Restauration Restauration Constan New Star NS13

F
florentp
Nouveau
Bonjour à tous,

J'ai acheté il y a 1 an environ une perceuse à colonne Constan New Star NS 13 sur LBC. Il s'agissait de ma 1ère machine fixe d'atelier et 1ère restauration. Malheureusement après avoir déjà passé pas mal de temps à la nettoyer, gratter, dérouillé, refait l’électricité du moteur, etc. je me suis rendu compte que la broche était tordue (voir le début de la restauration de cette perceuse ici : http://www.metabricoleur.com/t19391-pac-constan-new-star-ns-13?highlight=constan).
J'avais sollicité votre aide à l'époque (https://www.usinages.com/threads/reprise-arbre-perceuse-a-colonne-au-tour.134440/) car je pensais que seul le cône B16 usiné directement en bout de broche était tordu. J'avais trouvé un forumeur (@julien1, je ne sais pas si tu es toujours sur le forum ?), qui m'avait proposé son aide pour rectifié le cône. Problème lorsqu'il a mis l'arbre dans son tour il s'est rendu compte que ce n'était pas seulement le cône mais tout l'arbre qui était tordu.
N'ayant pas l'expérience à l'époque, la déception étant grande et ayant eu d'autres projets par ailleurs (dont une restauration, toujours en cours, d'un ensemble Kity très complet : http://www.metabricoleur.com/t19732...12-626-636-641-642-652-661?highlight=kity+636), j'ai laissé la perceuse dans un coin de l'atelier.

Et j'ai récemment décidé de la ressortir et de m'y ré-attaquer. Décidément cette petite perceuse me plait beaucoup. Elle est solide, elle a les dimensions parfaites pour mon atelier et elle a un look vraiment très sympa avec son moteur par le dessus et ses grilles d'accès à la courroie très originales.

img_2048.jpg


Pour commencer j'ai pris quelques mesures :

Avec la broche montée sur la perceuse, j'ai mesuré le faux rond au haut et au bas du cône B16 usiné directement en bout d'arbre (pas de cône morse ou équivalent) avec 3 positions pour la broche : montée au maximum, descendue à moitié et descendue au maximum. J'ai essayé de faire plusieurs fois chaque mesure en déplaçant la base du comparateur pour vérifier que je ne me trompe pas. J'obtiens souvent des résultats un peu différents (+/- 20% je dirai) mais encore une fois l'idée c'est de donner une idée.

img_2076.jpg

img_2077.jpg


Voici les résultats obtenus :

captur10.png


Je pense que la valeur 0,05mm en bas de cône à mi-course est une aberration / erreur de mesure. La valeur devrait plutôt être comprise entre 0,08 et 0,20.

Toujours avec la broche dans la perceuse j'ai installé un mandrin et une tige droite. Le faux rond en bas de la tige est énorme : 2mm environ. J'ai confiance dans le mandrin, il est neuf et dans la tige (elle me donne un faux rond quasi nul quand je l'installe dans ma visseuse). J'ai quand même fait un test avec un autre mandrin (pas neuf) qui me donne encore plus de faux rond et j'ai essayé d'enlever et remettre le mandrin neuf plusieurs fois pour être sûr qu'il ne s'était pas mal emboité.

img_2082.jpg


J'ai ensuite démonté la broche. Ne disposant pas de marbre ni de vé, j'ai fait la technique dite "des vés du pauvre" (j'ai trouvé ça dans un autre topic ou sur le forum voisin). J'ai placé des roulements à billes immobilisés de manière à avoir un support "fixe" pour poser l'arbre et réaliser des mesures. J'ai aligné tout ça comme j'ai vu mais on est bien d'accord que ça ne remplace pas du tout un marbre et des vés, c'est juste pour avoir des points fixes pour poser l'arbre et le faire tourner sur lui-même pour mesurer le faux rond.

