Variation du coefficient de dilatation.

[invite6966fc42]

Bonjour à tous,

Je m'occupe d'une machine qui mesure le diamètre extérieur de roulements.
Mon problème ici est lié à la compensation de température de la machine.

En effet la mesure est très bonne lorsque les écarts de température entre la bague étalon et la bague entrante sont grandes, tandis que la machine ne compense pas assez pour les petits écarts de température (la bague est vue plus petite quand elle est plus froide et elle est vue plus grande quand elle est plus chaude, quand on a 2 ou 3degrés maximum).

J'aimerai donc savoir si le coefficient de dilatation était différent pour de faibles variations thermiques. (ce qui m'étonnerait).
On est ici avec un coefficient de 11,8 car il s'agit d'un acier, donc je ne vois pas comment on ne peut pas assez compenser.

Je vous remercie.
Tehpoch
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[invite6dffde4c]

Les coefficients de dilatation ne sont pas constants: ils dépendent de la température. Mais autour d'une température donnée on peut le considérer comme linéaires.
Les coefficients dépendent de l'alliage et même de l'histoire métallurgique de l'objet (trempage, recuit).

Il est surprenant que les compensations fonctionnent pour des grands écarts et non pour des petits. Il faudrait comprendre en quoi consiste ce système de compensations et comment il fonctionne.
Au revoir.

[invitecaafce96]

Bonjour,
Par curiosité, j'aimerai comprendre votre procédure , ici, je ne comprends pas à quoi s'applique les 2 ou 3 degrés dont vous parlez .

[invite6966fc42]

Bonjour LPFR,

Oui en effet, le coefficient de dilatation est quasi constant sur des plages de températures données, entre 0 et 100 degrés selon certains spécialistes, le coefficient ne varierait que très peu.
Je n'avais pas pensé au traitement thermique du métal, en effet les bagues sont ici trempées.

Si je connais la composition exact de mon acier ainsi que sa trempe je peux donc en déduire le coefficient de dilatation ?

La compensation thermique est ici très simple, il s'agit d'une compensation par comparaison.
On prend la température de notre bague étalon, (que l'on met à jour lors d'étalonnages réguliers), puis on prend la température des bagues entrantes. La différence de température entre l'étalon et la bague entrante nous donne notre compensation avec ΔL = ΔT * L * α , avec α : coefficient de dilatation, ΔL : la compensation de longueur appliquée, ΔT : la différence de température et L : le diamètre nominal de notre bague.

Bonjour catmandou,

Excusez de mon manque de clareté.
Ce que je voulais mettre en évidence c'est que pour des forts delta de températures, donc de 10degrès ou plus par exemple, la mesure est bonne.
Tandis que là avec des petits delta de température, donc entre 1 et 3-4 degrès ( Dans mon cas, les bagues entrantes ont au maximum 2 ou 3degrès d'écart avec la bague étalon actuellement.), on a deux cas.
Cas 1 : Quand la bague entrante est plus froide que la bague étalon, on voit la bague plus petite qu'elle n'est réellement. Car je la mesure par la suite sur un UD de référence.
Cas 2 : Quand la bague entrante est plus chaude que la bague étalon, on voit la bague entrante plus grande qu'elle n'est réellement. Car je la mesure par la suite sur un UD de référence.
C'est donc comme si les bagues n'étaient pas assez compensées pour de petites variations. Pour information, j'ai laissé des bagues à température ambiante pendant plusieurs heures, donc pour les mettre à la température de la bague étalon et la mesure du diamètre était exacte.

C'est ainsi que je me suis posé la question du coefficient de dilatation après avoir vérifié que les températures mesurées étaient les bonnes.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Re.
Je ne vois pas d'où peut venir ce canular (je suis convaincu que ce doit être un canular).
Comment mesurez-vous la température des bagues ? Est-elle uniforme ?
Quelle est la méthode de mesure des dimensions ?
Quels sont les écarts ? (des µm, j'imagine).
A+

[invitecaafce96]

Re,
C'est bien là où je voulais en venir avec ma question .
Je conçois bien que dans une usine de roulements , la métrologie doit être au top mais toute méthode a ses limites qu'il faut connaître .

