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Déformation tige filetée




  1. #1
    ewoktof

    Déformation tige filetée

    Bonjour,

    J'ai une application en un atelier avec une tige filetée et un écrou devant resister à une poussée de 400t. Je voudrai connaitre le déplacement de l'écrou engendré suite à l'application de la charge.

    Vous trouverez ci-joint un shémas explicatif ainsi que les plans des différentes pièces constitutives.

    Merci

    -----

    Images attachées Images attachées
    Dernière modification par gienas ; 09/04/2008 à 20h09. Motif: Supprimé pdf, voir #+2

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  3. #2
    HarleyApril

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour
    J'ai validé le schéma, par contre, es-tu sûr que le plan est libre de droits ?
    Pour la modération

  4. #3
    ewoktof

    Re : Déformation tige filetée

    Oui pour moi le plan est libre de droit, la société emetrice à deposée le bilan. Néanmoins, si vous voulez je peux les remettre en supprimant le cartouche.
    Fichiers attachés Fichiers attachés


  5. #4
    Jaunin

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour,
    Votre tige filetée est bien verticale par rapport à votre schéma.
    je n'ais pas encore vue vos plans.
    Je n'ai pas bien compris le sens de votre phrase : Je voudrais connaître le déplacement de l'écrou engendré suite à l'application de la charge.
    Je pense que la tige filetée tient les 400 tonnes.
    Si vous pouvez nous en dire plus en attendent.
    Cordialement.
    Jaunin__

  6. #5
    ewoktof

    Re : Déformation tige filetée

    Bonsoir,

    La tige filetée est horizontale, il y en a en réalité devant reprendre une poussée de 800t donc 400 t par tige filetée.

    Une piece sous pression vient forcer sur les écrous ( ces derniers servent à mettre en contact un plateau sur cette pièce ).

    Si ce n'est pas clair je pourrai vous envoyer un schéma du focntionnement.

    Merci et bonne nuit

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Jaunin

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour,
    Je viens de voir vos pièces, si vous aviez un schéma de fonctionnement, car si j'ai bien compris vos tiges horizontales non pas de charge verticale, mais reçoivent uniquement une poussée de 400 tonnes par vis ?.Sont elles bloquées de part et d'autre comme pour subir un flambage.
    Cordialement.
    Jaunin__

  9. #7
    ewoktof

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour,

    Ci-joint le schéma de fonctionnement. Il s'agit d'un banc de test de vanne. Ces dernières du fait de la pression interne exercent une poussée sur la plateau ( qui se trouve sur les 2 tiges filetées).

    De part la force de reaction je souhaite donc savoir de combien va se deformer les filets et/ou la tige filetée.

    Cordialement

    L'image, pdf, a été remplacée par un jpg. Merci de respecter les directives de l'épinglé d'ici

    http://forums.futura-sciences.com/thread163927.html

    pour la publication des images.
    Images attachées Images attachées
    Dernière modification par gienas ; 10/04/2008 à 16h02. Motif: Remplacé pdf par jpg

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  11. #8
    seizetheday

    Re : Déformation tige filetée

    je ne pense pas que l'on puisse attribuer la deformation uniquement a l'ecrou
    C'est l'ensemble du banc qui va se déformer avec certainement une flexion de la piece en contact avec la vanne
    400 t c'est enorme en mécanique
    Le seul moyen de calculer ça c'est de passer par les éléments finis avec modelisation des contacts des filets
    " La simplicité est la sophistication suprême" (Leonard de Vinci)

  12. #9
    Jaunin

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour,
    Si j'essaye de comprendre l'installation, vos tiges de Dia 200 [mm] et de long 6 [m] sont retenue à une de leurs extrémités par un système à 3 gorges dans la plaque de base, ensuite votre vanne, puis la plaque de fermeture qui subit une poussée de 800 tonnes retenue par vos 2 écrous, avec une portée filetée de 400 [mm].
    Il ni à bien aucune charge verticale supplémentaire sur les vis.
    Ai-je bien tous compris ?
    Cordialement.
    Jaunin__

  13. #10
    ewoktof

    Re : Déformation tige filetée

    Bonsoir,

    C'est exactement ça jaunin. Tu as trés bien compris.