J'ai donc réalisé des mesures à différents endroits de l'arbre.

img_2079.jpg


Et voici les mesures que j'obtiens :

img_2083.jpg


captur12.jpg


Mon analyse de néophyte : on peut dire que la broche est tordue ! On peut aussi dire qu'elle est tordue tout du long. En revanche je n'explique pas le faux rond quasiment nul tout au bout du cône... Le cône serait tordu en sens inverse du reste de la broche ? En exagérant ça donnerait quelque chose comme ça ?

img_2084.jpg


Sur les conseils d'un forumeur j'ai également fait des mesures plus poussées sur le cône en lui-même, voici ce que ça donne :

img_2010.jpg


A : 0,17 mm
B : 0,17 mm
C : 0,16 mm
D : 0,13 mm
E : 0,09 mm
F : 0,05 mm
G : 0,02 mm

Autre information qui me semble intéressante, l'ancien propriétaire a certainement essayé de tordre ou détordre l'arbre. En tout cas les écrous à ergot en bas de la broche semblent avoir été démontés/remontés avec des tournevis et il y a des petites marques (difficiles à photographier) sur l'arbre. Peut-être des tentatives de détordre l'arbre (ou de le tordre pour compenser le cône qui aurait été tordu par ailleurs) :

img_2087.jpg

img_2088.jpg


Les 2 petites marques côte à côte correspondent exactement au "creux" de la flèche de l'arbre et que la 3è marque est exactement du coté opposé.

Et là j'atteins mon seuil de compétence (normal, c'est pour ça que je suis là). J'ai trouvé plusieurs topics qui parlent de broches tordues mais pas beaucoup qui expliquent comment résoudre le problème alors je me tourne vers vous qui êtes déjà passé par là ou qui connaissez ce genre de problématiques. A la vue de ces éléments, quelles solutions s'offrent à moi selon vous ? Est-ce dé-tordable ? A la main, avec une machine, une presse peut être ? L'usinage d'une nouvelle broche est quelque chose de réaliste ? Je ne me rends pas du tout compte de l'ampleur de la tâche pour une personne équipée et qualifiée. Des discussions que j'ai déjà pu avoir autours de moi j'ai l'impression qu'il faudra du gros matériel pour en arriver à bout. J'ai l'idée de passer une annonce pour trouver de l'aide mais je voudrai savoir quelles sont les possibilités selon vous et quelles sont les compétences et matériels je dois trouver.

Merci d'avance pour vos retours.

Florent
 
Dernière édition:
J
jf62
Compagnon
Bonsoir
Redresser au mieux a la presse et réusiner le cone B16, il y a aussi la méthode des chauffes de retrait.
 
F
florentp
Nouveau
Merci jf62 pour ta réponse.

Je vais tenter de la redresser. Je ne risque pas grand chose puisque la broche est inutilisable en l'état de toute façon.

Je ne dispose pas de presse mais je peux essayer de trouver quelqu'un qui en a une pour me le faire ou pour me laisser accès à la machine.
N'ayant jamais fait ce type de manip, je me pose pas mal de questions. Comment choisir les points d'appui et le point de "pressage" ? Je dirais : appui aux points 2 et 7 de la photo plus haut et pressage au point le plus tordu soit le point 5.
Y a-t-il une astuce pour ne pas marquer la broche ? Je pensais faire des bagues avec du tube de cuivre de 20mm intérieur (diamètre de la broche). Est-ce qu'il faut recuire le cuivre pour qu'il soit plus tendre que la broche ou ça va trop l'écraser ?
Ensuite pour redresser, par petite touche en faisant des aller-retours entre la presse et le marbre + comparateur.
Est-ce qu'il y a d'autres techniques particulières à connaître ?

Florent
 
J
jf62
Compagnon
Bonjour
2 Petits cubes d alu avec un vé même fait a la scie ça ira très bien + une plaquette sous le vérin. Points d appui comme tu dis et évolutif suivant les relevés successifs.
 
S
serialbrother
Apprenti
Salut !

De mon point de vue, il serait plus simple de refaire une broche vu la courbe de celle-ci. Il me semble très difficile de la rendre rectiligne.
Mais cela n'engage que moi.
A+
Claude
 
F
florentp
Nouveau
De mon point de vue, il serait plus simple de refaire une broche vu la courbe de celle-ci. Il me semble très difficile de la rendre rectiligne.

