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réparation meule à main sur toyo ml210

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Compagnon
7 Mai 2010
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  • #1
Bonjour

J'avais cette meule à main depuis des décennies mise au rebut que je n'ai que très peu utilisée, d'ailleurs je ne sais si je l'utiliserai beaucoup à l'avenir mais elle sera fonctionnelle.
J'ai donc entrepris sa réparation et j'ai corrigé en grande partie ses défauts originels imputables à une production bas coût dans la gamme d'une mécanique grossière.

La réalisation a consisté à modifier l'axe du gros pignon entrainé par la manivelle afin qu'il puisse bien tourner; l'axe du petit pignon a également été modifié afin qu'il fasse tourner la meule à main avec des jeux de fonctionnement réduits et un voile dans le mouvement de rotation très fortement atténué. Les travaux sont pour l'essentiel des travaux de tournage, perçage et pose de goupilles. Pour le tournage un calcul d’ajustement a été requis.

Refonte de la fixation du gros pignon mené :

Ce pignon était à l'origine accouplé sur l'axe de la manivelle par une goupille assurant une sorte de clavette positionnée radialement sur l'axe de la manivelle. Mais comme ce pignon est en plastique et en contact sur cette goupille sur un petit rayon il y a eu du jeu et un mauvais guidage du pignon qui n'a fait que s'aggraver à chaque fois que la manivelle a crée un choc au lancement de la meule.

Je décidai donc de fixer ce pignon sur un cylindre, cylindre sur lequel l'axe de la manivelle serait accouplé.

Pour ce faire je partis sur un cylindre d'aluminium de 40 mm et d'épaisseur 15 mm afin d'avoir suffisamment d'épaisseur pour y mettre une goupille et y créer un alésage pour l'appuyer parfaitement sur le moyeu actuel du pignon en plastique. Le diamètre de 40 mm fut choisi car disponible parmi les quelques rondins d'aluminium en ma possession, en plus il permit d'assurer une fixation du pignon éloignée de son centre pour mieux transmettre le couple.

Une découpe à la tronçonneuse fut assez rapide et sans étincelle alors que je suis plus habitué à en voir lorsque je tronçonne du métal.

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La portion de cylindre fut percée, dressée et alésée sans trop de difficulté. La tête de la vis qui sert d’axe au gros pignon trouva sa place dans ce cylindre via un lamage. D’autre part le pignon comporte un épaulement sur son moyeu, un autre lamage moins profond sur l’autre face du cylindre en aluminium fut usiné en alésant.

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Pour le lamage de la tête de vis, une micro barre d’alésage me fut d’une grande utilité et finalement le porte outil réalisé dans un ancien outil fut assez facile à réaliser.

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Les outils à aléser basiques ne permettent pas les alésages petits et s’avèrent vite insuffisants.

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En cours d’usinage d’une face du cylindre, j’en profitai pour marquer à l’outil puis au feutre le cercle sur lequel furent percés les trous de fixation du pignon sur le cylindre en aluminium.

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Découpe du bâti de la meule :
Les différents essais de montage mirent en évidence un jeu trop faible pour monter facilement les 2 pignons sur la meule. Je tronçonnai donc un morceau du bâti. Je pus ainsi approcher le gros pignon du bâti en l’inclinant.

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Néanmoins, cela ne permet pas de monter le grand pignon sans monter au préalable le petit pignon mais c'est plus facile. Le problème est lié à l'entraxe des pignons qui est fixé en dur sur le bâti afin de garantir un contact suffisant entre les dents des pignons.

Avec ma conception il faut juste positionner l'axe du grand pignon après avoir mis en place le gros pignon.

quelques idées pour que le petit pignon puisse être monté après le grand pignon :

Sol 1) Il faudrait réduire le diamètre à une extrémité de l’axe de telle façon qu’il puisse passer au dessus des dents droites du grand pignon sans y butter et compenser en insérant une bague entre l’axe du petit pignon et le palier dans le bâti de la meule.

Sol 2) Il faudrait prolonger les nervures du pignon jusqu'à son extrémité et ensuite s’assurer que le diamètre des dents soit ajusté au besoin avec une bague dans l’alésage du palier de la meule.

A noter qu’il y a peu de matière autour du palier de la meule et cette technique si elle est possible nécessiterait une fraiseuse et une tête à aléser pour bien la réaliser. Elle n’est sinon pas indispensable sauf à vouloir parfaire la conception et faciliter le démontage et le montage des pignons.

