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cocoM

Diagnostique scie à ruban

Bonjour,

il m'est arrivé ce mardi une bien désagréable aventure avec ma fidèle scie à ruban : l'axe du volant supérieur s'est coupé net, entre les deux roulements dans lesquels il loge.
Pas de grand fracas, pas de grave conséquence, tout juste une petite baisse de tension dans la lame qui m'a mis la puce à l'oreille et m'a fait appuyer sur le bouton rouge pour découvrir le problème.

J'ai réussi à trouver un tourneur fraiseur qui va me refaire la pièce à l'identique, mais avant de remonter cet axe tout neuf, je m'interroge quand même sur les origines de cette casse, pour éviter de la reproduire... et là je sèche complet.

Déjà la zone de la casse, entre les deux roulements plus proche du roulement avant que de l'arrière, à priori j'aurais dit que cette partie de l'axe ne subissait que peu de contraintes, preuve en est que non, mais je n'arrive toujours pas à mettre newton ni archimède à mon service pour comprendre ce qui physiquement provoque une tension sur cette zone.

Pour éliminer les contraintes physiques une à une :
_aucune trace de frottement qui aurait pu créer un échauffement, l'ensemble baigne d'ailleurs dans un bain d'huile.
_un défaut de fabrication me semble exclu, la vieille dame va sur ses 100 printemps et la pièce était d'origine d'après son poinçon 1920.
_la rouille n'est pas une explication (bain d'huile), et je ne connais pas d'autres altérations du métal liées uniquement au temps qui passe
_des vibrations finissant par faire céder le métal comme les soldats marchant au pas finissent par faire céder un pont... ça me semble plausible.

Si on retient cette hypothèse, d'où viennent les vibrations ?
_Le lame est exempte de voile, elle tourne super rond et n'avance ni ne recule pas.
_les garnitures du volant commencent à vieillir un peu, je profite d'ailleurs de la casse pour les changer. On l'entendait très bien en faisant tourner le volant à vide, quelques zones de résine colmatté ou petits éclats faisaient "grincer" la lame. Mais de là à imaginer que ces défauts qui ne sont pas disposés de manière régulière sur le volant puissent créer un phénomène d'amplification au point de faire céder l'axe, j'y crois pas.
_les vibrations générales de la machine ? Certes elle n'est pas fixée dans la dalle béton comme il se devrait mais fixée sur une "palette" faite maison pour être déplaçable ; mais cela peut-il suffire ?
_un mauvais serrage du dit axe ? J'imagine que cela aurait créé un jeu d'avant en arrière du volant à vide, et je l'ai secoué un peu après avoir changé les roulements pour être sur que tout soit bien serré.
_le système de tension de lame (qui fait monter/descendre l'ensemble du volant supérieur) a un système de réglage du jeu qui permet que le volant monte, tout en limitant le jeu. Aurais-je trop privilégié la fluidité de la montée/descente au détriment de l'absence de jeu ?

Bref, j'ai bien quelques pistes mais aucune ne me semble suffisante pour expliquer l'incident, est-ce qu'il y a d'autres points à vérifier, ou est-ce que c'est juste la faute à pas de chance et je dois arrêter de me prendre la tête ?

Merci d'avance

L'Ecorce du Sycomore
( Modifié )

Pas grand chose à apporté de mon coté alors je te mets juste un commentaire.
Au début de ton histoire j'ai eu une petite sueurs froide pour toi.

Sinon, tu as pensé à de l’obsolescence programmé? Je parie qu'elle était garant que 1 siècle.

cocoM

apple se serait donc inspiré des usines de Dieppe ! le problème de la garantie un siècle c'est que j'ai perdu la facture d'origine ;)

Franchement ce n'était pas du tout spectaculaire, elle s'est juste comportée comme si l'inclinaison du volant était mal réglée, par contre heureusement que je m'en suis rendu compte tout de suite sinon la lame aurait fini par être éjectée du volant vers l'avant après avoir grignoté un peu le carter, et là ça aurait piqué.

dneis

_des vibrations finissant par faire céder le métal comme les soldats marchant au pas finissent par faire céder un pont... ça me semble plausible.

