliorations

[philippe2]

Bonjour,
Petites améliorations sur une perceuse « générique chinoise » 3116, le but avouable pour un retraité étant d’avoir un os à ronger, et de me remettre à l’usinage, pour une mise de fond minimum et un temps à passer maximum, réflexions comprises.
L’utilisation sera du perçage de pièces plus ou moins grandes, dans un contexte modéliste.

Etat des lieux de la machine d’origine, une occasion peu utilisée:

Les plus:
- Produit vendu partout sous différentes marques, pièces dispos.
- Radiale tête inclinable.
- Tête pouvant être rendue mobile en Z, moyennant quelques adaptations.
- Broche cône MK2 (mais pas de tirant, qui reste envisageable).
- Pas trop encombrant ni lourd, monophasé.

Les moins:
- Petit socle, peu rigide => Remplacé par un plus grand, occasion miraculeusement convenable à 100%.
- Système de levage de la table intermédiaire à rotation dure, à améliorer, car tête mobile en Z bien plus lourde que la petite table d’origine.
- Jeu latéral important au niveau guidage broche fourreau, 0,8mm entre clips et roulement. A modifier.
- Système de butée en profondeur par tambour imprécis. Remplacé avec possibilité de verrouillage. A nécessité de déplacer les interrupteurs, et de refaire les connexions, boite à bornes du moteur changée.

- Colonne en tube soudé à paroi mince (60 ep 2,5mm), pas rigide, et trop courte pour mon usage. Remplacée par de la tige de vérin D60, C45 chromé.

On passe sur les points de détail, ébavurages divers, etc..

Equipements ajoutés :
- Table à mouvement croisé.
- Mandrin trois mors D100, monté sur une embase tournante graduée.

Il est évidemment nécessaire d’avoir à sa disposition un tour et une autre perceuse ou fraiseuse pour réaliser tout ça, plus quelques bricoles basiques.

L’ensemble avant:

L’ensemble après:

 

[philippe2]

Le système de monte et baisse de la tête. Divers améliorations, dont une butée à billes et graisseurs.

Rattrapage du jeu en Z de la broche, fourreau fileté rapporté, écrou type SKF M25x150.

Nouveau système de butée en Z.

Mandrin D100 sur socle gradué. Faux rond 0,05 sur un tour de comparateur.

+++++

 

[fred 69]

Bravo, tout est joliment réalisé avec le soucis du détail . C'est tellement propre que tu ne vas jamais oser faire des copeaux avec.

Par contre tu as un nouveau problème à régler; quel os a ronger maintenant

Bon WE

 

[philippe2]

Merci,

Pour les détails je crois être un emm**eur de première classe, sans prétendre être le meilleur sur ce forum, certains me surpassant largement ici, il faut rester modeste.
Le côté propre de la machine fait un peu musée ou sortie de restauration. Mais bon, l'objectif est quand même de faire du copeau, ce qui a déjà commencé. Machine agréable à utiliser, ressort de rappel réglé au mini, dans l'alu c'est du beurre en D10mm.
La suite, ce sera probablement plusieurs choses qui s'enchaînent un peu.
- Tête à tarauder réversible, faite maison. J'y réfléchis, à petite vitesse.
- Une bête à corne pour surfacer, en sachant qu'il n'y a pas de tirant. Construction lourde, pour filtrer un peu les chocs via l'inertie.
- Pour ces deux points, la vitesse mini de broche de 550tr/mn semble trop rapide.
Deux solutions :
Variateur de fréquence pour descendre à moins de la moitié. Moteur d'origine 550W asynchrone 1400tr/mn.
Une autre serait d'installer une réduction à deux courroies trois poulies. Jouable, faisable, et déjà commercialisé. "Kit" à faire maison, je n'ai pas vu de pièces détachées de ce système. La machine est apte à recevoir cette troisième poulie, comme ceci :

Les deux solutions sont compatibles.