Changement de l'axe du gros pignon mené :

Je dus refaire cette pièce car avec la surépaisseur de la bague en aluminium qui soutient le gros pignon l'axe n'était plus adapté. Le filetage à son extrémité se retrouva en contact avec l'alésage de la fonderie du bâti de la meule faisant office de palier pour l'axe du pignon mené.

En guise de pige pour évaluer l'alésage du pignon, la queue d'un foret de 10 mm me permit par lecture indirecte d'en déduire un diamètre 9.95 mm.
Je tournai cet axe à partir d'une vis à pas fin que j'avais en en stock et que je ne pensai pas avoir à utiliser à l’avenir.
Après chariotage je trouvai un jeu un peu plus important que je l'aurais souhaité mais ça me sembla suffisamment bien ajusté.

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Pour le filetage M10 à l’extrémité de cet axe je n’eus pas la place de faire un épaulement pour guider la filière ni même de guide fait maison pour la filière. Je me contentai de réduire le diamètre à 9.6 mm, inspiré par mes expériences récentes pour ensuite passer la filière. Au début voulant tester une vieille filière, celle-ci s’avéra être usée et rapidement je pris ma filière Facom qui coupa sans difficulté.

Le filetage à la filière resta opérationnel ici, mais il montre ses limites dans le sens où les efforts de coupe eussent été minorés au tour et il n’y eût pas eu de risque d’abimer la pièce en la serrant dans l’étau efficacement afin d’opposer une résistance au couple exercé pendant le filetage.
Une solution intermédiaire eût été éventuellement de monter la pièce sur un mandrin 3 mors lorsque l’on en dispose d’un autre en rab non monté sur un tour.


Assemblage des éléments :

Le gros pignon fut assemblé via 4 trous taraudés et des vis M4.

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L’axe du gros pignon fut solidarisé du cylindre en aluminium via une goupille de 50 mm de dia
mètre 3 mm.

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Pour le perçage du trou de passage de cette goupille, je perçai tout d’abords la couronne d’aluminium avec un foret long, puis après filetage de l’axe je maintins en appui la tête de la vis de l’axe du pignon dans cette couronne et fis un contre perçage.

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=> Je fus confronté à l’encombrement des vis de fixation de mon montage des vés pour percer des cylindres, le problème fut contourné assez facilement et le montage des vés a été modifié depuis afin de ne pas rencontrer de nouveau ce problème.


Un essai sur de la ferraille me montra la difficulté d’insérer la goupille dans un trou de 3 mm, aussi je décidai de repercer les trous au foret de 3.25 mm. A l’usage la goupille passe plus facilement, cela s’avéra indispensable pour la mise au point lorsqu’il fallut démonter le pignon plusieurs fois.

La manivelle solidarisée de son axe par une goupille, le perçage fut ici réalisé directement par contre perçage la manivelle étant plus facile à immobiliser avec son axe dans l’étau croisé de la perceuse.

L’axe du petit pignon fut arrêté axialement par un écrou hexagonal muni d’une vis de pression réalisé par ailleurs pour une autre application.

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cdlt lion10
 
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7 Mai 2010
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Bonsoir

Essai initial de rotation après première modification assez sommaire :

Dans un premier temps je décidai de conserver le moyeu en plastique supportant la meule, une bague épaulée montée sur l’axe du petit pignon.
Je me contentai donc d’un dressage de l’épaulement de la bague plastique sur lequel s’appuyait le flanc de la meule.

Il fallut se rendre à l’évidence je ne pouvais pas mouvoir la meule rapidement en un mouvement de rotation parfait ou s’en approchant, d’autres usinages s’imposèrent encore !

Modification du moyeu de la meule, réalisation d’une première bague en aluminium :

Pour remplacer le moyeu de la meule en plastique insuffisamment ajusté par rapport à l’alésage de la meule, je trouvai dans mon stock une chute d’aluminium de 20 mm de diamètre s’insérant parfaitement dans la meule avec un très léger coup de maillet.

Il m’a fallu ensuite tronçonner la bague en plastique pour ne garder que l’épaulement en plastique qui devint donc une grosse rondelle sur laquelle s’appuyait toujours la meule.

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Après dressage puis perçage au diamètre 9 mm facilité par mon montage d’empilement de mandrin réalisé dernièrement, je poursuivis par l’alésage de la bague en aluminium.

Mais la bague ne fut pas suffisamment ajustée au diamètre de 9.95 mm de l’axe du petit pignon.

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Le tronçonnage de cette première bague en aluminium fut ici assez facile.