Non non non, dans le cas du pont, on est face à un phénomène de résonance mécanique. Là tu l'aurais vu si ça s'était emballé au point de casser.

Dans ton cas, j'ai l'impression que c'est plutôt un problème de fatigue du matériau, peut-être lié à un défaut dans le matériau.

Mais pour voir si c'est une rupture par fatique, il faudrait pourvoir examiner les deux faces de la rupture (attention à ne pas les modifier en les faisant frotter l'une sur l'autre).

cocoM

et bien merci à tous ceux qui ont répondu, ça me fait beaucoup d'éléments à prendre en compte.
lors du remontage, je vais vérifier ou re-vérifier : le serrage de l'arbre (avec ajout d'un contre écrou), l'alignement et parallélisme des volants, l'absence de voile sur les volants, changer les garnitures, diminuer le jeu sur la "tour" de réglage de tension, j'ai demandé au mécano de tester les roulements pour voir s'ils sont encore viables, et je vais changer les joints qui maintiennent le bain d'huile.
Ensuite sur l'utilisation, je serais plus patient sur le démarrage étoile/triangle, et plus rigoureux sur la détente de la lame après utilisation.
Avec tout ça je vais croiser les doigts pour que le nouvel arbre tienne aussi longtemps que l'ancien (même si d'ici là je ne serais plus là pour vérifier)

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8 réponses

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glaude

Bonjour
L'âge est probablement la réponse mais regarde ton arbre là ou il est cassé, il y a peut être une petite paille dans le métal qui a finit par faire un point de faiblesse. Généralement les arbres prennent plutôt du jeu.

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Erebor
( Modifié )

Bonjour

Vu l'âge de la pièce le fait que la scie ait été déplacée, pas fixée au sol, changée de propriétaire, d'utilisation je pencherai pour une rupture de fatigue. Difficile de corriger le tir sauf à la conception de la pièce.
Je ne suis pas spécialiste de RDM mais j'en côtoie tous les jours et ça ressemble bien à ce qu'il m'ont déjà décrit.

Mis à jour
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etiennedesthuilliers

bonjour
je ne connais pas la marque de la machine sinon j aurais regardé le système de montage des roulements de mémoire les deux roulements doivent être différents suivant la façon dont on peu incliner le volant du haut
merci de me faire parvenir des photos du système de manœuvre du volant ainsi que les références des roulements il y a peut être eu un mauvais montage a une époque donnée et une fatigue de la pièce
l homme qui cherche a comprendre avant de donner un avis
etienne

cocoM

l'ensemble est chez le mécano pour l'instant donc pas de photos avant d'avoir récupéré les pièces. par contre ce qui est sur c'est que ce sont les deux même roulements, référence 1307 THV (à double rangée de billes et inclinables)

La machine vient des établissements de Dieppe, donc fabriquée pour le groupe vendeuvre. [site de l'amicale vendeuvre](site de l'amicale vendeuvre)
sur le site on voit la scie (sous l'étiquette "les scies à rubans") ; elle a été modifiée depuis notamment avec un remplacement du volant bas par un volant plein, cartérisation complète, et modification de l'entraînement (d'origine un moteur thermique, passé en électrique dans les années 50/60).

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Oak

Salut,

Cents printemps de vibrations, de serrages trop forts ou trop faibles. Un choc ou deux sur le volant, une machine qui vibre une centaine d'années et d'un coup, parce que la résonance est adéquate, la pièce est parfaitement ciselée. Elle n'est pas de diamant.

Je pense qu'un essieux de bagnole peut céder, alors combien de kilomètres avait ta scie ?

