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Clé dynamométrique (2)

icon 15/01/2020 - Comments are closed

J'ai déjà une clé dynamométrique dont j'arrivais aux limites de son utilisation.
  • Gamme d'utilisation de 28Nm à 210Nm
  • Bras de 400mm
  • Carré d'entraînement de 1/2"
C'est très bien pour des pièces de voiture accessibles (roues, freins, suspension), mais le couple de serrage minimum est beaucoup trop élevé pour les pièces de vélo délicates en aluminium, et la clé est trop encombrante pour certaines pièces inaccessibles dans une baie moteur de voiture.

Astuce
J'ai acheté une balance pèse-bagages, testé son étalonnage avec des bouteilles d'eau entre 1kg et 22.5kg. Je n'ai pas pu tester précisément au dela, mais le capteur fonctionne bien jusqu'à 50kg comme spécifié.
Je dispose de clés à douille et plates adaptées aux pièces que je dois visser. Comme il faut un levier et une force pour avoir un couple, il n'y a besoin de rien de plus.

On va devoir mesurer la longueur entre le pivot et le point où on applique la force, puis calculer la force à appliquer en fonction du couple donné :
diy torque wrench schematic
Il est important que la sangle soit perpendiculaire au levier, que la longueur utile du levier (bleu-clair sur le schéma) soit connue et ne change pas, et que la totalité de la force soit appliquée sur le pèse-bagages.

$$C = F \times L$$
$$F = \frac{C}{L}$$
$$F_{kg} = \frac{C}{L \times g}$$
Avec \(F_{kg}\) en kg-f, \(F\) en N, \(C\) en Nm, \(L\) en m et \(g\) = 9.81N/kg

Parfaitement fonctionnel là où la place est limitée:
diy torque wrench working

Dans ce cas, il s'agit d'un embout 5/16" pour lequel même un cliquet 1/4" et un adaptateur 5/16" ne passeraient pas.
Par chance, 5/16" donnent environ 7.9mm, ce qui fait que l'embout recouvert de scotch rentre sans jeu dans une clé à pipe de 8mm (elle-même enfoncée dans une clé plus grande pour avoir un plus grand levier).

Par exemple ici, on mesure une longueur entre le centre de l'embout et la sangle de la clé L = 225mm, et on doit appliquer un couple C = 50Nm. Ce qui donne : $$F_{kg} = \frac{50Nm}{0.225m \times 9.81N/kg}$$
$$F_{kg} = 22.65 kg \cdot f$$
On doit ainsi serrer jusqu'à ce que le pèse-bagage affiche 22.65kg.

Note: La sangle du pèse-bagage n'est pas placée correctement vu que la photo a été prise avec une seule main.

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Perceuse Black & Decker

icon 20/01/2018 - No comments

J'ai récupéré une perceuse qui semblait assez ancienne, fonctionnelle, mais avec un bruit de roulements usés
Au prix où je l'ai eu (0EUR), je n'ai rien à perdre à la démonter pour voir ce qui ne va pas.
D'habitude, les outils Black & Decker ne valent pas mieux que les Chinoiseries, mais celui-ci est nettement plus lourd que d'habitude.
Black & Decker drill

Démontage de la coque
Il y a des vis à tête Philips ou plate de partout, et accessibles, du coup c'est très intuitif.
Contrairement aux perceuses bas de gamme actuelles, la coque est en nylon (renforcé, PA6-GF) monobloc, avec une cloche métallique autour du réducteur et en plastique à l'arrière du moteur, au lieu d'être en deux parties moulées (nettement plus rapide et cheap à mouler).
De façon intéressante, la date de fabrication est marquée sur les pièces moulées (1973).

On commence par le dos du moteur, qui donne accès aux palliers du moteur (le bronze est sec et poussiéreux, mais sans jeu ni traces de chauffe), et les balais ont l'air en bon état.
bushings + brushes cover
brushes

Le démontage de la partie autour de l'interrupteur et du cordon secteur est amusante. L'ensemble devrait être protégé de la poussière extérieure, mais est plein de poussière noire, comme si quelque chose avec explosé.
switch

La coupable est une capa "Fribourg condensateurs", de capacité inconnue, mais comme elle ne sert qu'à redresser le PF et limiter le bruit des balais, on peut s'en passer temporairement.


