axe, roulement et blocage par circlip.

[invite974784b8]

Bonjour,
Je suis en train de motoriser un support de camera pour réaliser time lapses et effets videos.
j'ai donc un sabot de fixation pour la caméra (rouge) sur lequel est monté un axe (gris) entrainé à son extrémité par une poulie.
Cet axe aura un épaulement pour reposer sur la bague interne d'un roulement (violet) lui même monté serré dans un plateau fixe (vert).
Je voulais dans un premier temps savoir si un roulement classique était un bon choix pour supporter le poids d'un reflex en charge axiale. Si le reflex est déporté par rapport à l'axe, le roulement subira également une charge radiale. Cette solution de l'épaulement est elle convenable? Faut il choisir un autre type de roulement. (butée à bille par exemple mais je crois qu'elles ne supportent pas de charge radiale.)
Dans un second temps je souhaite sécuriser l'axe en translation par un circlip (bleu) en dessous du roulement, est-ce bien la plus simple des solutions?
Merci par avance pour vos conseils!


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[Jaunin]

Bonjour, Kattt,
Je ne comprends pas très bien votre dessin, si vous avez une autre vue.
Quel est le poids du reflex ?
Cordialement.
Jaunin__

[Touche-à-tout]

Bonjour,

Votre schéma représente la configuration la plus simple pour cette application.
On peut préciser:
- La charge supportable par les roulements n'importe que peu pour un usage quasiment statique comme celui-ci avec une charge modérée comme un appareil photo, fut-il bien équipé.
- Une butée à bille conviendrait aussi mais ne se tient pas toute seule, il faut impérativement lui appliquer une précontrainte. La même remarque que précédemment s'adapte, la charge radiale est ici insignifiante par rapport à la résistance des matériaux.
- A qualité d'exécution est par contre assez importante car un seul roulement n'est pas la meilleure configuration sous charge radiale en porte-à-faux (déséquilibre du reflex et tension de la courroie d'entraînement. Deux roulements, si possible un peu espacés, assureront une parfaite immobilité de l'axe quelle que soit son orientation et éviteront que l'objectif monte et descende à cause du jeu. La configuration idéale pour cela est d'avoir les roulements de part et d'autre de la charge, ici au moins de part et d'autre de la poulie.
- Le rapport de réduction et la motorisation sont des données capitales pour assurer un contrôle de la rotation et un effet fluide des mouvements.
- Le time-lapse est une technique qui requiert une immobilité absolue de l'appareil photo, votre platine orientable n'y convient donc pas vraiment.
- Le pilotage asservi est complexe mais permet de mémoriser les positions début/fin de course, de régler la vitesse, de répéter l'opération x fois (courroie/poulie crantées)...
- Le circlip n'est nécessaire que si vous craignez une extraction involontaire de l'axe (jeu ou utilisation tête en bas). C'est une bonne pratique d'en prévoir un de toute façon mais si vous vous contentez d'un usage dans la position illustrée et que l'axe est monté serré, il ne devrait pas se sauver à moins d'un choc à la manipulation.
- Dans l'absolu, pour un usage panoramique l'usage veut que pour éviter les déformations, le plan focal optique soit sur l'axe de rotation. Il faut donc effectivement positionner l'appareil pour cela mais la contrainte en charge radiale sera là aussi négligeable, d'autant plus que c'est le mode préféré de fonctionnement des roulements...
- Prenez garde à ce que la motorisation n'induise pas de mouvements parasites, des petites vibrations que haute définition et longues focales ne pardonnent pas !
- La vitesse devra être aussi lente et régulière que possible.

J'imagine que c'est pour placer une caméra dans des endroits pas possibles, car sinon une tête fluide épargnerait bien du travail.

Cordialement,
Nicolas.

[invite974784b8]

Merci beaucoup pour vos réponses.

@Jaunin.
Le reflex pèse 540 g, mes objectifs quasiment autant.

@Touche-à-tout.

Un grand merci, vraiment, pour toutes ces precisions. Mes préoccupations sont principalement mécaniques, j'ai quelqu'un de proffessionel sous la main pour le contrôle des moteurs

Je n'ai qu'un petit budget pour cette réalisation et je recherche le meilleur compromis entre une réalisation mécaniquement idéale et celle que mon porte-feuille permettra.
Pensez vous que je puisse me passer d'un deuxième roulement en dessous de la poulie si je modifie les choses comme dans ce second schéma?



- En noir se trouve une butée dont les cages sont montées serrées dans les platines mobile (rouge) et fixe (vert). La butée en question indique pouvoir supporter une petite charge radiale.
- En violet je monterais éventuellement un roulement à collerette pour maintenir une plus grande longueur d'axe.
(Dans le but d'avoir quelque chose de totalement démontable, je pensais ne pas monter l'axe serré dans le roulement violet)
- En bleu le circlip, en dessous enfin, la poulie.