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=> Je notai un problème, car mes moyens actuels pour mesurer directement un petit alésage sont restreints, il me faudra donc acheter un micromètre 2 touches plus tard en connaissant les imprécisions qui lui sont attachées du fait des difficultés pour bien palper le diamètre avec seulement 2 touches.

=> Un bricolage avec un pied à coulisse numérique bas coût sur lequel les becs extérieurs seraient coupés pour en limiter l’encombrement et idéalement un système de friction à rochet ajouté pourrait me permettre d’avoir un micromètre numérique intérieur bas coût suffisant dans un premier temps. Il permettrait de détecter le point haut de la mesure correspondant à la position des becs de mesure confondue avec le diamètre à mesurer.


Conscient d’un alésage un peu trop large par rapport à l’axe du petit pignon, je décidai quand même de réaliser un deuxième essai, lors de cet essai je m’aperçus de plusieurs problèmes supplémentaires, la meule ne tournant toujours pas rond :

=> La meule ne pouvait pas être serrée et tournait par rapport à l’axe du petit pignon. Des rondelles de différents diamètres pour caler axialement le moyeu de la meule ou la meule n’étaient pas suffisantes.

=> La grosse rondelle en plastique que j’avais laissée n’était pas calée axialement et pouvait se translater se calant contre le bâti de la meule et durcissait le mouvement de rotation de la meule au travers des pignons. Le petit pignon en se décalant ne devait plus s’engrener parfaitement avec le grand pignon.

=> Pour serrer la meule je n’avais pas de prise sur l’axe du pignon pour serrer un écrou et un contre écrou.

=> La meule pouvait se défaire de son axe de rotation, l’écrou et le contre écrou étaient inefficaces quelque soit le sens de rotation de la meule.

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bonsoir

Modification de l’axe de la meule, pose d’une bague hexagonale :

Afin d’assurer un serrage de la meule, une idée fut concrétisée, rajouter une portion de la tête d’une vis hexagonale afin de pouvoir y positionner une clé de serrage. Cette bague fut positionnée en remplacement de la grosse rondelle en plastique reste du montage initial.

Je réalisai un bague hexagonale qu’une goupille sur l’axe porte meule fut chargée d’immobiliser.

Pour faire simple, la bague hexagonale fut après perçage via mon système d’empilement de mandrin percée à 10 mm puis tronçonnée à la meuleuse 230 mm sur son support.

La technique du tronçonnage sur tour de l’acier m’avait pourtant déjà réussi mais dans le cadre de cette réalisation j’allai au plus vite et n’insistai pas sur ce que je constatai être problématique.

Ensuite la bague hexagonale placée sur l’axe du petit pignon fut percée au diamètre de 2.5 mm.

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La frappe de la goupille avec énergie me permit de l’enfoncer.

Le perçage au diamètre 10 mm n’assura pas un assemblage ajusté serré par rapport au diamètre de l’axe du pignon, mais avec satisfaction j’observai qu’après la pose de la goupille la bague hexagonale ne bougea pas.

Montée sur l’axe la bague hexagonale fut reprise pour en dresser les flancs en retournant l’axe dans le mandrin 3 mors, il aurait sans doute fallu en toute rigueur faire cette reprise entre pointe avec un toc d’entraînement. D’autre part l’axe fut serré sur une partie cylindrique à proximité voire à cheval avec la fin des cannelures des dents du petit pignon, mais la pièce tourna rond dans le mandrin du tour. Je négligeai l’usage de la lunette fixe ce qui aurait pu m’éviter de serrer sur les dents du pignon mais par la suite je ne fus pas affecté par cette opération rapide.

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La meule fut alors montée sur la première bague en aluminium mal ajustée par rapport à l’axe du petit pignon.

Lors du troisième essai je constatai un jeu axial de la meule que je résolus assez facilement par la pose d’une rondelle. Cependant le problème récurrent de la bague, moyeu de la meule, insuffisamment ajustée par rapport à l’axe du petit pignon s’avérait persistant.

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bonsoir

Modification du moyeu de la meule, deuxième et dernière tentative de réalisation d’une bague en aluminium :

Je décidai de refaire la bague en aluminium avec le restant de la chute d’aluminium précédemment entamée pour la première bague.

Je notai que la queue d’un foret standard court tout comme celle d’un foret extra court mesurait 9.95 mm, quant à celle d’un foret auto-centreur je relevai 9.90 mm, les mesures furent faites avec soin au micromètre extérieur

D’autre part une nouvelle mesure de l’axe du petit pignon me redonna 9.95 à 9.97 mm.