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Alain CARIOU

Bonjour,
j'ai une hypothèse .Il faut chercher du coté électrique.
Celà pourrait etre une coupure brève de courant pendant le fonctionnement de la scie (microcoupure) avec un redémarrage instantané, ce qui exerce un accoup sur l'arbre , et peut le faire casser net, peut etre avec en plus un défaut interne de l'acier .
Je sais que c'est difficile à croire , mais c'est ce que que j'ai déjà eu sur un pont roulant qui tournait pourtant lentement.Autre cas un peu similaire arrivé sur un bateau de pêche près de chez moi .L'arbre d'hélice pourtant de diamètre 80 mm a cassé net lors d'une manœuvre d'accostage au ralenti au quai .(Passage avant /point mort répété pour gérer la vitesse d'approche).
Maintenant , ce n'est qu'une hypothèse.

etiennedesthuilliers

bonjour
l'effort dans le cas de micro coupure s' exerce sur le ruban lui même et non sur l' axe
je pense plutôt sur une tension importante sur un roulement qui tournait a l' origine comme une brouette ou un volant voilé

Alain CARIOU

C'est pariel , c'est lié le volant est fixé sur l'axe qui recoit les a coups du ruban.Plus le diamètre du volant est grand ,plus l'a coup sur l'arbre est important.

benjams
( Modifié )

Pour le coup je n'y crois pas trop, une microcoupure d'influence sauf s le moteur de la scie avait un frein, parce que la roue a une grande inertie, il est quasiment impossible de l'arrêter en bloquant le ruban.

Non, si la cassure est granuleuse, je pencherais plus sur un roulement qui s'est bloqué et a infligé un sacré choc à l'arbre qui n'as pas pu supporter l'effort de freinage avec l'inertie des deux volants

cocoM
( Modifié )

comme toi je n'y crois pas trop sur la micro-courpure, il n'y a aucun système de freinage, et lorsque j'arrête la scie il faut bien compter 45secondes avant l'arrêt de la lame à vide. Là la scie était en charge, donc forcément l'arrêt est un peu plus rapide mais c'est pas un vrein de F1 non plus.
Par contre la remarque de Alain CARIOU me semble pertinente sur l'utilisation quotidienne de la scie : elle est équipée d'un démarrage étoile triangle et j'ai tendance à ne pas laisser la scie prendre complètement ses tours en étoile avant de passer en triangle (il faut peut être 20sec pour que le moteur prenne ses tours en étoile et je passe généralement en triangle après 10 sec) et en plus de ça quand j'ai récupéré la scie le démarrage étoile triangle était schinté et bloqué en triangle. Résultat l'arbre a pris des coups répétés en accélération, qui cumulés à tous les autres éléments cités par ailleurs n'ont certainement pas aidé.

benjams

Après le principal intérêt du démarrage étoile/triangle est de limiter l'appel de courant au démarrage (comme le moteur ne tourne c'est presque une résistance de quelques ohms en série sur ton 400VCA), ça doit faire un à coups mais ça en dit pas mal sur la façon dont le propriétaire précédent s'occupait de ses outils, elle a probablement souffert

Alain CARIOU

Bonjour,est ce que le passage d'étoile en triangle est manuel,Si c'est le cas , il faut faire la manœuvre de passage le plus rapidement possible.(C'est le cas si le démarrage se fait par contacteur).

cocoM

oui le passage est manuel (contacteur à levier).

Alain CARIOU

OK .Donc au bout de 10sec. passage rapide du couplage.L'idéal serait de faire un coffret electrique avec 2 contacteurs (avec un bon copain electromécanicien)

etiennedesthuilliers

mon contacteur étoile triangle le fait tout seul je trouve que c est l’idéal et en plus a ce moment la il met en route l 'aspiration et la lampe d 'Eclairage s'allume ce qui donne le moment ou je peu travailler

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racmterrof

Remédier à l'effet sans avoir identifié la cause me parait aventureux. Quant à évoquer ce pont du conté du Lancashire je ne crois pas qu'il y ait lieu de s'inquiéter de ce coté là. Je t'inciterais plutôt A vérifier les alignements et parallélismes de deux roues et des deux axes.
Compte tenu de l'age de la machine le bâti est certainement en fonte? N'est-il pas cassé (une fente invisible ou bien dissimulée) trace de choc, calage, aplomb, niveau...trace de réparation soudure....Alignement constant du tendeur...
Il te faut pratiquer en amont un diagnostic exhaustif de ta machine.