    Pour information, il s'agit d'un banc d'épreuve pour vanne qui peut encaisser jusqu'à 1200 tonnes. Lors de notre dernier essais ( 800 tonnes de poussée, c'est la première fois que l'on monte si haut), nous avons remarqué une déplacement de 7 mm de la structure.

    Nous cherchons à comprendre avant de crier a loup. Est des jeux machines qui se compensent? Est la déformation des tiges filetées?

    C'est pour cela que je cherche à isoler le problème en eliminant la déformation.


    Cordialement

  14. #11
    Zozo_MP

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour

    Comment est piloté l'avance des deux écrous. S'ils n'avancent pas strictement au dixième de millimètre près l'avance risque de provoquer un flambage des vis.

    En plus pour les deux plateaux (le fixe et le mobile )il n'est pas exclus qu'ils se déforment et entraine aussi un flambage des vis.
    Est-ce que les écrous sont montés sur des butées à rouleaux.

    Il doit y avoir un déplacement non mécanique quelque part. Il faut procéder par élimination.

    Petites questions :

    Qui a calculé les vis?
    Comment calculez vous l'exact centrage de la vanne.
    Comment mesurer vous la déformation de la vanne elle même.
    Quel système guide les plateaux pour qu'il restent parfaitement aligné sinon vous avez le phénomène baillonette.

    qu'est-ce ce qui vous intéresse dans le test c'est la pression interne de la vanne ou bien ça capacité sans fluide à l'intérieur à résister à une pression disons axial?

    Entre parenthèse quand je vois l'épaisseur des batis pour les presses hydraulique de pliage de 500 tonnes et 1000 tonnes vos schémas me laisse réveur.

    Si ce n'est pas secret avez vous la possibilité de faire des photos sous plusieurs angles du banc de test.

    Cordialement

  15. #12
    ewoktof

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour,

    Ci-joint une photo du banc en question.

    Si tu souhaites d'autre photos Zozo_MP envoie moi un MP.

    Merci
    Images attachées Images attachées

  16. #13
    Zozo_MP

    Re : Déformation tige filetée

    Citation Envoyé par Jaunin
    vos tiges de Dia 200 [mm] et de long 6 [m] sont retenue à une de leurs extrémités par un système à 3 gorges dans la plaque de base,

    Bonjour Jaunin

    Je n'ai pas compris l'utilité de ces trois gorges dans la plaque de base.
    Notamment pour quoi des écrous d'un coté et pas dans la plaque de base.

    C'est bien curieux !
    Si tu as une explication cela m'instruira !

    Cordialement

  17. #14
    robur71

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour Jaunin,

    Une tige filetée longueur 6 m , diamètre exter. 200 mm, avec des filets de 20 mm de hauteur, s'allonge d'environ 6 mm sous une charge axiale de 400 T.
    Enfin ce que j'en dis..


  18. #15
    Zozo_MP

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour

    merci pour la photo ce sera suffisant.

    Comme le process est relativement automatique je suppose que le mouvement des écrous et fait par un réducteur qui pilote les deux écrous de manière parfaitement synchrone.
    Donc pas de soucis de ce côté là.

    Coté bati pas de soucis non plus, puisque finalement la machine peut être réduite à deux plateaux et de vis. Le reste sert à tenir en l'air les pièces mais ne jouant pas sur le bati.

    Cordialement
    Une question la machine est garantie jusqu'à qu'elle pression ?

  19. #16
    Zozo_MP

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour Robur71

    Certes mais en l'occurence l'alongement de ne fait pas sur toute la longueur de la vis mais sur une partie seulement.

    Donc si la partie utile est plus courte, disons de moitié, l'allongement devrait être moindre.

    En regardant la photo on voit que la longueur filetée est moins grande que la totalité de la barre. L'allongement se fait sur tout la longueur de la barre mais de façon inhomogène puisque le filetage ne va pas jusqu'au bout.
    Mais peut être qu'en première approche on peut en faire abstraction.

    Pourrais tu indiquer par exemple les allongements entre 400mm et 3 mètres par pas de 100mm.
    Une petite formule excel serait surement utile

    Cordialement

  20. #17
    Zozo_MP

    Re : Déformation tige filetée

    Independamment des calculs dont parle for à propos Robur 71.

