pression de matage

[invite2cc89b92]

Bonjour,

Je réalise un assemblage claveté sur un arbre Ø40mm en inox pour entrainer une poulie en aluminium.
La puissance transmise est de 22 kW à 3000tr/min.
Le clavetage est libre avec clavette acier.
La clavette que j'utilise est une 12x8 lg. 51mm.
Je trouve une pression de matage de 17 MPa et je pense que ce cela convient pour la clavette.

Mon interrogation porte sur le moyeu de la poulie en aluminium et sa rainure de clavette réalisée dans l'alésage.
Une des faces de la rainure subit elle aussi une pression.
Etant donnée que la hauteur de cette rainure travaillant est plus petite (4mm environ), je trouve une pression de 35 MPa agissant sur cette face.

Ma question est en plusieurs points :
- savez-vous ou je peux trouver les pressions admissibles pour les matériaux et notamment pour l'aluminium ?
Soit des ordres de grandeur, ou si possible sur des sites spécialisés qui donnent ces propriétés pour une référence précise de l'aluminium.

- comment puis-je contrôler que le moyeu en aluminium ne subit pas trop de contrainte ou de pression due à la transmission de la puissance ? Le fait d'y calculer également une pression de matage est elle cohérent ou bien y a t'il une autre méthode de calucl?

Merci d'avance de votre aide.
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[Jaunin]

Bonjour,
Vous pouvez déjà regarder sur le lien suivant concernant les caractéristiques de l'aluminium.
Cordialement.
Jaunin__

http://forums.futura-sciences.com/thread237140.html

[invite2cc89b92]

Bonjour,
merci M. Jaunin pour les informations sur l'alu.
Mais a priori je n'ai pas trouvé dans ce document les pressions admissibles.
J'ai par contre d'autres informations qui me seront utiles.

Sinon, je lance un appel aux autres membres, mais les vacances sont là !!
Je suis preneur d'informations et/ou exemples sur ma demande initiale.

Merci d'avance à tous.
Cordialement

[invite2cc89b92]

Bonjour à tous.
Et bien disons que vu le peu de réponse à mon post, je remets le dossier sur le dessus de la pile au cas où quelqu'un ne l'aurait pas vu et aurait une ébauche de réponse.
Merci d'avance.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jaunin]

Bonjour,
Effectivement, je n'ai pas réussi à trouver une information spécifique sur le matage. C'est une question qui m'intéresse aussi.
Avez-vous essayé avec les pressions de Hertz.
Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Re-Bonjour,
Je viens de consulté plusieurs ouvrage de tribologie, de rdm, de conception de machine, manuel du grippage, caractéristique des matériaux, conception en horlogerie, en tous cas en français je n'ai rien trouvé.
Le matage serait-il connu sous un autre terme, ou la traduction en Englais ou en Allemand donnerait peut être une réponse.

Cordialement.
Jaunin__

[invite5d050033]

bonjour
une idée peut etre : l'ecrouissage
j'ai trouver ça cela peut etre vous etre utile
http://fr.wikipedia.org/wiki/Alliage...pour_corroyage

il ne peut y avoir matage que si il y a du jeu dans la clavette non ?
il est possible de faire un ajustement "frette" pour suprimer les jeu .
a+

[Jaunin]

Bonjour, Bougadul,
Je suis tous a fait d'accord avec votre remarque :il ne peut y avoir matage que s'il y a du jeu dans la clavette, pour l'ajustement "frette" (froid ou chaud) il n'y a plus besoin de la clavette, mais difficile pour le changement de poulie.
La différence de dureté entre les deux métaux, même sans jeu, s'il y a beaucoup d'à-coups entre les deux pièces avec la clavette elle va se "matée".