Ah oui ? Je ne me rend pas compte la complexité que c'est de réusiner un arbre comme ça ni du temps que ça prend. Je me dis que c'est plus dans l'ordre des choses d'essayer de détordre cette là avant d'en fabriquer une nouvelle de 0.

Mais tu n'es pas le premier à me dire que l'arbre est vraiment très tordu. J'envisage donc aussi la possibilité de devoir en refaire une.
Je pense qu'il y a notamment les cannelures qui doivent être réalisées avec un soin particulier pour coulisser sans jeu (avec le moins de jeu possible) dans la pièce prévue à cet effet (je ne sais pas comment s'appelle cette pièce cannelée à l'intérieur et qui reçoit des roulements à l'extérieur).

Voici quelques photos de détail des cannelures de l'arbre et de la pièce dans laquelle il coulisse :

img_2089.jpg

img_2090.jpg

img_2092.jpg

img_2093.jpg
 
simon74
simon74
Compagnon
Si t'as un tour qui peut le prendre, ou tu peut trouver quelqu'un qui voudrait bien le faire, je pense faire une nouvelle broche sera l'option le plus facile. La prti cannelé sera difficile a refaire, mais ca peut se decouper et greffer sur une nouvelle broche par frettage. Par contre ca vaut le coup de tenter un redressage, mais il ne faut pas esperer toucher le 1/100eme.
 
F
florentp
Nouveau
Merci pour ta réponse Simon.
Je ne suis pas équipé d'un tour.
L'idée du frettage me semble séduisante. Je crains juste que la partie cannelée soit tordue aussi... Je ne sais pas comment vérifier si c'est juste la partie "lisse" de l'arbre qui est tordue ou si la partie cannelée l'est aussi.
 
simon74
simon74
Compagnon
Je crains juste que la partie cannelée soit tordue aussi
Possible, mais c'est peut-etre moins problematique. Sinon, les arbres cannelés ca se trouve si t'as de la chance et ca correspond a un taille courant.

Je ne sais pas comment vérifier si c'est juste la partie "lisse" de l'arbre qui est tordue ou si la partie cannelée l'est aussi.
Point dans le trou de centrage de l'arbre, coté cannelures, puis support a roulements sur point 2, verifier si c'est droit (pas besoin d'y aller loin, prendre un point aleatoire vers le centre, verifier si l'hauteur est ±pareil sur chaque cannelure)
 
serge 91
serge 91
Lexique
Bonjour,
Ils sont où les roulement de broche ?
en fait, il n'y a qu'eux qui comptent vraiment
 
KITE
KITE
Compagnon
L’idée de faire le contrôle sur un banc constitué de 4 roulements est bonne mais inutile.
2 Vés réalisés proprement dans un fer plat est aussi efficace.

En tous cas l’approche du problème est exemplaire et devrait permettre de corriger (ou, au moins, de diminuer) les écarts.
 
serge 91
serge 91
Lexique
Re,
ce qui compte, c'est l'axe déterminé par les roulements Le cône doit être sur cet axe , c'est tout. Le reste peut être un peu de travers, c'est pas grave.
Un dessin ou je n'ai dessiner que ce qui est important
1629554563426.png
 
KITE
KITE
Compagnon
Oui, Serge, mais si les cannelures ont 1 mm d’excentricité, l’impact sur la broche ne va pas être négligeable !
 
Florent07
Florent07
Compagnon
Le top serait de faire rectifier le cône en ayant la broche montée sur la perceuse comme ça tu es sur que ça tourne relativement rond malgré le voile.
Il faudrait monter la tête de la perceuse sur une table croisée en ayant le cône aligné avec l'axe de déplacement, fabriquer un support fixe avec une meuleuse ou autre, faire tourner la perceuse par son propre moteur et reprendre le cône avec la meuleuse en déplaçant la table, c'est pas très orthodoxe mais ça devrait bien dépanner.
Mais dans un premier temps il faudrait déjà arriver à redresser la broche au mieux.
 
F
florentp
Nouveau
Merci à tous pour vos réponses. Je continue sur ma piste de redressage puis sans doute rectification du cône.