Pour l'usinage de la rainure qui accueillera le circlip, puis-je la faire faire au plus proche du roulement pour annuler tout le jeu axial et ainsi contraindre légèrement la butée?
Y a-t-il des règles à respecter pour le choix du circlip, (il y a tant de formes disponibles). Doit-il n'être en contact qu'avec la bague intérieure du roulement?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jaunin]

Pour information :

http://www.seeger-orbis.com/about-us...e/?accactive=2

http://www.google.ch/url?sa=t&rct=j&...RGPegveewMpG7A

[Jaunin]

Encore un :

https://www.google.ch/url?sa=t&rct=j...TCvNw7J6x9r7hw

[invite974784b8]

Merci Jaunin pour ces documents très complets.
En les parcourant j'ai lu que des bagues chanfreinées sont utilisée pour annuler le jeu axial, c'es surement ce dont j'ai besoin.

[Touche-à-tout]

Bonjour Kattt,

Votre second schéma convient aussi, il sera nettement plus coûteux que le premier mais aussi plus efficace. L'augmentation du frottement par la butée est justement un avantage, tant qu'il ny a pas de point dur, pour réaliser des panoramiques en vidéo. Là encore, ne vous inquiétez pas des charges admissibles qui sont calculées à des vitesses et intensités d'usage autrement supérieures à votre projet. Les baïonnettes d'objectifs seraient arrachées par la force centrifuge avant que roulement et butée ne sentent quoi que ce soit...
Un épaulement sur l'axe reste nécessaire, au moins pour maintenir la platine rouge.
Par contre, le circlip, même logé au plus près du roulement, ne suffit pas à précharger la butée et à éviter le jeu axial. Vous pouvez ajouter une rondelle élastique entre la bague intérieure du roulement et le circlip, cette rondelle fera fonction de ressort de précharge. Soignez bien votre chaîne de cotes pour qu'il ne subsiste pas de jeu mais que le montage reste possible (compression de la rondelle pour mise en place du circlip assez délicate !). Notez qu'il n'y a pas besoin non plus d'une précharge énorme, toujours du fait de cette application 'light'. La rondelle de précharge peut prendre différentes formes (deux Belleville face à face, un carré de tôle bleue cintrée), tant qu'elle a l'élasticité nécessaire au rattrapage de jeu.

Le circlip, ou la rondelle de précharge, doivent n'appuyer que sur la bague intérieure du roulement pour éviter de détériorer le flasque de protection et ne pas introduire de frottement parasite. La rondelle de précharge conviendrait déjà à votre premier schéma, toujours en tenant compte des faibles efforts à supporter en "quasi-statique".

Cordialement,
Nicolas.

[mécano41]

Bonjour,

Ci-joint, un montage possible...A noter que, vu la faible charge, des roulements droits (2 fois moins chers) pourraient faire l'affaire avec le même montage à réglage de précontrainte...c'est moins rigide, mais ici....

Cordialement

[invite974784b8]

Bonsoir,

@Touche-à-tout.
Pour le souci de montage du circlip avec compression de la rondelle, je peux peut-être positionner les rondelles dynamiques entre l'épaulement de l'axe et le plateau mobile?
Une pression sur l'axe permettrait le montage. Une fois celui-ci réalisé la rondelle remonterait légèrement l'axe.
Cela dit, c'est peut être un peu trop compliqué!

@mécano41.
Merci également pour vos conseils et références produit
Mon axe sera plus petit, mais votre solution est intéressante.
lorsque vous parlez de rainure dans l'arbre, il s'agit bien d'un filetage pour le serrage de l'écrou?

[Jaunin]

Bonjour, Kattt,

http://www.michaud-chailly.fr/rondel...serrage-f2-11/

Je suppose que mécano41, que je salue, pensait à cela.

La rainure est dans l'axe de l'arbre à travers le filetage pour éviter le dévissage des rondelles.

Cordialement.
Jaunin__

[Touche-à-tout]

Oui, la rondelle de précharge peut être placée ailleurs du moment qu'elle comprime bien la butée.
En général, le mieux est d'utiliser un ajustement pas trop serré et de placer la rondelle en extrémité. Elle compense ainsi le jeu de tout l'empilement si l'arbre a suffisamment de liberté pour coulisser sans jeu radial (inutile de rentrer les roulements en force !).

Le montage proposé par mécano41 est nettement plus "académique" et répond à tous les critères du mouvement souhaité, mais il est vrai que la réalisation en devient en peu plus complexe pour une application si peu contraignante.

Dans l'absolu, il y a encore une variante, pour simplifier:
Reprenez votre premier schéma, mais avec un roulement à contact oblique ou à rouleaux coniques si la dimension le permet. En lien avec une rondelle de précharge, ce montage tient les charges axiales ET radiales et reste relativement simple.
Donc, par rapport à la première question:
- Épaulement: oui
- Circlip: oui (avec rondelle de précharge)
- En précisant que le roulement ne doit pas être traversant; la platine verte doit comporter un logement pour "fermer" l'empilement face à l'épaulement et permettre l'action de la rondelle et du circlip.
- En précisant également un ajustement arbre/roulement coulissant sans jeu radial.