    Vous pourriez quand même vérifier avec un comparateur si le ou les plateaux se déforment et de combien. Supposons que chacune fléchisse en leur centre de 1 mm ce qui ne serait rien compte tenu de la pression, cela permettrait de répartir l'allongement constaté par type de cause.
    exemple 4mm pour les vis 2mm pour les plateaux
    Je fais cette remarque car partie du bati qui tient les écrous de chaque coté n'est pas spécialement surdimensionnée.
    Je dis tout cela parce que la pression n'est pas répartie sur toute la surface des deux plateaux mais sur une surface limité à la taille des deux outils (les grosses rondelles situées au centre)

    S'il se révélait que les plateaux se déforment ainsi que la partie de bati entre deux écrous d'un même plateau de manière importante, il suffirait de reconcevoir les outils (rondelles de centre) pour améliorer beaucoup les choses.

    Encore des questions :
    1) est-ce que vous mesurez l'allongement des vis seulement.

    2°) utilisez vous un télémètre laser de poche pour le faire. L'avantage c'est que c'est précis +/- 1mm voir moins si besoin, que certain peuvent prendre deux dimensions X et Y simulatément, etc...

    3°) avez-vous mesuré la déformation du bati entre plateaux.

    Cordialement


    PS :

    [HS On]

    Au vue de la photo, on constate qu'il n'y a aucun carter de protection si l'objet comprimé se casse ou explose gare aux alentours.
    J'ai vu une fois une explosion sur un test de soudure de pipe est bien ça fait des morts et des dégats.

    [HS /Off]

  21. #18
    mécano41

    Re : Déformation tige filetée

    Citation Envoyé par robur71 Voir le message
    ...Une tige filetée longueur 6 m , diamètre exter. 200 mm, avec des filets de 20 mm de hauteur, s'allonge d'environ 6 mm sous une charge axiale de 400 T.
    Enfin ce que j'en dis..

    Bonjour,

    Tout à fait d'accord, et la contrainte (avec ta valeur de filet) est, sauf erreur de ma part de 200 MPa, à multiplier par un coefficient de concentration de contrainte à fond de filet situé entre 2 et 3 si le rayon à fond de filet fait environ 2 mm (il fait peut-être plus...). Cela fait beaucoup (c'est quel acier?) !

    Et ce n'est que la traction pure, si le plateau se met en banane, il y a aussi de la flexion (et si l'ensemble est fortement précontraint en serrant les écrous, il y a de la torsion)

    Cordialement
    Dernière modification par mécano41 ; 11/04/2008 à 14h42.

  22. #19
    Jaunin

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour,
    Zozo_MP, sur le plan de la vis on voit une partie de 760 (ou 80) [mm] de long tolérancé en double négatif, cela doit permettre de rentrer la tige (facilement) dans le bâti et de la verrouiller par 2 demi bagues façon baïonnette dans les 3 gorges. Pièce brune que l'on voit sur la photo.A mon avis.
    Robur71, merci pour l'information, mais il est intéressant de prendre en comptent 2 informations, le déplacement mesuré de 7 [mm] lors d'un essai et les remarques de Zozo_MP sur les distances d'utilisation des vis.
    J'ai redessiné complètement la vis, que j'ai simulé à la charge, mais pour l'instant je n'obtiens pas ces résultats. Temps de calcul très long dans les 4,5 [m] du filetage de la vis. Je vais encore essayer avec la bague.Et tenir compte des dernières remarques de mecano41.
    Cordialement.
    Jaunin__

  23. #20
    Zozo_MP

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour Mécano41

    D'aprés la photos se sont des filets carrés qui doivent faire à vue d'oeil entre 8 et 12 mm entre filets.

    Par contre le nombre de filets en contact et très important (toujours la photo) vu la taille des écrous (terme impropre dans ce cas longueur filetage femelle)

    Bien la banane c'est ce dont je parle mais en terme moins fructifiants

    Cordialement.

  24. #21
    mécano41

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour à tous,

    Pour Jaunin : l'allongement calculé a été fait à partir d'un tige de diamètre 160 mm avec un E=2,1.10^11 Pa. Normalement, on devrait trouver moins dans l'essai car le filetage n'est pas sur toute la longueur et dans chaque filet, le diamètre est plus grand que 160.