Espérant mettre toutes les chances de mon coté pour réaliser l’ajustement de la bague à l’axe du pignon je décidai de me plonger sur la problématique des ajustements. Différentes lectures me permirent d’en comprendre les points importants et d’en tirer des informations. En effet je n’avais avant aucune idée de la valeur du jeu fonctionnel entre 2 pièces pour qu’elles glissent l’une sur l’autre, soit bloquée au maillet ou à la presse.

Sur une première source (tourneur réf 112) je lisais pour un diamètre compris entre 6 <= x < 10 mm les données suivantes :

- « glissant juste à la main » H8 h7 soit une tolérance de 0 à +22 µm pour l’alésage et 0 à -15 µm pour l’arbre, un jeu max de 22 µm et un jeu min de 15 µm.
- « légèrement dur au maillet » H6 j5 soit une tolérance de 0 à +9 µm pour l’alésage et -2 à -+4 µm pour l’arbre, un jeu max de 11 µm et un jeu min de -4 µm

Une autre source (Sodano) m’indiquait « léger serrage au maillet, mécanique soignée » H7 j6 soit une tolérance de 0 à +15 µm pour l’alésage et -2 à +7 µm pour l’arbre, un jeu max de 17 µm et un jeu min de -7 µm

Je décidai finalement de cibler H6 j5 soit un jeu max de 11 µm, comme pour la portée cylindrique de l’axe du petit pignon j’avais mesuré entre 9.95 et 9.97 mm j’en déduisis la valeur cible de l’alésage maximum comprise entre 9.95 + 0.011 = 9.961 et 9.97 + 0.011 et 9.981 mm.

Fort de ces côtes que j’estimai assez proches de la réalité je ne réussis toujours pas cette deuxième bague. Autant que je m’en souvienne, les erreurs faites furent consécutives aux relevés directs avec mon pied à coulisse de l’alésage et aux mauvaises conditions d’alésage que je découvris par la suite. J’essayai bien de tourner les becs du pied à coulisse pour mesurer le diamètre c'est-à-dire la cote maximale mais en vain.

Lors du quatrième essai sans surprise la meule ne tourna toujours pas rond, présentant un voile inhérent au jeu de l’assemblage de la bague en aluminium avec l’axe du petit pignon.

Un autre problème survint, je remarquai qu’une fois la meule lancée, si je bloquais la manivelle, l’axe du petit pignon tournait par rapport au grand pignon. En quelque sorte, les dentures des pignons glissaient l’une par rapport à l’autre sans dommage pour le petit pignon en métal mais dommageable pour le grand pignon en plastique. Je pense maintenant que ce fut une conséquence du balourd de la meule.

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7 Mai 2010
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Modification du moyeu de la meule, réalisation aboutie d’une bague en stub :

Je me devais de refaire cette bague, mais n’ayant plus d’aluminium au bon diamètre ou d’un diamètre légèrement supérieur, je me décidai d’ouvrir une boîte en carton dans laquelle avait été entreposé du stub de différents diamètres acheté sur le forum en novembre 2014.
C’était du stub 100C6 rectifié que je prenais donc en main dans le but de l’usiner.

Pendant le tronçonnage du stub réalisé à la meuleuse 230 mm que j’expérimentai, un nuage d’étincelles inhabituelles liées à la composition particulière de l’acier différente de celle du fer à béton apparut. Je notai également que le trait de coupe progressait bien moins vite comparé à la coupe du fer à béton, ce fut dur, pourtant j’utilisais un disque fin de qualité sur ma meuleuse.

Trouvant aussi dans mon stock de l’inox j’en coupai une rondelle de 20 mm aussi pour en essayer l’usinage plus tard, ce fut encore plus dur à couper avec des étincelles aussi particulières.

Pour le dressage du morceau de stub je découvris que cette matière s’usinait bien. Par contre le perçage au tour fut assez long, peut être n’aurais je pas dû percer directement au diamètre 6 mm, ensuite je perçai plus lentement mais surement au diamètre 7 ; 7.5 8 et enfin 8.5 mm.

Ensuite j’entrepris l’alésage avec une micro barre d’alésage Horn, décidément indispensable.
Aussi je n’arrivai pas à aléser, la côte de l’alésage restait figée.
Je décidai d’utiliser un autre outil neuf mais rien ne changea. Après une longue investigation je vis que mon outil n’était pas réglé à la bonne hauteur et j’avais aussi par prudence pour ne pas rater mon usinage atteint le copeau minimum.
Ce qui m’induisit en erreur c’est le fait que mes premiers alésages avec cette micro barre sur d’autres pièces furent concluant et l’outil avait été calé en hauteur justement pour ne pas talonner notamment. Mais la matière était différente et le diamètre de l’alésage était aussi plus grand, il me faudra revoir l’impact d’une mauvaise hauteur de l’outil en fonction du diamètre de la pièce à usiner.