[invite6966fc42]

Re LPFR,
La température des bagues est prise par un thermocouple sur la face de la bague quelques secondes avant qu'elle soit mesurée.
La mesure du diamètre est faite en deux points, deux palpeurs prennent la mesure.
Les écarts sont de l'ordre de 2 ou 3microns. Même si les bagues sont proches de la cible et ne risquent pas d'être mauvaises même avec cet écart, on n'est jamais à l'abri d'un risque de dérive du diamètre suite à un problème d'usinage et de livrer des bagues mauvaises au client, ce qui est inacceptable. C'est pourquoi je viens me renseigner auprès de personnes plus expérimentées dans ce domaine et essayer de résoudre ce facheux écart. (les bagues sont de l'ordre de 200mm environ).

Re Catmandou,
Je ne peux qu'être d'accord avec vous.
Mais dans les conditions actuelles, dans le cadre de petites compensations, je ne pense pas que cette méthode soit erronée... Surtout dans le cas simple de la dilatation thermique de cylindres creux.

[invite6dffde4c]

Re.
Pour le moment, je sèche.
La mesure de la température par contact avec le thermocouple laisse toujours un peu douteux: Est-ce que le contact est assez bon ? Assez long ? Etc.
Mais cela n'explique pas pourquoi ce seraient les grands écarts qui seraient "mieux mesurés" que les faibles.
A+

[invite6966fc42]

Re LPFR,

Je suis sûr de la mesure par contact du thermocouple. On a vérifié les mesures avec des thermomètres à contact de référence de la qualité. Le contact semble plus que correct.

Très bien ce n'est pas grave. : ).
Bonne journée !
Tehpoch

[invitea3c75901]

Bonjour,

C'est donc comme si les bagues n'étaient pas assez compensées pour de petites variations.

Plutôt trop compensé non? Du coup ce serait du à un coefficient non linéaire pour les faibles températures... Est-ce que vous avez esayé de faire une mesure sans correction?
A+
A non effectivement ce n'est pas asez compensé, désolé! Mais ça montre quand même un coefficient non linéaire pour les faibles températures

[invite6966fc42]

Non non, il s'agit bien de pas assez compensé.
Par exemple on voit une bague plus petite qu'elle n'est réellement quand elle est plus froide que la bague étalon.
Donc par exemple on a une bague à +0um si elle est à la même température que la bague étalon, on la mesure à -5um et après compensation on la trouve à -3um.
Si on compense que 2um au lieu de 5um, c'est bien que l'on ne compense pas assez. Comme la bague est plus froide, elle est plus petite, ce qui est normal.

Oui j'ai déjà fait des mesures sans compensation et cela n'a fait qu'empirer l'erreur.

Ca n'a pas vraiment de sens de dire que le coefficient est non liénaire pour de faibles températures vu que là on parle de comparaison, il s'agit de petites variations et non de petites ou grandes températures. Ca serait plutôt un phénomène lié aux petites variations, comme si c'était un élastique par exemple, c'est facile à étirer au début mais plus dur à la fin, ce qui veut dire qu'on aurait un coefficient de dilatation plus grand pour de petites variations et un coefficient de dilatation plus petit pour de grandes variations. Ce qui paraîtrait bizarre car si cela existait, j'aurai trouvé des références là dessus...
Ce qui est étrange c'est que l'on a le même principe de fonctionnement sur nos UD de référence et pourquoi cela marche bien.

[invitea3c75901]

Re,

Ca n'a pas vraiment de sens de dire que le coefficient est non linéaire pour de faibles températures

Oui effectivement apparemment il est linéaire entre 0 et 100 degrés, désolé!
A+