Rupture d'un axe de roue ...

[Sanglo]

Bonjour à tous,

Ce jour, j'ai été confronté à la rupture d'un axe de roue sur une remorque.
Il s'agit d'une rupture nette en cours d'utilisation de la remorque.
Cette dernière construite récemment a très peu servi jusqu'à présent et n'a jamais été utilisée sous charge élevée.
La rupture a eu lieu lors d'un transport de pierres sur terrain plat.
La casse s'est effectuée au ras du roulement (voir photos).
Au vu des photos de l'axe, quelqu'un a-t-il une idée sur ce qui a pu produire cette rupture.
La roue n'est pas motrice donc aucun effort de torsion n'est envisageable.
Les roues sont montées en cantilever et quelque soit la position de la remorque, les 4 roues sont en contact avec le sol ce qui élimine le problème de surcharge d'un axe par rapport à un autre.
Défaut de matière ?
Les traces blanches pourraient faire penser à un phénomène de trempe partielle mais je n'ai eu aucune difficulté pour l'usinage et la matière n'a jamais été chauffée ce qui exclut la trempe à l'air pour autant que ce soit un acier auto-trempant ce que j'ignore, la matière m'ayant été fournie comme un acier mi-dur.
Toutes explications ou suggestions sont les bienvenues.

Cordialement.
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[Jaunin]

Bonjour, Sanglo,
Je vais regarder dans un moment ce que trouve sur ce genre de cassure dans les bouquins, il y a quelques images d'exemples.
Cordialement.
Jaunin__

[mécano41]

Bonjour,

Il faut chercher à "Faciès de rupture". Voici un des liens : http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&...44442042,d.d2k

Je pense à une surcharge car :

- axe pas très gros
- axe très en porte-à-faux ( il faudrait mettre les deux roulements dans un boîtier du même côté (dans le creux de la roue)
- apparemment, pas de suspension élastique en dehors des pneus. J'ai une petite remorque ERDE de 500 kg ; elle a quand même une suspension (par déformation d'élastomère entre deux tubes carrés l'un dans l'autre, je pense)

...plus un peu de fatigue car :

- palonnier qui, lors d'un choc sur une roue, reporte le même choc sur l'autre axe,ce qui double le nombre de chocs par roue (et double l'effort reçu par l'axe du palonnier par la même occasion)

Mais je peux me tromper...

C'est quoi cette plage annulaire qui paraît "grippée" là où est probablement l'appui de roulement? (peut-être un effet de la photo)

Nota : je m'absente quelques jours, je ne pourrai pas répondre longuement (message par téléphone) pendant cette période...

Cordialement

[Sanglo]

Bonjour Jaunin,

Au cours de ma carrière, j'ai vu bien des ruptures d'axes mais elles étaient souvent causées soit par de la torsion pure, soit par une combinaison de contraintes torsion-flexion avec parfois en plus une flexion alternée.
Dans mon cas, on a uniquement de la flexion et l'axe des roulements a un diamètre de 17mm.
Le raccordement de l'épaulement n'est pas à angle vif (rayon de la plaquette d'usinage).
C'est pour ces diverses raisons que je penche pour un défaut de la matière.
J'ai reconstruit un axe et il en en place.
On verra à l'utilisation.

Cordialement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mécano41]

Avec arbre de 17 mm et 120 mm de porte-à-faux, tu as en gros 25 daN/mm² de contrainte par 100 kg de charge sur la roue. Avec les chocs comme je l'ai dit plus haut, cela ne m'étonne guère...il n'y a pas beaucoup de coeff. de sécurité.

Cordialement

[Sanglo]

Bonjour mécano41,

Je vais regarder ton lien plus en détail.

L'axe étant remplacé, je vais continuer à l'utiliser dans les mêmes conditions ... l'avenir me dira.
Si ça venait à se reproduire, j'opterais pour un arbre plus conséquent car il me suffit de réaléser les paliers et changer les roulements pour grossir l'axe.

En ce qui concerne le palonnier, il a un débattement de 17° dans les deux sens avant de talonner et comme je suis sur terrain plat, pas de crainte à avoir de ce côté.

La plage annulaire qui paraît grippée est en effet un effet de la photo qui a été prise au flash.
Ce qui me paraît le plus bizarre, c'est la grosseur des grains dans la section de rupture.

Merci pour l'intérêt et si tu t'absente quelques jours ... bonnes vacances ?