La pièce percée et ébauchée en alésage je la tronçonnai ensuite à la meuleuse. Des essais au tour furent infructueux, il me faudra refaire des réglages et je pense passer à l’affutage de mon unique lame à tronçonner et approvisionner un outil supplémentaire. La scie à métaux glissa si facilement sans mordre sur la bague en stub que je passai quasi immédiatement sur le support de tronçonnage sans être affecté par cet échec.

La pièce tronçonnée je dus la finaliser sans rater mon ajustement cette fois ci. Je procédai donc par 2 passes successives suivies d’un test avec la queue du foret auto centreur évaluée à 9.90 mm.
Après un premier montage de travers de la bague forçant trop, un extracteur 2 branches avec un écrou en bout de filetage de l’axe ; pour ne pas que la pointe de l’extracteur glisse ; me permirent d’extraire la bague.
Une autre passe d’alésage de l’ordre de 0.1 mm me permit enfin de réaliser un ajustement serré. La côte fut validée par le passage de la queue du foret mesurant 9.9 mm pour 9.96 attendu, celle d’un autre foret extra court de 9.95 mm n’entrant pas ou très difficilement dans l’alésage. Pour l’occasion le maillet Facom de 50 mm ne fut pas de trop. Ma manière d’atteindre la côte ne fut sans doute pas rigoureuse mais l’assemblage réalisé j’en restai là. J’expérimentai donc par cette démarche la réalisation d’un alésage avec vérification par une pige.

Après ce cinquième essai je fus ravi d’observer une meule qui tournait enfin quasiment rond.
Le balourd supprimé en partie je constatai l’absence de glissement entre les pignons.

Je constatai un léger jeu axial qui pouvait nuire au mouvement de rotation de la meule, en effet l’écrou hexagonal et sa vis de pression sans tête ne permettaient pas d’ajuster précisément ce jeu sans durcir le mouvement. Je mis donc 2 rondelles Belleville ce que j’estimai être suffisant.

D’autre part, la goupille sur le cylindre d’aluminium faisant office de bague pour le gros pignon plastique aurait tendance à se défaire avec la force centrifuge. Un montage « conpound » serait théoriquement réalisable à condition d’avoir un choix dans mon stock de longues goupilles.

Enfin un jeu radial résiduel persiste entre l’axe du petit pignon et le bâti de la meule. Pour corriger ce problème j’entrevois plusieurs solutions mais je ne pense pas les mettre en œuvre.

Sol 3) Un alésage avec une tête à aléser du bâti de la meule pour y mettre dans les 2 paliers 2 bagues s’ajustant avec le diamètre de l’axe du petit pignon, mais il y a peu de matière dans la fonte du bâti. Sur une fraiseuse, il faudrait veiller à la concentricité des 2 paliers.

Sol 4) Réaliser un chariotage sur l’axe du petit pignon afin de réduire le diamètre pour mettre une bague s’ajustant parfaitement avec l’alésage des paliers du bâti de la meule.

Pour ces 2 solutions, il serait aussi souhaitable de prévoir des bagues excentrées pour un réglage de l’entraxe des pignons.

Voila cette réparation est suffisamment aboutie, j'en resterai normalement là et je ne passerai plus de temps sur ce projet !

IMG_5296 (Small).JPG


cdlt lion10
 
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osiver
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Compagnon
7 Septembre 2013
10 723
- « glissant juste à la main » H8 h7 soit une tolérance de 0 à +22 µm pour l’alésage et 0 à -15 µm pour l’arbre, un jeu max de 22 µm et un jeu min de 15 µm.
Je crois qu'il y a des erreurs de compréhension ou de rédaction. Si l'alésage peut faire de 0 à +22µm et l'arbre de 0 à -15µm, le jeu sera, lui, de 0 à 37µm.
Le principe des tolérances est précisément de s'assurer que deux pièces destinées à s'assembler vont le faire quelque soit la dispersion de leur origine (source, lieu, temps) à condition qu'elles respectent chacune de son côté la tolérance assignée. Il faut donc se placer dans les cas les plus extrêmes pour vérifier le jeu obtenu. Ici, alésage le plus petit : +0 et arbre le plus gros -0 -> jeu 0 et inversement alésage le plus gros : +22µm et arbre le plus petit : -15µm -> jeu 37µm :wink:
 
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