Pour le montage du circlip en charge, le plus simple est encore de placer le montage à l'envers sur un support stable et d'enfiler le circlip sur l'axe au plus près et de l'engager en poussant dessus avec un tube. Cela comprime la rondelle jusqu'à ce que le circlip trouve sa place.

Cordialement,
Nicolas.

[invite974784b8]

Merci.

Pour être certain d'avoir bien compris votre solution, le "logement pour fermer l'empilement face à l'épaulement" correspond bien à la zone en rouge sur le schéma de mécano41?


C'est vrai que l'application n'est pas très contraignante, mais en tant que grand débutant, il est plaisant de viser une solution "académique", cela me permet d'apprendre beaucoup de choses notamment sur les différents types de roulements et leurs applications. (Cela me donne envie de retourner au musée des Arts et Métiers pour voir tous ces roulements d'un autre oeil.)

Dans la continuité de mes questions; aurait-il été judicieux de vouloir monter la platine tournante directement sur l'axe de mon moteur afin de gagner de la place et d'economiser sur le nombre de pièces?
En gardant mon premier schéma, le corps de mon moteur serait fixé à la platine verte pour remplacer la poulie. Pourrait-on créer une précontrainte sur le roulement en vissant un ecrou KM sur l'extrémité de l'arbre?
Je pense à la charge radiale maximale admissible par le moteur, et me demande si un tel montage est "académiquement" envisageable.

[Touche-à-tout]

Bonjour,

Par "fermer l'empilement", j'entends s'assurer qu'il n'y a pas de risque d'échappement d'une pièce. Dans votre second schéma, la platine verte est bien coincée entre la butée à bille et le roulement épaulé et ne peut donc pas coulisser. Sur un roulement simple comme sur le premier schéma, la platine pourrait finir par glisser.
Sur le schéma de mécano41, les roulements sont dans des logements et en butée contre un épaulement d'un côté et contre un écrou de précharge de l'autre, aucun risque d'extraction accidentelle (par contre, vous aurez remarqué que le montage ne traite qu'une seule pièce et non pas deux entre elles).

En effet, si la configuration des pièces n'est pas "fermée", au moment où vous appliquez la précharge, celle-ci agit en extracteur de moyeu et déboîte votre empilement. Il est bien entendu que le raisonnement est dans l'absolu et que le premier schéma ne prévoyait pas de précharge, c'est pourquoi je précise que le roulement ne doit pas pouvoir traverser la platine verte (et l'axe devrait aussi avoir un épaulement pour ne pas traverser la platine rouge).

Pour les questions suivantes:
- Monter l'axe en direct sur le moteur supposerait qu'il s'agit d'un moteur pas à pas ou équipé d'un réducteur. Dans les deux cas se pose la question de la résistance de l'arbre de sortie. Un moteur pas à pas me semble improbable du fait des saccades qu'il engendrerait en cas de vidéo panoramique. Pour un moto-réducteur, le système de poulies ne sert plus à la réduction mais à déporter le moteur pour gain de place ou facilité de fixation, compenser une différence d'alignement. Si la mécanique le permet, un montage dans l'axe est bien sûr possible mais il n'y aura pas vraiment gain de place: ce qui est gagné sur le côté sera perdu en dessous...
Pour persister dans cette voie, le mieux est alors le deuxième schéma, avec la rondelle ressort entre la poulie (ou l'attelage sur l'axe moteur) et le roulement, plus besoin de circlip, il manque juste l'épaulement de l'arbre pour ne pas extraire la platine rouge.
Quand vous dites visser l'écrou KM sur l'arbre, si vous parlez de l'arbre support oui, c'est bien de cela qu'on parle pour remplacer l'ensemble circlip+rondelle de charge. La partie mouvement est alors un sous-ensemble indépendant de la motorisation, pouvant même être désaccouplé pour le besoin du rangement ou transport. En tout cas, il est peu probable de pouvoir usiner l'arbre moteur !

Pour ce qui est de la charge admissible par le moteur, ça dépend du moteur. Certains sont conçus pour fonctionner uniquement à l'horizontale avec des efforts radiaux (entraînement classique d'un compresseur par exemple. Pour une application en vertical, comme pour une perceuse à colonne, le moteur est adapté en recevant des roulements encaissant les charges radiales et axiales pour résister au poids du rotor. Il y a assez peu de chances qu'un petit moteur soit prévu ainsi. Autant les roulements disposent d'une très grande marge pour cette application, autant le moteurs n'en ont pas vraiment.
Les efforts radiaux sont donc limités à la tension de la courroie dans la version initiale du projet, ils deviennent nettement plus importants ici car tout le poids de l'ensemble platine/appareil/objectif se concentre sur l'axe lui-même (torsion !). Comme on ne sait pas de quelle motorisation il s'agit, on ne va pas spéculer inutilement, la réponse est que ce n'est pas du tout "académique" et qu'il s'y ajoute donc le problème des effort axiaux du fait de la charge qui s'appliquerait sur un mécanisme probablement bien moins résistant que le montage discuté ici...

Cordialement,
Nicolas.