Voilà pour la perceuse.
Autre os, ma petite scie à ruban Kity 612. A l'usage, la table est trop petite, le système de guidage est perfectible. Donc appro en cours de T-track et accessoires divers, pour l'équiper avec une table amovible de 600x800.
Encore un os, moteur modèle réduit. J'avais commencé à en caractériser un pour savoir dans quoi il pourrait aller. C'est prometteur mais il faut que je me remette dessus.

Bref, il me faut trier les "priorités",

++++

 

[osiver]

Dans cette installation, pas de risque de basculement ?

 

[Papy54]

Variateur de fréquence pour descendre à moins de la moitié. Moteur d'origine 550W

Ce serait pour moi la solution préférée. Toute la gamme de vitesse, changement de sens aisé même à la volée (super pour tarauder),
A basse vitesse on peut tarauder directement sans grand risque (avec un moteur de 0,5Kw à 5Hz en choisissant la démultiplication qui va bien, le moteur peut presque être calé à la main). C'est le cas de figure de ma machine

 

[philippe2]

@Papy54
Intuitivement oui, j'ai la mauvaise habitude ancrée de vouloir résoudre par la mécanique ce qui doit sûrement être soluble en électronique.
Mes connaissances dans ce domaine sont en revanche très limitées. Donc en rappel et pour info :
- Le moteur est bien un 0,55Kw asynchrone monophasé, N = environ 1400tr/mn.
- Ayant été "obligé" de refaire le câblage pour diverses raison, on trouve classiquement trois câbles sortant de la carcasse. Je suppose que le sens de rotation est lié au câblage entre les deux phases alimentées en direct, et le condo qui crée la "troisième phase" ? Si tu confirmes, la simple inversion du sens de marche peut ou doit être obtenue à l'aide d'un inverseur mécanique.
- Concernant la réduction de vitesse, un simple variateur de fréquence électronique doit convenir. Quel modèle peux-tu me conseiller et éventuellement pouvant assurer aussi l'inversion du sens de marche ?
Deux remarques sur le moteur actuel.
1/ Je trouve qu'il chauffe un peu sur la durée, broche entraînée sans usinage, avec seulement le couple résistant des joints de roulements.
2/ Il est légèrement bruyant. Ce n'est pas un bruit de roulement, mais une sorte de ronflement multiple (harmonique) du 50Hz.
Ces deux phénomènes existaient déjà avant que je recâble tout.

 

[philippe2]

Dans cette installation, pas de risque de basculement ?

Le meuble et son contenu sont lourds, les masses principales de la machine sont centrées. Le moteur ainsi que la colonne horizontale d'origine en porte-à-faux sont relativement légers.

 

[Papy54]

- Le moteur est bien un 0,55Kw asynchrone monophasé, N = environ 1400tr/mn.

En mono je suis pas fan. Je crois qu'il y a des VDF pour moteur monophasé, je n'ai aucune expérience. Un moteur tri est si simple avec un VDF.
Perso, j'ai viré le moteur d'origine pour installer un triphasé trouvé ici avec un VDF Schneider ATV12 trouvé sur le Coin-coin d'1,5 Kw

PS: Je me suis fais peur avec le moteur mono sur le tour. En voulant inverser le sens alors qu'il n'était pas complètement arrêté, il est reparti dans le même sens. J'ai donc réalisé la même opération sur le tour.
Le VDF gère la rampe d'accélération, de décélération, c'est tout souple, sans appel de courant, le rêve ...
Les 2 transformations datent de 2011-2012.

 

[philippe2]

OK. Merci pour les renseignements. Dans ton cas, c'est du tri->tri ? J'ai une première piste ici . Reste de mon côté à élargir la recherche, pour les prix et la fonction inverseur intégrée. Pour le tour, c'est une machine à inertie importante (mandrin en particulier), contrairement à une perceuse. Les inversions brutales de sens de marche quand elles sont possibles sont hyper dangereuses, suivant le type de fixation du mandrin sur la broche (vissé sans goupille d’entraînement, dévissage probable mandrin à pleine vitesse avant). J'ai "donné" récemment avec le Vuillemier, qui à une fixation de type face cône goupille, écrou sur la broche. Déserrage partiel de l'écrou. Heureusement rien n'a volé...