cocoM

le bâti est bien en fonte, rien de visible niveau casse (je l'ai passé à la brosse métallique et repeint il y a un an, je m'en serais rendu compte à ce moment là). J'avais également vérifié l'alignement et parallélisme des roues à ce moment là, mais pas des axes. Je vais refaire toutes ces vérifications avant le remontage pour mettre toutes les chances de mon côté

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ced21

sans photo mais au vu de ta description, je pencherais aussi pour une rupture en fatigue.
Comme piste de source des vibrations, tu peux rajouter l'usure des roulements. En vieillissant et avant leur rupture, les roulements génèrent des vibrations, d'ailleurs le suivi et l'analyse des vibrations des roulements (via des accéléromètres) est une des bases de la maintenance prédictive (qui vise via ces mesures de vibrations et leur analyse a identifié le début de fatigue d'un roulement avant sa casse; on arrive même en fonction des vibrations à déterminer si c'est une bille, la piste interne ou externe qui est en train de lâcher).
Le roulement peut paraitre visuellement sain mais ces vibrations (pas forcément audible) de faibles amplitude peuvent augmenter nettement la sollicitation en fatigue de l'arbre et provoquer sa rupture. (j'ai souvenir de ce type de casse sur l'arbre d'entrainement de la pompe d'injection d'un gros moteur diesel marin: largement dimensionné et monté sur plusieurs type de moteur (6 en ligne, V8 et V12) cet arbre ne cassait en fatigue vibratoire que sur un seul type d'architecture.
Je te conseille de monter des roulements neufs lors du montage de ton nouvel axe.

cocoM
( Modifié )

les roulements sont neufs (6mois), mais ils étaient très fatigués avant le changement (l'un d'eux a carrément cassé au niveau de la piste externe dès que j'ai tapé un peu dessus pour le sortir). Mais effectivement avant le changement ils ont du apporter leur lot de vibrations.

etiennedesthuilliers

bonjour s assurer que les deux roulements doivent être pareil s assurer que les roulements soit adaptés pour ce type de sollicitation et de montage vérifier l’équilibrage statique et dynamique du volant et regarder si il tourne rond sans déplacement latéral et refaire l 'essais en charge
remonter des roulements neuf et de bonne qualité

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Padou

La partie de l'axe située entre les deux roulements travaille en flexion.
Ces contraintes combinées à la rotation de l'axe changent en permanence de direction.
En simplifiant un peu, c'est la même chose que quand tu tords un bout de fil de fer dans tous les sens et entraîne, au final, une rupture en fatigue.
Comme l'arbre est bien dimensionné par rapport aux contraintes subies, il lui a fallu une petite centaine d'années pour céder...
Il peut également y avoir une crique dans le métal qui a fini par s'agrandir jusqu'au moment ou la section restante n'était plus suffisante pour résister aux contraintes, ce phénomène de caractérise généralement par une partie de la section de rupture qui est matée (la zone criquée) l'autre partie (qui a cédé en dernier) présente plutôt un aspect granuleux.
Quoi qu'il en soi, si le nouvel arbre tient aussi longtemps que son prédécesseur, tu n'as pas trop à t'inquiéter...

cocoM

toute la zone de rupture était granuleuse, donc l'age semble plutôt être en cause

benjams

Si toute la section de rupture est entièrement granuleuse, sans partie "lisse" la fatigue est à priori a exclure, d'autant plus qu'à priori ce genre d'arbre est dimensionné en durée de vie infinie (en pratique en dessous d'une certaine sollicitation, les défauts ne peuvent plus s'agrandir, et le taux de rupture totale est indépendant du nombres de cycles), mais bon 100 ans c'est pas loin de l'infini quand on y pense

Après on a pas le passé de ta machine, elle a peut-être souffert avec ses anciens propriétaires, mais si tu as remplacé tes palier et l'arbre tu n'as pas de soucis à te faire

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