On peut ensuite retirer la cloche du réducteur avec le rotor (attention, j'ai abimé des pales de ventilation, et le moteur n'est plus très bien équilibré). On voit aussi des marques d'équilibrage sur le rotor.
rotor shaft and fan

On peut aussi démonter le stator pour le nettoyer. Vu le volume du core magnétique et le diamètre du fil de cuivre, ça semble dimensionné "à la louche" pour 500W continus et 1.5kW pic.

Réducteur
Sans surprise, vu le bruit qui venait du réducteur, on pouvait s'attendre à des choses intéressantes.
La graisse est complètement collée avec une consistance de chewing-gum, et les roulements/palliers et les engrenages tournent quasiment à sec.
old cooked grease

En démontant progressivement, on peut dégager les restes de graisse à la spatule, et nettoyer la cloche, puis les palliers/roulements et les engrenages avec plusieurs bains d'essence successifs.

On va faire attention aux palliers (le jeu est correct), et les tremper une heure dans de l'huile chauffée (le bronze fritté est une sorte "d'éponge à huile", et l'huile est plus fluide à chaud).

Ensuite, on pré-graisse les engrenages et les roulements, puis on rajoute des gros tas de graisse autour de chaque train d'engrenages.

Nettoyage et remontage
La coque est nettoyée à l'eau savonneuse, ça suffit largement à enlever toute la sciure et les saletés. La partie électrique (collecteur) est nettoyée à l'essence (n'importe quel solvant pas trop agressif pour l'émail et assez volatil devrait aller), pour éviter de l'oxyder.
Ensuite le remontage est assez intuitif.
new grease
grease, brake cleaner and oil

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Clé dynamo

icon 27/12/2017 - No comments

J'ai acheté une clé dynamométrique pour un prix beaucoup trop faible pour que ce soit de la bonne qualité...
Comme je n'en avais pas une confiance absolue, j'ai vérifié la calibration.

Outil
C'est une clé dynamométrique assez simple, avec un bras de 400mm de long, un carré 1/2" (12.7mm) avec un cliquet réversible (mais le ressort ne fonctionne que pour le serrage), et une vis de réglage au bout du bras (28~210Nm). Il y a un joint torique entre le manche et la tête et le bout du manche semble étanche à la poussière.
Absaar cheap torque wrench

À l'utilisation, le cliquet a un angle un peu grand, mais ce n'est pas plus mal pour quelque chose censé tenir 210Nm.
La boite permet de stocker le ressort détendu, en espérant que la clé puisse être durable.
La bague de compression et la vis de bloquage font cheap, le vernier est directement usiné/embouti dans le manche, plutôt qu'être séparé.
1/2
Vernier scale

La marque Absaar semble appartenir à "MSA International", un importateur de Chinoiseries Luxembourgeois, qui livre en Europe (le "Over 40 years of German engineering" peut être trompeur). Ce qui peut expliquer que j'ai vu exactement la même clé vendue sous des marques différente (pour 3 à 4 fois le prix) dans différents magasins de bricolage.

Protocole de mesure
La chose la plus accessible sur laquelle je peux forcer est un écrou de roue de voiture (120Nm maxi), et comme C=F × L, on devrait pouvoir mesurer avec une balance.
torque measuring setup
torque measuring setup

Pour les faibles couples, il est plus facile de manipuler la clé à la main, avec un levier de 400mm, et à partir de 84Nm, il était plus facile d'actionner le bout du levier (420mm) avec le pied.
Il est assez délicat de tenir sur la balance, puisqu'il faut que le poids soit bien réparti et que la force soit appliquée lentement sur le levier. Il faut lire la valeur au moment exact où la clé déclenche.

Pour un premier example, on veut déclencher la clé à 40Nm, on va régler le ressort sur la bonne valeur, puis on se place sur la balance et on commence a appliquer progressivement le couple jusqu'au déclenchement. Avec un levier de 400mm, on devrait avoir environ 10kg.

$$C = (M_v - M) \times g \times l$$
On lit M sur la balance, exactement au moment du déclenchement, et on a mesuré Mv à vide, avant la mesure.
$$C = (61.5 - 51.5)kg \times 9.81N/kg \times 0.4m$$
$$C = 39.24Nm$$

La position de la main sur le levier est précise à 10mm près (2.5%), le poids est mesuré à 0.5kg près (<2%). On peut estimer "à la louche" une erreur globale de l'ordre de 5%, et inférieure à 10%

Résultats de mesure
calibration checking

Les résultats me conviennent parfaitement pour serrer des écrous sans avoir peur de les voir se dévisser ni les tordre en serrant trop fort.

Références

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