 

[Papy54]

Dans ton cas, c'est du tri->tri ?

Non, c'est du mono220-Tri220, il faut effectivement avoir des moteurs 220/380 que l'on peut mettre en triangle. Pour les VDF ça vaut le coup de jeter un œil ici avec les précautions d'usage.

Les inversions brutales de sens de marche quand elles sont possibles sont hyper dangereuses,

C'est vraiment le + du VDF.
Quand on demande le changement de sens directement, le VDF enclenche la descelleration selon la pente programmée, une fois la vitesse à 0, l'électronique croise les phases et le moteur repart avec la rampe d'accélération également programmée.
Le VDF gère comme si on faisait l'arrêt et le redémarrage dans les règles de l'art..

J'ai un faible pour les Schneider parce que se débrouiller avec les multiples possibilités de programmation n'est déjà pas rien.
En Français j'y arrive mais avec des doc dans la langue de Shakespeare...

 

[philippe2]

OK, merci. En conclusion, VDF + tri. Je mets ça dans la liste des courses.
Cela supprime donc la nécessité de la tête de taraudage réversible, et de l'augmentation du rapport de réduction au niveau courroies.

 

[guy34]

bonjour ,

Cela supprime donc la nécessité de la tête de taraudage réversible, et de l'augmentation du rapport de réduction au niveau courroies.

doucement les basses ...... ; la diminution de la vitesse est corrélée à une augmentation du couple , en général ; et ce couple , avec un var en veilleuse , va s'effondrer !!
la " troisième poulie " n'est pas du pipeau : elle est nécessaire ....... ;
autre sujet ; " une bête à cornes " est tolérée sur une fraiseuse ( et une vraie ) ;
A++++++

 

[Papy54]

avec un var en veilleuse , va s'effondrer !!

Je suis bien d'accord c'est aussi le but recherché
Pour moi, le test c'est la résistance au freinage manuel possible du mandrin (j'ai pas des poignets de forgeron).
C'est pas mal pour pas casser les tarauds. L'idée c'est justement de tourner lentement avec un couple nécessaire et juste suffisant pour pas casser.
Après, en dessous de M4, je débraye et fais tourner le mandrin à la main pour sentir la résistance.

 

[philippe2]

@guy34 : A propos de la troisième poulie, on peut tabler sur une plage de 12 vitesses d'environ 250 à 4900 tr/mn, au lieu de 5 vitesses de 500 à 2450 tr/mn, dans les encombrements donnés et sans tout refaire. On peut faire probablement un peu mieux mais ça va être difficile de descendre sous 200 tr/mn. Cela reste un peu trop rapide de mon point de vue. D'où l'idée du variateur aussi exploitable en limiteur de couple suivant l'indication de @Papy54 .
Concernant la "bête à corne", sa destination est du modélisme, matériau le plus dur envisagé = alu, diamètre de balayage dans les 30 à 40mm. un barreau monté sur un volant assez conséquent (D100 ep 20 acier) pour filtrer les chocs à la source. La tête réglable en Z qui est la modif principale de cette machine peut se baisser au ras de la pièce pour limiter les effets de flexion-torsion de colonne (tige de vérin D60) et celui du jeu du fourreau. L'investissement et les risques sont de mon point de vue assez faibles pour oser tester, c'est dans ma liste des courses.

 

[Jmr06]

Concernant la "bête à corne", sa destination est du modélisme, matériau le plus dur envisagé = alu, diamètre de balayage dans les 30 à 40mm

Ce n'est pas là le seul problème. Le sujet principal, c'est qu'il y a peu d'effort axial et donc risque de desemanchement du cône du mandrin.
Il n'y a pas de tirant sur les perceuses parce qu'on suppose qu'il y a un gros effort axial qui maintient le cône. C'est vrai avec un foret mais pas avec une bête à corne. Sans cet effort, les vibrations risquent de déboîter le cône.
Fait l'essai si tu veux, cela peut marcher, mais met toi dans les conditions où si le mandrin part, il n'y a pas de risque pour toi.