[Sanglo]

Bien vu mécano41,

Une rapide vérification avec RDM6 montre que la contrainte maximum se situe bien à l'endroit de la rupture et qu'elle n'est pas du tout négligeable.
On a donc bien à faire à une surcharge sur l'axe à ce niveau.
Cette vérification montre qu'il faut augmenter le diamètre de l'arbre (et donc le rlt) du côté roue.
La conception de l'axe est donc à revoir.

Cordialement.

[Jaunin]

Bonjour, Mécano41,
Exactement cela, c'est le nom :"Faciès de rupture".
J'ai aussi une source du CETIM,"Données technologiques sur la fatigue"
Ce qui est le plus ressemblant c'est une rupture intergranulaire, est ce que l'axe aurait pu chauffé ? grippage ?

Bonjour, Sanglo,
Effectivement quand je regarde le dessin du montage de la roue, je trouve qu'il y a beaucoup de possibilités de concentration de contrainte.
Sur la nouvelle pièce évitez les angles vifs.
Quand je travaillais dans une certaine branche de la mécanique, il y avait certaines pièces, avec des rayons de quelque dixième qui étaient
polis 4 triangles pour éviter toute amorce de fissure.

Cordialement.
Jaunin__

[Sanglo]

Bonsoir à vous deux et merci pour l'intérêt porté,

Faciès de ruptpure, je ne connaissais pas ... j'ai appris quelque chose et donc je n'ai pas perdu ma journée .

Blague à part, quand j'ai conçu la remorque je n'ai pas calculé l'axe en me disant que le diamètre 17 était suffisant pour reprendre les charges.
Grossière erreur car je n'ai pas tenu compte du déport de la roue.
Tant qu'elle tient, je continue de travailler avec (elle ne sert que sur la propriété).

Deux solutions pour remédier au problème:
1) Augmenter le diamètre de l'axe au niveau des roulements mais le diamètre 19 de l'axe de roue est toujours aussi sollicité (moins que l'axe qui passe dans les roulements mais ça reste important).

2) Et c'est la solution qui sera adoptée:
Un axe de 40 mm qui passe dans le palonnier (en se servant des paliers en place comme supports) et en bout de cet axe un moyeu de roue sur roulement.
Pour ce faire, montage de la jante au plateau 4 mors, évidage du voile de la jante au diamètre du moyeu et perçage des trous pour le passage des goujons de fixation.
Montage de moyeux de ce type http://www.pieces-accessoires-remorq...g-115-x-4.html

Avec cette solution, la contrainte maxi sur l'arbre est d'environ 100 N/mm² pour une charge sur la roue de 500 daN.
La remorque ne sera jamais chargée à ce point, ... le tracteur n'y suffirait pas .


Problème résolu

Cordialement.

[Sanglo]

Bonjour,

Pour être complet, voici le croquis de la modification à effectuer.
Fabrication d'un arbre
Alésage de la jante et perçage des trous de fixation.
Usinage d'une bague de compensation.
Le couvercle de roulement est réutilisé après avoir été percer.
Fixation de l'axe sur le palonnier par vis M12 et rondelle-frein.

Cordialement.

[polo974]

Salut Sanglo and co,

Perso, je ferais un montage avec la jante dedans dehors.
un trou dans la jante du bon coté pour mettre une autre valve (pour le pas ramper sous la remorque pour gonfler, surtout si les axes sont un peu faible...).
ça t'évitera un gros usinage de cette cochonnerie de jante (imagine que tu en flingues une, )...

du coup, ton palier peut être beaucoup mieux centré, tes roulement quasi dans la jante, et tu peux sortir costaud de l'autre coté.

sinon, si tu es décidé à évider ta jante, tu peux regarder du coté des fusées de roues arrière par exemple de ford fiesta et escort (c'était pareil), c'est bien foutu, et ça tient, il te faut "juste" réaliser la pièce entre les roulements et ta jante et remplacer ton cantilever dont l'axe central doit salement travailler en cisaillement...

autre solution, radicale, réaliser un cantilever en fourche, un bras de chaque coté des roues, comme sur un vélo ou une brouette: léger et efficace...

car franchement, cette roue en porte à faux, c'est une hérésie...

[Sanglo]

Salut Polo,

Ce matin, j'ai récupéré 4 moyeux de remorque donc plus besoin de trouver une Ford à désosser ))))).

Je ne vois pas ce que tu veux dire avec jante dedans dehors car le voile de la jante est symétrique par rapport aux bords.
Pour le cantilever, l'axe d'articulation fait 20mm de diamètre donc pas de crainte à avoir au niveau du cisaillement.
Evider la jante, ce n'est vraiment pas un problème.
Montage de la jante au 4 mors sur le tour et après, c'est l'affaire de 20 minutes.