    Pour Zozo : je ne suis pas sûr que le profil trapézoïdal change grand chose en bien car l'angle est plus aigu. Il faudrait connaître le rayon de raccordement flanc/noyau...

    Question : dans l'essai, a-t-on vérifié que la tige avait repris sa longueur initiale après cessation de l'effort ? Si cela n'a pas été fait au premier essai, c'est trop tard ;si la contrainte est réellement celle que j'ai indiquée, il y a de grandes chances que la tige ait pris une déformation plastique...

    Cordialement

  25. #22
    Jaunin

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour,
    J'ai fait une recherche sur le filetage trapézoïdal TPN200 pas 24, mais je n'ai pas trouvé de norme ou un plan du filet.
    D'habitude mes vis sont du genre S 0.6 [mm] par long de 2 [mm].
    Si vous avez une norme.
    Cordialement.
    Jaunin__

  26. #23
    ewoktof

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour tout le monde!

    Merci de l'intéret que vous portez à mon problème. 3h loin de mon pc et voila plein de message à decortiquer!
    Alors pour commencer je vais me contenter de répondre aux dernières questions. Je repasserai plus tard dans la soirée.
    - Le banc a été conçu pour tester des vannes jusqu-à une poussée de 1200t. Néanmoins, lorsqu'il a été installé il n'y a pas eu d'essai en charge maximal.
    - Il sert à tester la tenue en pression des vannes ( corps + organe d'obturation )
    - Il n' y a que des essais en eau sur le banc. En cas de soucis, il n' y a pas déflagration néanmoins l'opérateur est trempé! Les essais en gaz s'effectuent dans une piscine enterrée .
    - Suite à l'essai le banc est revenu, il n' y a pas de déformation plastique.
    - Nous avons contrôlé les plateaux au comparateur, la déformation est négligeable, le déplacement au niveau des écrous lui a été fait au télémetre laser.

    Par contre, si vous pouviez m'envoyer le calcule afin que je comprenne un peu plus la méthode.

    Merci pour tout

  27. #24
    mécano41

    Re : Déformation tige filetée

    Bonjour,

    Pour l'allongement d'une barre on a, avec :

    - section S en m²
    - longueur L en m
    - module d'Young E =2,1.10^11 Pa
    - effort F en N
    - allongement x en m



    Avec tes valeurs : Diamètre 0,2 m exter. Contrairement au calcul précédent, je prends le pas trapézoïdal de 24 mm qui donne une hauteur de filet de 12 mm, ce qui donne un noyau de 0,2 - 0,024 = 0,176 m de diamètre

    Si c'était une barre de 176 mm, cela donnerait un allongement par mètre de longueur pour une charge de 4.10^6 N de :



    Normalement cela doit s'allonger moins puisqu'une partie fait 200 mm de diamètre et la moitié du filetage également.

    Pour la contrainte en traction :





    Mais au fond de chaque filet, en raison du changement brutal de diamètre, le contrainte est multipliée par un coefficient de l'ordre de 3 car les rayons à fond de filet ne doivent pas être très importants.

    Cela donne environ 500 MPa...j'espère que la vis n'est pas en acier à ferrer les ânes...

    Le déplacement de 7 mm observé doit être un cumul des allongements des tiges, contractions des filets, déformation des plateaux...etc...et des erreurs de mesure...Il peut se passer tellement de choses...

    Juste une idée en l'air : si le télémètre laser est précis (surtout répétitif car on ne cherche pas à mesurer la longueur mais à comparer...), il faudrait coller un drapeau en tôle sur chaque extrémité de la vis de manière à rendre visibles les deux extrémités en même temps et pouvoir mesurer sa longueur sans déplacer l'appareil (on passe au travers d'un trou du premier drapeau pour mesurer la position du second, on bouche ensuite le trou avec une tôle d'épaisseur connue et, nouvelle mesure. On fait plusieurs mesures, alternées, à vide et en charge et l'on recommence sur l'autre vis (si on peut disposer de deux télémètres, c'est encore mieux)

    Cordialement

    Edit : je n'ai pas compté le jeu au fond de filet qui sera de l'ordre d'un mm et qui réduit le noyau mais cela ne changera pas grand chose
    Dernière modification par mécano41 ; 11/04/2008 à 18h28.

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