 

[guy34]

Re ,
la montée en couple basse vitesse , je la vois pour du foret gros ... mais pour exploiter un couple défaillant , pour taraud , je suis pleinement d'accord avec Papy ;
la bête à cornes , et affublée de masses pour réguler , va être attachée ..... à quoi ? une perceuse résiste à la pression du foret ( c'est fait pour ) ; un équipage qui va " fraiser " va être sollicité de toutes parts pour se détacher du cône ...... vu le manque du tirant ; et ça fait drôle sur le coup !!!!!!
A+++++

 

[philippe2]

Avis partagé pour le risque de déboîtement lié à l'absence de tirant. L'essai sera fait avec précaution. Le grain d'usinage étant supporté par un plateau complet, avec un dépassement de quelques mm.

 

[philippe2]

Gamberges, sur changements de vitesses, qui n’excluent pas un variateur de fréquence.

Etape d’exploration avant d’aller plus loin. Le but étant d’augmenter la plage des vitesses disponibles (ajout de plus rapides et plus lentes), en jouant uniquement avec les poulies et courroies, sans refaire la poulie de broche ni celle du moteur qui sera simplement retournée.
Les seules pièces nouvelles seront donc celle du « kit » poulie relais, et les courroies.

Cela semble viable, la vitesse mini disponible serait de 280 tr/mn au lieu de 500, et permettrai d’augmenter le maxi actuel de 2450 tr/mn à 3480 et 4480. Tout cela en conservant plus ou moins les 5 vitesses de rotation d’origine.
Les 8 rapports exploitables semblent très largement assez sur les 12 théoriquement possibles, les 4 supplémentaires non exploités donnant des vitesses assez redondantes, sans intérêt.

Cela donne ça sur un tableur, après quelques itérations:

La progression des vitesses suit d'un peu loin une loi exponentielle, c’est moins propre que sur une Sydéric, mais reste acceptable pour mon usage.

Il reste à affiner quelques valeurs, un vague croquis non publiable montre que ça peut se construire, avec bien sûr un tour à disposition, et les bricoles habituelles.

Il n’y a plus qu’à, à la vitesse non contrainte d’un retraité.

++++

 

[Papy54]

Avis partagé pour le risque de déboîtement lié à l'absence de tirant.

Est-ce que l'arbre cannelé qui entraine la broche est creux?
Si oui, peut-être penser une solution de tirant? Voir quelle tige peut passer dans l'arbre.

 

[philippe2]

L'arbre cannelé actuel est plein, il a 6 cannelures, diamètre extérieur 11,7, diamètre au pied de cannelures 8,6. Percer à 6,35 avec un forêt long type perçage de trous d'huile vilebrequin est faisable au tour. En revanche, de la tige filetée M6 parait assez faible, ainsi que l'épaisseur résiduelle d'environ 1,1mm en fond de cannelure.
Le roulement supérieur dans le fourreau est un 6201, 12x32x10. il pourrait être remplacé par du 6903, 17x32x9 permettant de passer un arbre cannelé plus gros (D16), percé à 8,5mm pour une tige filetée M8, avec insert M8-M10 dans les cônes mâles MK2 des outils. Resterait à joindre de façon fiable cet arbre cannelé plus gros sur la partie inférieure de la broche. Quitte à aller encore un peu plus loin dans l'idée en réalesant le fourreau D40 exter pour laisser un peu plus de place.
Il faut que le m'y penche sérieusement.

 

[Papy54]

Si c'est plein, les solutions évoquées sont possibles mais c'est peut-être contraire à l'esprit de cette machine qui semble faite pour utiliser des outils qui n'exercent pas d'efforts latéraux.