Cordialement.
Jaunin__

[invite5d050033]

bonjour
la clavette ou la poulie ?
on peut reduire le jeu en ajoutant une vis de pression sur la clavette.
on peut aussi faire un ajustement conique (certain moteur on leur volant d'inertie monté comme ça ).
on peut aussi utilisé des clavette incliné avec ou non un talon .
on peut aussi realisé un moyeu en acier qui est alesé et claveté et ensuite frette sur la poulie en alliage d'aluminium.
personellement pour la matiere je prendrai un alliage dans la classe 7000
a+

[Jaunin]

Bonjour,
Une information sur le "matage" pourrait être le :
Point de plastification d'Hertz.

Ci-joint un lien intéressant qui en parle.
Cordialement.
Jaunin__

http://eprint.insa-toulouse.fr/archi.../01/Barrot.pdf

[invite2cc89b92]

Bonjour,
Merci à vous de vous intéresser à ce sujet.
En réponse à M.Jaunin, j'ai essayé des recherches avec le terme "mating pressure" mais rien de trouvé. (ou mal cherché et l'anglais technique peut devenir vite barbare !)
Avec les pressions de Hertz je n'ai pas cherché. je voyais plutot Hertz pour un contact ponctuel ou linéique sur une surface. Certe c'est un peu ce qui doit se passer dans la réalité avec une clavette, je le conçois.

En fait lorsque l'on calcul une clavette, on demande de la vérifier au matage. Il y a alors une valeur de pression maxi à ne pas dépasser. Dans des exo, on trouve quelque fois cette valeur pour de l'acier. Je pense que cette valeur fait parti des caractéristiques pour un matériau. J'imaginais que pour l'aluminium il y aurait cette valeur, mais visiblement c'est difficile à trouver. D'ou vient donc cette valeur donnée pour les aciers; un % du Rm ou du Re ? je m'interroge.
Dans mon cas, ce n'est pas la clavette que je cherche à contrôler mais la poulie. Dans les exemples on ne parle jamais de contrôler la rainure de l'arbre ou celle du moyeu ! Il doit bien y avoir le même soucis. En plus, la partie entrainée, la poulie dans mon cas, est souvent en matériau plus tendre ! Alors pourquoi se concentrer sur la clavette dans les exemples ou exo que l'on trouve sur le net ! (Je me pose des questions métaphysiques !!!)

Pour répondre à Bougadul, j'ai effectivement un clavetage libre, ce qui veut dire un peu de jeu. Mais ma machine ne tourne que ans un sens et ne fais pas trop de démarrages concécutif (en principe ! je ne suis pas derrière tous les utilisateurs). Je n'ai donc pas a priori d'à-coups trop répétés.

Sinon je vais regarder le pdf de M.Barrot et voir ce qu'il en dit.

Si d'autres trouve des infos, ou s'il y a du nouveau, n'hésité pas.

Merci d'avance.
Cordialement

[mécano41]

Bonjour,

Juste quelques infos. Le calcul dit "au matage" est le calcul en compression des faces de la clavette, de l'arbre et du moyeu, par opposition au calcul de la clavette "au cisaillement".
Pour le matage, on doit rester en-deçà de la limite élastique de compression ; pour le cisaillement, on doit rester en-deçà de la limite élastique de cisaillement soit 0,5 à 0,7 fois la limite en compression du même matériau, selon la dureté. On tient compte dans les deux cas d'un coefficient de sécurité choisi selon l'application.

Pour les clavetages standards, les dimensions ont été calculées pour équilibrer au mieux les contraintes de compression sur les faces, les contraintes de cisaillement de la clavette, des bords de l'arbre qui la maintiennent et les contraintes en torsion de l'arbre. La forme est en outre choisie pour être peu propice au basculement de la clavette qui tendrait à augmenter les concentrations de contraintes (à noter que la clavette disque ou Wodruff bascule moins mais affaiblit l'arbre - elle n'est utilisée que pour les petits arbres et très petites puissances).

