Démontage des arbres (2) - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

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Démontage des arbres (2)

1. Vérification de la cylindricité

La vérification de la cylindricité peut se faire de deux façons. La pièce peut être montée entre des pointes sur un tour (figure suivante).

Contrôle de la cylindricité sur un tour :

Positionnez deux comparateurs à cadran et placez les deux palpeurs de chaque côté de la pièce dans l'axe de celle-ci. Pour un bon résultat, la position de l'aiguille des comparateurs doit rester stable lors du déplacement des chariots.

La deuxième méthode consiste à placer la pièce sur un marbre, laquelle est supportée aux extrémités par deux blocs en V. A l'aide d'un comparateur à cadran positionné dans l'axe de la pièce (figure 1.50), faites tourner la pièce sur elle-même.

Contrôle de la cylindricité sur marbre :

L'aiguille du comparateur doit demeurer stable.

Pour remédier à ce défaut, il faudra réusiner la pièce soit par tournage ou par rectification.

2. Vérification des états de surface

Après vérification de la rectitude et de la concentricité, observez l'état des surfaces flottantes de l'arbre. A l'aide des instruments de mesure, contrôlez l'usure des surfaces cylindriques et coniques (figure suivante).

Mode de contrôle :

Source : Eyrolles.

Mesurez l'état des chemins de roulement et des éléments roulants, vérifiez et mesurez l'usure entre les épaulements, vérifiez l'état des filets, les trous goupillés, vérifiez les rainures de clavette et les rainures d'arrêt et les arbres cannelés. Après vérification des surfaces, les dimensions des mesures relevées doivent correspondre aux tolérances recommandées, sinon des corrections s'imposent.

Surface de contrôle :

Source : Eyrolles.

La correction se fait par usinage des diamètres, des épaulements, des chanfreins, et par ajout de bagues ou de rondelles.

3. Réparation des arbres

Dans le but de permettre une économie de matériel et de temps, les arbres sont souvent réparés et récupérés, selon leur complexité. Les réparations les plus importantes à apporter à un arbre sont le redressage et les retouches de surface.

Redressage des arbres :

Avant d'entreprendre les opérations de retouche sur les arbres, assurez-vous qu'ils soient rectilignes. S'ils sont courbés, déterminez et identifiez la partie courbée de l'arbre, marquez la courbure et relevez la valeur de la dimension de la courbe (figure suivante).

Marquage des points de courbure :

Le redressage peut s'effectuer par différentes méthodes. S'il s'agit d'un arbre en acier doux, le redressage peut se faire à froid, c'est-à-dire sans préchauffage. Lorsqu'il s'agit d'arbres trempés, on doit effectuer un préchauffage à 215°C pour les aciers au carbone et à 400°C pour les aciers rapides. Ces températures ne doivent pas être dépassées pour empêcher que le revenu de la pièce débute.

Redressage à la presse :

La technique consiste à effectuer une pression sur la partie convexe de la pièce sans la déformer dans l'autre sens (figure suivante).

Technique de redressage :

Procédure :

- Déterminez le point de déformation le plus haut. Calculez sa valeur et marquez-le sur l'arbre.

Formule

Dimension du redressage =

Cette valeur calculée doit être divisée par 2 pour déterminer la valeur réelle de redressage de la partie croche.

- Installez la pièce sur la table d'une presse. Les extrémités de la pièce doivent être supportées sur des blocs en V et la partie concave de la pièce, placée vers le haut (figure 1.55).

- Positionnez la tige du cylindre en contact avec la pièce. Pour avoir un bon contrôle du déplacement, positionnez un comparateur sur la tige du cylindre en position de lecture sur le cylindre (figure 1.55). La tige du cylindre doit être placée dans l'axe de la partie convexe de la pièce : n'oubliez pas d'insérer une cale entre la tige et la pièce.

- Actionnez légèrement la presse et contrôlez le déplacement de la tige du cylindre en vérifiant la lecture au comparateur (figure suivante). Dépassez légèrement l'axe de l'arbre sans combattre la limite élastique. En enlevant la pression, l'arbre devrait revenir à sa position normale. Le comparateur devrait indiquer la valeur de correction qui a été atteinte.

- Vérifiez la rectitude selon les méthodes vues précédemment et corrigez s'il y a lieu.

Méthode de redressage à la presse :

Note : Pour les arbres en acier rapide, n'oubliez pas de préchauffer aux températures recommandées.

Redressage à l'étau :

Le principe du redressage à l'étau demeure le même que sur la presse. Après avoir déterminé la courbure de la pièce, on place cette dernière dans un étau en insérant des cales sous les points de contact (figure suivante). On resserre l'étau. La précision demeure plus ou moins juste et est plus difficile à atteindre.

Redressage à l'étau :

Redressage par chauffage :

Cette technique est utilisée le plus souvent pour redresser des arbres de couche ou des arbres longs qu'il serait difficile de monter sur une presse.

Procédure :

- Déterminez le point de déformation le plus haut.

- Placez l'arbre à plat, la partie croche vers le bas (figure ci-dessous). Empêchez l'arbre de tourner en plaçant des cales de chaque côté.

- Chauffez la partie concave. Par la dilatation du métal et la pesanteur, les extrémités de l'arbre vont retomber à la position initiale. Cela demande du temps et le contrôle des techniques de chauffage. Après vérification, lorsque les arbres sont rectilignes, vous pouvez procéder aux retouches des appuis et des parties qui reçoivent les éléments de fixation.

Redressage par chauffage :

Procédé de retouche :

Les retouches se font par tournage ou par rectification. Lorsque les diamètres des parties de coussinet ou de roulement sont usés et ne répondent plus aux spécifications recommandées, que les épaulements sont ondulés par friction, soit par manque de lubrification ou d'échauffement, quelques procédés de retouche s'offrent à vous. Un premier choix consiste à enlever par usinage une certaine épaisseur de métal sur la surface à réparer et à y insérer une bague pressée selon des tolérances calculées, pour ensuite réusiner l'arbre à sa cote normale (figure suivante). La bague peut être insérée à chaud ou à froid.

Retouche avec une bague :

Un deuxième choix est de rebâtir par décharge électrolytique les surfaces et de les réusiner à la cote nominale (figure suivante).

Retouche par décharge électrolytique :

Un autre choix possible : le soudo-brasage au laiton (figure suivante). Dans ce cas, il s'agit de déposer une légère couche de laiton sur l'arbre pour combler ses imperfections, puis d'usiner la surface.

Retouche par soudo-brasage :

Retouche par moletage ou cale :

D'autres méthodes peuvent s'ajouter comme choix de dépannage. Vous pouvez par exemple compenser les diamètres des arbres en faisant un moletage, ou si la surface n'est pas ondulée, en insérant une cale de laiton d'épaisseur calibrée selon les tolérances désirées. En dernier recours, on pourrait utiliser un liquide de cémentation tel le locktite que vous injecterez entre les deux pièces à ajuster.

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