Pour un matériel de chantier qui devrait tourner en permanence, le déport ne serait pas la solution mais ici, cette remorque a été conçue pour réaliser mes aménagements sur la propriété, j'avais ces roues et j'ai fait avec.
Je te met deux croquis du cantilever.
Tu verras que c'est du costaud pour l'utilisation qui en est faite.
Mon erreur, ça a été de ne pas calculer les axes de roues.

Merci pour ton intervention et tes remarques.
Comme d'hab, je vous tiens au courant pour la suite

Cordialement.

[polo974]

Salut Polo,

Ce matin, j'ai récupéré 4 moyeux de remorque donc plus besoin de trouver une Ford à désosser ))))).

Bonne pioche...

Je ne vois pas ce que tu veux dire avec jante dedans dehors car le voile de la jante est symétrique par rapport aux bords.

le voile est symétrique, mais pas le moyeu soudé au centre, donc retourner la jante permet d'approcher la boite à roulement du centre.

Pour le cantilever, l'axe d'articulation fait 20mm de diamètre donc pas de crainte à avoir au niveau du cisaillement.

as-tu calculé en tenant compte du bras de levier et donc du couple induit ? ? ?

...
Cordialement.

Ne traine pas sous la remorque quand elle est chargée...

[Sanglo]

Re Polo,

retourner la jante permet d'approcher la boite à roulement du centre.

Hé non Polo, le voile de la jante est centré et si je rapproche le voile de la boîte à roulements ... les pneus tapent dans le châssis.

Des images valent mieux que de longs discours ... regardes le pdf de la construction et tu comprendras mieux.

Si d'autres questions, je suis là jusque demain soir car vendredi ... vacances.

Ne traine pas sous la remorque quand elle est chargée...

Pas de soucis ... si je dois traîner sous la remorque, elle est sur le pont élévateur

A++

[Jaunin]

Bonjour, Sanglo,
C'est génial, magnifique travail et belle présentation comme d'habitude.
Mais maintenant qu'est que vous ne savez pas faire....
Cordialement.
Jaunin__

[polo974]

Re Polo,

Hé non Polo, le voile de la jante est centré et si je rapproche le voile de la boîte à roulements ... les pneus tapent dans le châssis.

Sauf si tu écartes la boite à roulement du cantilever (d'ailleurs, tu l'as bien prévu (ou déjà fait) pour le centrer dans ton voile ajouré!!!).

... regardes le pdf de la construction et tu comprendras mieux.

m'enfin...
dis carrément que j'ai la comprenette difficile ! ! !

Si d'autres questions, je suis là jusque demain soir car vendredi ... vacances.

Donc bonnes vacances...

Pas de soucis ... si je dois traîner sous la remorque, elle est sur le pont élévateur

A++

Au garage, je m'en doutais un peu, mais sur le terrain...
A+

[Sanglo]

Bonjour,

@ Jaunin

Mais maintenant qu'est que vous ne savez pas faire...

Les billets de banque Jaunin.
Les billets de banque et ce n'est qu'un exemple

@Polo

Sauf si tu écartes la boite à roulement du cantilever (d'ailleurs, tu l'as bien prévu (ou déjà fait) pour le centrer dans ton voile ajouré!!!).

Si tu regardes le croquis du nouveau montage dans un message précédent (pas encore fait), tu verras que seul l'axe à évolué.
La boîte à roulement (plus de roulement à cet endroit) devient le support du nouvel axe et le voile de la jante reste à la même place.

Au garage, je m'en doutais un peu, mais sur le terrain...

Pas d'intervention sur le terrain ... la terre est trop basse

Bonne journée.

[Sanglo]

Bonjour à tous,

Problème réglé et en attache, le film du remède et de la modification.

Cordialement.

[Jaunin]

Bonjour, Sanglo,
Magnifique, génial et encore merci pour le dossier de suivit de la modification.
Certaines demandes sur le forum feraient bien de suivre votre exemple.
Cordialement.
Jaunin__

[Sanglo]

Bonsoir Jaunin,

merci pour le dossier de suivit de la modification.

Le sujet totalise 833 affichages.
Je considère que ceux qui ont suivi le début du film ont le droit d'en voir la fin et à fortiori ceux qui ont donné leurs avis dans le but d'aider.
C'est vrai que dans tous les cas, quand on a participé à une discussion, on aimerait connaître la fin du chapitre mais FS c'est comme dans un super-marché:
A la limite on entre, on questionne et on prend ce qui convient ... mais on n'y retourne pas pour dire si c'était bon

Cordialement.