Pour répondre à une question dont la réponse n'était pas précisée précédemment : les roulements de l'arbre se trouvent au point 7, entre l'endroit où l'arbre est plus large et le filetage. 2 roulements 40x20x12 (d ext x d int x ep).

img_2083-jpg.jpg


Florent
 
F
florentp
Nouveau
Bonjour à tous,

Grace à l'aide de plusieurs forumeurs bienveillants, la broche a pu être détordue et le cône rectifié (pour les détails de cette sous-partie de la restauration de la perceuse, ça s'est passé ici : https://www.usinages.com/threads/redressement-broche-de-perceuse-a-colonne.147169/).

J'ai remonté la perceuse et réalisé des premiers tests très concluants avec le moteur électrique monté avec un condensateur. J'en suis donc à l'étape d'installer un variateur de fréquence. J'ai déjà réalisé cette opération sur un moteur de tour à bois dans une configuration assez proche (même modèle de variateur XSY-AT1, alimentation du variateur du 220 mono, passage en 220 tri, moteurs asynchrones de même puissance câblés en delta). Après configuration de base (voir plus bas) du variateur, je trouve que le moteur émet un sifflement bizarre. J'ai essayé d'enregistré la différence des deux sons (je fais tourné le moteur à vide pour qu'on entende mieux le bruit du moteur, le sifflement est le même lorsque le moteur entraine la broche et pendant le perçage).

Bruit qui me semble "normal", avec le condensateur :

Sifflement qui me semble "anormal", avec le variateur :

Mon moteur de tour fait le même bruit qu'il soit alimenté par condensateur ou par variateur donc je m'interroge.

Pour l'instant, les seuls paramètres que j'ai modifié sur le XSY-AT1 par rapport à la configuration d'usine sont :
- P06 (fréquence max) : passé de 65Hz à 50Hz
- P21 (vitesse de rotation du moteur) : passé de 2800 t/min à 1000 t/min

Voici la plaque signalétique du moteur :

1630359348021.png


Les roulements du moteur viennent d'être changés.

Il me semble que les moteurs 1000 t/min ne sont pas très courants. Je ne sais pas très bien ce qui fait qu'un moteur asynchrone tourne à 1000, 1500 ou 3000 t/min mais peut être qu'il y a une spécificité avec ces moteurs ? Est-ce qu'il y a quelque chose d'autre à paramétrer dans le variateur ?

Ce bruit n'est pas très gênant à l'usage. C'est surtout que je préfèrerai comprendre ce qu'il se passe et être certain que je ne vais pas endommager le moteur avant de trop m'en servir.

Merci pour votre aide.

J'en profite pour changer le titre du post (anciennement : "Constan New Star NS13 - Broche tordue") pour parler de la restauration de cette perceuse en général.
 
F
florentp
Nouveau
J'en profite également pour documenter quelques infos utiles si à l'avenir quelqu'un rénove un autre exemplaire de cette machine.

Références des roulements :
- Roulements de broche et roulements de poulie de broche : 4x 6004-SKF (2 roulements pour la broche et 2 roulements pour la poulie)
- Roulements du moteur : 2x 6204-SKF

Florent
 
G
guy34
Compagnon
bonjour ,
comprendre ce qu'il se passe
aucune gravité : le sifflement suit la fréquence d'échantillonnage du var ; c'est la découpe des fragments de tension de sortie , très petits , qui ont une fréquence qui devrait pouvoir être modifiée , par exemple en moins élevée ;
Je ne sais pas très bien ce qui fait qu'un moteur asynchrone tourne à 1000, 1500 ou 3000 t/min mais peut être qu'il y a une spécificité avec ces moteurs ?
ce sont les nombres de pôles de construction ; plus il y en a , plus les tours baissent en régime ;
A++++
 
F
florentp
Nouveau
Bonjour

Merci @guy34 pour ta réponse, me voilà rassuré :)

Par curiosité, qu'est ce qu'on appelle les "pôles" ?
Je pensais que ça correspondait au nombre de "fils" qui sortent du moteur dans le boitier de connexion de celui-ci. Mais avec les moteurs dont je dispose il y en a toujours 6 quelque soit la vitesse du moteur. Je pensais que c'était 3 bobines avec 2 extrémités chacune donc 6 pôles. Mais je me trompe manifestement !