 

[philippe2]

c'est peut-être contraire à l'esprit de cette machine qui semble faite pour utiliser des outils qui n'exercent pas d'efforts latéraux.

Bonjour,

Bien d'accord sur ça, mais...

Difficile de dire dans quel esprit cette machine a été conçue. Compte tenu que le type de base est vendu sous au moins une dizaine de marques commerciales avec des options différentes, j’ai cherché à savoir où et par qui ce Meccano est produit.

La probabilité forte est qu’elles sortent toutes des usines OPTIMUM de Yangzhou en Chine (transfert de production Allemagne -> Chine en 2003). La vue de docs récents, éclatés de pièces détachées issus de CAO de chez Optimum, semble confirmer que l’activité récente en ingénierie se tient là.
L’achat de pièces chez Holzmann et leur interchangeabilité semble confirmer la standardisation et la probable source unique de composants.

L’ensemble pratiquement sans plastiques et sans électronique, convenant à l’industrie chinoise du début des années 2000, et le design global datent « au pif » la conception du milieu des années 1970 au plus tard.

Cette machine convient pour du perçage « léger » sur des pièces de gros volume. Le gros volume (hauteur sous broche et col de cygne) avec des machines industrielles (précises et robustes), n’est pas toujours accessible à l’amateur.

L’esprit qui m’anime sur cette activité « d’amélioration » est le même qui me faisait bricoler et gonfler les cyclomoteurs vers 1975. D’ailleurs cette image de Mobylette pouvant tracter une remorque pleine de sacs de patates ou être trafiquée pour se taper de modestes chronos me semble bien décrire ce qu’est cette machine.

++++

 

[philippe2]

Suite sur la transmission par courroie(s).

Les réflexions en cours sur une transmission à 3 poulies et 2 courroies m’ont amené à « éplucher » la config d’origine.

Courroie 2 poulies d’origine:
Sur cette machine « générique », la référence de la courroie des docs commerciaux ne renvoie jamais clairement à une désignation normalisée.
Les références les plus parlantes indiquées sur les docs sont :
Holzmann : M58
Fox-Shop : O-1480

Lues sur ma machine : O-1500 1607. Section mesurée, 10,1*6,3.



Le profil normalisé correspondant semble être du Z, 10*6. Quelques calculs basés sur ce profil Z, après mesures, rapports de réduction, entraxes, donnent une longueur primitive de 1487, soit 1500 en développé extérieur (cela collerait avec le marquage), et donnent aussi la longueur intérieure de 1462, soit un peu plus de 57,5 inch. On ne trouve pas cette longueur chez les fournisseurs connus, les valeurs les plus proches sont de 57 ou 58 inch.
Cela collerait aussi avec le M58 de la doc Holzmann.

En bref, le remplacement par une courroie standard un peu plus longue est possible, le moteur pouvant coulisser sans encombre vers l’extérieur des 6,35mm dus à l’écart de longueur des courroies, le seul « point dur » éventuel et facilement modifiable étant le rallongement des tiges D16 assurant le coulissement de la platine moteur.

Le remplacement par une courroie plus courte de 57 inch, doit être possible mais limite, dans ma config « nominale », le moteur ne pouvant coulisser vers l’intérieur que de 7,5 mm avant de buter.

C’est juste de l’info, pour le moment et me concernant, il n’y a pas de problème concret avec cette courroie d’origine très élastique.

 

[philippe2]

La suite, 3 poulies 2 courroies. Il s’agit d’élargir mécaniquement la gamme de vitesses disponibles, vitesse plus lente pour par exemple du perçage dans la fonte, ou plus élevées.
Le choix étant d’en faire le minimum, c'est-à-dire :
- Conserver la poulie broche.
- Conserver la poulie moteur en la retournant.
- Avoir une progression géométrique des vitesses de rotation broche.
- Seulement deux références de courroies (nouvelles)

- Le moins de variations d’entraxes possibles (course des systèmes de tension).
La place disponible ne permet d’utiliser que les quatre étages supérieurs des poulies, il y a donc 12 vitesses possibles « en théorie », au lieu des 5 d’origine.