Dans ton cas, la puissance de 22 kW à 3000 tours par minute donne un couple de 70 Nm. Ta clavette de h=8 est encastrée dans l'arbre de 5 mm et dans le moyeu de 3 mais avec le rayon de l'arbre, cela donne en fait 4 mm de chaque côté. L'aire de la surface portante est donc de 200 mm². Dans le cas de l'arbre, l'effort dû au couple de 70 Nm s'applique au milieu de la face, sur un rayon de 17 mm et a donc pour valeur 70000/17 = 4117 N et la contrainte est de 4117/200 = 21 MPa. Pour le moyeu, le rayon est de 21 mm, l'effort de 70000/21=3333 N et la contrainte de 3333/200 = 17 MPa

En cisaillement, la section est de 600 mm², le rayon est de 19 mm, l'effort 70000/19 = 3684 N et la contrainte de 3684/600 = 6,2 MPa ce qui, en mettant les choses au pire donne un équivalent en traction de 12,4 MPa.

Pour l'alu, avec la contrainte de 17 MPa, tu es à la moitié de la limite élastique d'un alu presque pur mais ta poulie est probablement faite dans un alliage plus résistant. C'est donc à voir selon la matière utilisée, les coeff. de sécurité voulus, etc...

Pour l'acier, c'est plus large et tu peux constater qu'en calculant la contrainte au matage, il n'est pas nécessaire de calculer celle au cisaillement.

Si tu as des craintes, ajoute un moyeu rapporté standard du commerce, en acier (voir Prud'homme ou autre).

Cordialement

[Jaunin]

Bonjour, Mécano41,
Merci pour cette démonstration simple et efficace.
Cordialement.
Jaunin__

[invite2cc89b92]

Bonjour,
Merci Mecano41 pour ces explications.
Tu parles de "limite élastique de compression".
Je ne pense pas dire de grosse bétise en disant que cette limite est différente du Re de la limite élastique donnée par l'essai de traction. (vu que là on est en compression)
Je dois donc comparer les valeurs calculées (17 MPa) à cette limite élastique de compression. Et je ne trouve pas aisément ces valeurs limites de compression dans la littérature ou sur le web que ce soit pour différentes nuances d'alu ou même pour les aciers !
Quand tu dis que "17MPa est à la moitié de la limite élastique d'un alu pur", peux tu m'indiquer ù tu trouves ces valeurs limites ?
Merci d'avance.
Cordialement

[mécano41]

Tu parles de "limite élastique de compression".
Je ne pense pas dire de grosse bétise en disant que cette limite est différente du Re de la limite élastique donnée par l'essai de traction. (vu que là on est en compression)Je dois donc comparer les valeurs calculées (17 MPa) à cette limite élastique de compression. Et je ne trouve pas aisément ces valeurs limites de compression dans la littérature ou sur le web que ce soit pour différentes nuances d'alu ou même pour les aciers !

Parce que pour les métaux, la limite en traction et en compression sont peu différentes. Dans les calculs courants, on se sert de la limite en traction Re dans les deux cas.

Quand tu dis que "17MPa est à la moitié de la limite élastique d'un alu pur", peux tu m'indiquer où tu trouves ces valeurs limites ?

J'ai trouvé cela dans un livre donné par ALMET fournisseur d'acier inox et d'alliages d'alu. Tu devrais pouvoir l'obtenir (je n'ai pas regardé mais il y a peut-être ces renseignements sur leur site) :

http://www.almet-metal.com/

Cordialement

[Jaunin]

Bonjour, Turboman,
Vous trouverez des informations à la page 3-6 sur le lien suivant :
http://forums.futura-sciences.com/post1821666-4.html
Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Bonjour,
Je viens de trouver un renseignement sur le matage, je joins le site, voir dans le pdf, matage.(p97).
Cordialement.
Jaunin__

https://intranet.insa-toulouse.fr/vi...ation07-LT.pdf

[Jaunin]

Bonjour,
Je ne sais pas si c'est toujours d'actualité, mais je viens de trouver un renseignement sur le matage, je joins le site, voir dans calcul clavette.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.frogetech-blog.com/article-22599123.html