A+
Florent
 
G
guy34
Compagnon
RE ,
il y en a toujours 6 quelque soit la vitesse du moteur.
la plupart du temps , c'est 6 fils évidemment ; mais si tu as ouvert les flasques et vu l'intérieur du stator , tu auras remarqué que le nombre de parties courbes ( en tôles juxtaposées ) et entourées des bobines est toujours bien plus grand que 6 ......
les 6 fils ne sont là que pour rassembler toutes les bobines nécessaires pour les 3 phases et pouvoir les raccorder aisément dans la boîte à bornes
la vitesse du moteur est directement fonction de la fréquence ( 50 Hz pour le réseau )et du nombre de pôles présents dedans ; 50 Hz / s fait 3000 Hz / mn ; un moteur qui tourne à 3000 fait un tour pour chaque sinusoïde ; un moteur à 1000 tours aura 3 fois plus de pôles que celui à 3000 ....
A++++
 
Dernière édition:
F
florentp
Nouveau
Ah oui OK ! Le "nombre de pôle" c'est le nombre de pôles PAR PHASE !!

J'ai trouvé ce schéma qui montre ça :
1630420895792.png

Source :
Plus le nombre de pôles est grand, plus l'angle parcouru par le rotor pendant 1 période d’oscillation de la tension (1/50è de seconde donc) est petit. Donc plus il y a de pôles, plus la vitesse de rotation du moteur est faible.

J'ai l'impression qu'on peut faire une approximation en disant que les 2 pôles d'une paire correspondent aux 2 extrémité d'une bobine dans le moteur. Je dis approximation car j'ai l'impression (de mémoire) que dans mon moteur 3000 t/min, qui a donc 1 paire de pôles par phase, il y a quand même plus que 3 bobines, j'imagine que c'est pour des contraintes de construction, optimisation, etc. Néanmoins l'approximation fonctionne sur le papier.

Avec 1 paire de pôles par phase (soit l'équivalent d'1 bobine par phase), le moteur parcours 1 tour par période d'oscillation de la tension donc il tourne à 1 tour x 50 périodes x 60 secondes = 3000 tours / minutes.
Avec 2 paires de pôles par phase (soit l'équivalent de 2 bobines par phase), le moteur ne parcours plus que 1/2 tour par période d'oscillation donc il tourne à 0,5 tour x 50 périodes = 60 secondes = 1500 tours / minutes.
Etc.
J'imagine qu'en gros toutes les entrées d'une bobine d'une même phase sont reliées entre elles et pareil pour leurs sorties. On a donc bien 6 "connexions" au final (1 entrée et 1 sortie pour chaque ensemble de bobines x 3 phases), quelque soit le nombre de bobines.

Merci @guy34 !

En fait, on trouve pas mal de sites qui expliquent ça en cherchant un peu :oops:

Et du coup, j'en viens au concept du "glissement". J'ai compris que si le rotor tournait à la même vitesse que le champ magnétique du stator il ne verrait plus de variation de ce champ ce qui annulerait la force qui l'entraine. Il y a donc toujours un point d'équilibre (pour les moteurs asynchrones) où le rotor tourne un peu moins vite que le champ magnétique ce qui lui permet d'entretenir la force qui l'entraine.

Mais alors, lorsqu'on dit qu'un moteur à 3 paires de pôles par phase tourne à 1000 tours par minute, c'est de la "publicité mensongère" ? En réalité il tourne toujours un peu moins vite ? Il me semble avoir déjà croisé des moteurs asynchrones qui indiquent des vitesses de rotation qui tiennent compte du glissement : 2850 t/min, 1450 t/min, etc. D'autres n'en tiennent pas compte : 3000 t/min, 1500 t/min, etc.

Merci pour ces petites précisions :)
 
G
guy34
Compagnon
re encore ,
lorsqu'on dit qu'un moteur à 3 paires de pôles par phase tourne à 1000 tours par minute, c'est de la "publicité mensongère" ?
ben non .... ce qui est avancé est la théorie ; et chacun doit savoir que la réalité ne peux se passer des contraintes , en particulier le glissement ; dire 1000 tours est parler de la construction , du nombre de pôles ; et c'est pas mensonger ;
A+++
 

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