En conclusion, suite à mesures et calculs excel, on arrive à une solution acceptable, donnant les vitesses de broches suivantes :

Premier constat. Tout colle à moins de 2% près pour les vitesses d’origine de broche, elles semblent indiquées pour un nominal moteur à 1500tr/mn, soit sans glissement. Les entraxes dans la config d’origine sont confirmés, calculs proches de la mesure.



Deuxième constat, après quelques itérations, la gamme de vitesses, obtenues avec deux courroies standard, et le minium de variation d’entraxe total courroies en place, 7mm environ entre mini et maxi:



Cela donne un mini de 270tr/mn au lieu de 500, et deux vitesses hautes de 3760 et 4900tr/mn. Ci-dessus, seulement 8 vitesses sur 12 sont affichées, les quatre « manquantes » sont trop proches de celles affichées et ne présentent aucun intérêt.

Le tableau à scotcher sur la machine prendrait cette forme, lisible à mon point de vue. En gris l’étage de la courroie primaire->relais, en couleur les vitesses exploitées, en blanc celles possibles mais ne présentant pas d’intérêt.

Pour la petite histoire, cette famille de perceuses « made in Shenzhen » affichent dans les versions 3 poulies les 12 vitesses possibles (argument commercial ?) avec pas mal de redondances sans intérêt, par exemple 500-530-550tr/mn, 1000-1150, 1150-1280.

 

[philippe2]

La suite, choix de conception du système de tension de la poulie relais.
Solution 1 :
Support poulie relais réglable par rotation ou coulissement. C’est le standard sur les vieilles Adam ou Sydéric. L’inconvénient étant d’obliger un serrage resserage à chaque déplacement de courroie.

Solution 2 :
Support en « manivelle folle », la tension se faisant par le seul déplacement du moteur qui tire tout (rep 98 du doc). C’est la solution made in ailleurs, assez séduisante.

Les deux sont faisables, ont des avantages et inconvénients, le choix n’est pas encore fait. Merci pour vos avis.

+++++

 

[kiki86]

bonjour
c’est une perceuse d'établi de bonne capacité
C'est quoi une perceuse radiale ?
Définition. Machine à percer de grande dimension dans laquelle la position de la tête de perçage peut être réglée radialement le long d'un bras horizontal rigide, articulé sur une colonne.

 

[philippe2]

bonjour
c’est une perceuse d'établi de bonne capacité
.....

Bonjour,

Définition exacte, même si quand on dit "radiale "on pense à de grosses machines type GSP.
En fait ce choix s'est porté sur ce matos d'occase pour du modélisme en projet, et du petit mobilier. Le volume accessible est conséquent pour pas cher.
Les limites principales de celle-ci à l'origine sont :
- Table intermédiaire et embase trop petite.
- Tête non mobile en Z.
Les modifications ont été faites, plus quelques "bricoles" annexes Là je regarde de près la transmission, cerise probable sur le gâteau.
En conclusion, ça rentre dans mon "cahier des charges" d'heureux retraité des bureaux d'études, c'est à dire s'occuper le plus possible avec le minimum de pognon. De plus cela ma remis à l'usinage, tournage entre autre, après plus de quarante ans de quasi interruption totale. Réapprendre (avec des loupés) reste encore possible à 66 ans.

++++

 

[philippe2]

Ébauche de dessin de l'ensemble poulie relais. Alu pour l'embase, l'excentrique, et la poulie. Axe d10mm acier, roulement 6200 10x30x9.

 

[PUSSY]

Je n'ai pas compris l'utilité des deux tiges filetées (Ø8 et Ø10) sur ta poulie intermédiaire !
Sur les perceuses que j'ai connues et qui en étaient équipées, la poulie intermédiaire était montée sur un "bras" mobile en rotation sur la tête qui se plaçait librement quand on tendait les courroies en déplaçant que le moteur (voir message #26) !