Présentation Cetim 17-10-2013

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Com Repoussage 15/10/13
Protocole
d’essai
Comité Repoussage
PROTOCOLE D’ESSAI TRIBOLOGIQUE
Correspondant industriel : M. DESBORDES
Responsable Projet : J. POHIER
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Essais
tribologiques
Protocole d’essai tribologique
Phase 3 : Essais tribologiques
Objectif : caractériser différents couples tribologiques molette/tôle dans
différentes conditions de contact (température, lubrifiant, pression de contact,
vitesse de la molette…)
 A partir d’essais de tribologie adaptés, vérifier la corrélation entre essais et
comportement réel des pièces et des molettes.
Essais
tribologiques
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ESSAIS TRIBOLOGIQUES
Spécificité du contact molette/flanc (analyse des sollicitations) :
- Pmoy = 1,65 GPa / Pmax = 2,7 GPa
- lubrification limite (graisse/huile de repoussage)
- Vrotation = 1 000 tr/min
- Vavance = 15 mm/s
Configurations d’essais
304L / Ampco 25 (40HRc)
Ti40 / Ampco 25 (40HRc)
304L / X154CrMoV12 (60HRc)
Ti40 / X154CrMoV12 (60HRc)
304L / Si3N4
Ti40 / Si3N4
Acier galvanisé / Ampco 25 (40HRc)
Acier galvanisé / X154CrMoV12 (60HRc)
Acier galvanisé / Si3N4
Alu série 2000 / Ampco 25 (40HRc)
Alu série 2000 / X154CrMoV12 (60HRc)
Alu série 2000 / Si3N4
 Réception pions céramiques CRITT (fin 10/13)
Essais
tribologiques
Frottement alternatif (Plint TE77)
Spécificité du contact molette/flanc
(analyse des sollicitations) :
Contact sphère / plan
- Pmax = 2,7 Gpa  245N
- Pmax = 1,7 Gpa  56N
- à sec et en lubrification limite
(graisse/huile de repoussage)
- Vavance = 15 mm/s
- T = 70°C
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ESSAIS TRIBOLOGIQUES
Diamètre de la bille (mm)
Module d'Young de la bille 1 en Bronze
CuAl (GPa)
Coefficient de Poisson de la bille
Module d'Young du plan 304L (GPa)
Coefficient de Poisson du plan
Charge appliquée (N)
Pression maxi (MPa)
8,00E+00
8,00E+00
120
0,32
193
0,27
245
2699
120
0,32
193
0,27
56
1650
Essais
tribologiques
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ESSAIS TRIBOLOGIQUES
Frottement alternatif (Plint TE77) – acier à outils X154CrMoV12 - 60HRc
/ tôle 304L – 70°C
Pmax = 2,7 GPa
Essais
tribologiques
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ESSAIS TRIBOLOGIQUES
Frottement alternatif (Plint TE77) – acier à outils X154CrMoV12 - 60HRc
/ tôle 304L – 70°C
Pmax = 1,6 GPa - graisse
Essais
tribologiques
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ESSAIS TRIBOLOGIQUES
Frottement alternatif (Plint TE77) – AMPCO 25 - 40HRc / tôle 304L – 70°C
Pmax = 2,7 GPa
Essais
tribologiques
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ESSAIS TRIBOLOGIQUES
Frottement alternatif (Plint TE77) – AMPCO 25 - 40HRc / tôle 304L – 70°C
Pmax = 1,6 GPa
Essais
tribologiques
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ESSAIS TRIBOLOGIQUES
Frottement alternatif (Plint TE77) – acier à outils X154CrMoV12 - 60HRc
/ tôle galvanisée
Pmax = 2,7 GPa
Essais
tribologiques
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ESSAIS TRIBOLOGIQUES
Frottement alternatif (Plint TE77) – AMPCO 25 - 40HRc / tôle galvanisée
Pmax = 2,7 GPa
Essais
tribologiques
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ESSAIS TRIBOLOGIQUES
Tôle galvanisée / Pmoy = 1,6 Gpa – lubrification huile
Ampco 25
Essais
tribologiques
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ESSAIS TRIBOLOGIQUES
Tôle galvanisée / Pmoy = 1,6 Gpa – lubrification graisse
Acier à outils
Ampco 25
Essais
tribologiques
Coefficient de frottement
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ESSAIS TRIBOLOGIQUES
Essais
tribologiques
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ESSAIS TRIBOLOGIQUES
Comparaison essais – mode de dégradation pièces repoussées
Essais
tribologiques
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ESSAIS TRIBOLOGIQUES
Comparaison essais – mode de dégradation pièces repoussées
Essais
tribologiques
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ESSAIS TRIBOLOGIQUES
Bilan – contact sphère / plan – essais frottement alternatif
Inox 304L :
- Matage et déformation plastiques de l’acier inox ;
- Adhésion-grippage de l’inox sous très forte pression pour tout état de
surface ;
- Pas ou peu d’influence d’une lubrification ;
- Usure quasi nulle pion acier à outils (adhérence du 304L – brunissement)
 Meilleure représentativité des résultats
Acier galvanisé :
- Adhésion de la couche Zn sur pion et beurrage plus important à forte
pression et avec pions acier à outils ;
- Aspect terne et non homogène avec pions acier à outils ;
- Influence notable de la lubrification
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ESSAIS DE GLISSEMENT
cylindre
Capteur top tour
Un cylindre a été choisi pour faire les
mesures pour mesurer parfaitement
la vitesse de surface de la pièce
repoussée.
Trois matières seront utilisées:
- un acier inox 304 L
- un alliage aluminium AG3-5754
- un acier doux E24
galet
Capteur top tour
Support de galet
Instrumenté (effort)
Principe du système de mesure
vélocimètre
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ESSAIS DE GLISSEMENT
Il sera fait quatre mesures:
Avec un top tour,
- la mesure de la vitesse moyenne de la pièce
- la mesure de la vitesse moyenne du galet
Avec un vibromètre laser,
- la mesure de la vitesse instantanée du galet
Avec le support de galet instrumenté,
- la mesure des efforts
Réalisation : Novembre – décembre 2013
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Essais
tribologiques
Perspectives et aspects budgétaires
Phase en cours : phase 3
- Continuation d’essais de frottement alternatif (TE-77) sur tôle aluminium et titane
selon conditions d’essais avec plaques ;
- Essais 4-billes : éprouvettes OK (fin 2013 – réparation nécessaire sur banc)
- Effet de l’accélération de la molette – mesure du glissement
Desbordes (≈ fin 2013)
 Budget phase 3 : 32,5k€ (25k€ tribologie + 7,5k€ glissement)
 Réalisation à début octobre : 18,5k€ (15k€ tribologie + 3,5k€ glissement)
 Atterrissage prévu au budget… à voir si réalisation des essais 4 billes en sous-traitance
externe et mesures de glissement…
 Clôture prévue : Avril 2014