Tolérance de couple et contrôle du diamètre du fil pour ressort de torsion
tolérance de couple du ressort de torsion
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,Ressort de torsion filé
Tolérance de couple pour ressort de torsion : pourquoi le diamètre du fil fixe la limite
La plupart des litiges concernant les ressorts de torsion personnalisés ne portent pas sur la qualité du matériau. Ils portent sur le couple mesuré sur le montage du client qui sort des tolérances du dessin. La raison est presque toujours le fil, pas la machine à enrouler : le couple dépend du diamètre du fil à la quatrième puissance, donc chaque micron de variation du diamètre est amplifié avant même que le ressort ne soit formé.
Cet article explique la chaîne de tolérance derrière le couple des ressorts de torsion et comment spécifier le fil afin que le ressort fini passe le calibre du premier coup.
La règle de la quatrième puissance
Pour un ressort de torsion à fil rond, le couple est proportionnel au module d'élasticité, au diamètre du fil à la quatrième puissance, à l'angle de déflexion, et inversement proportionnel au diamètre moyen de la bobine et au nombre de spires actives. La conséquence pratique : un changement de 1 % du diamètre du fil modifie le couple d'environ 4 %, tandis qu'un changement de 1 % du diamètre de la bobine le modifie de 1 %.
Sur un fil de 1,0 mm, une tolérance h9 standard de 0,025 mm représente déjà 2,5 % du diamètre. Cela se traduit par une variation de couple d'environ 10 %, avant toute contribution de la dispersion du module ou de la géométrie des pattes. C'est pourquoi une tolérance de couple plus serrée que plus ou moins 10 % ne peut pas être obtenue avec un fil commercial standard.
La chaîne de tolérance complète
Diamètre du fil
h9 est le point de départ normal pour le fil à ressort. Lorsque la tolérance de couple inférieure à 8 % est indiquée sur le dessin, nous recommandons h8 ou une bande de diamètre fixe convenue avec l'aciérie, par exemple 1,00 mm plus ou moins 0,008 mm. La bande plus serrée doit être commandée par lot de fabrication, car les lots mélangés réintroduisent la dispersion.
Module d'élasticité
Les aciers 302 et 304 tréfilés à froid se situent autour de 193 GPa avec une dispersion typique par lot de plus ou moins 2 %. Cette dispersion déplace le couple de 2 % environ, elle doit donc être incluse dans l'empilement plutôt que mesurée une fois et supposée constante.
Géométrie des pattes
La longueur des pattes, l'angle des pattes et le rayon de courbure à la racine de la patte affectent tous l'endroit où le ressort entre en contact avec la pièce d'accouplement. Nous maintenons l'angle des pattes à plus ou moins 2 degrés et la longueur des pattes à plus ou moins 0,3 mm sur les ressorts de plus de 2 mm de fil, en resserrant les deux chiffres sur demande. Le rayon de courbure à la racine de la patte ne doit pas être inférieur à la moitié du diamètre du fil, sinon la patte devient le premier site de fatigue.
Détente après enroulement
L'enroulement laisse des contraintes résiduelles qui se relâchent au cours des quelques centaines de premiers cycles, de sorte que le couple mesuré à froid n'est pas le couple que le client voit en service. Un recuit à basse température à 200-300 degrés C pendant 30-60 minutes stabilise la géométrie et réduit la perte de couple initiale, en particulier sur les ressorts à indice élevé.
Fenêtre de spécification typique
| Paramètre | Standard | Option resserrée |
|---|---|---|
| Diamètre du fil | 0,15 - 12 mm | Bande fixe sur demande |
| Tolérance du fil | h9 | h8 ou bande convenue |
| Diamètre extérieur | 1 - 100 mm | Selon dessin |
| Tolérance de couple | plus ou moins 10% | plus ou moins 8% |
| Angle de patte | plus ou moins 2 degrés | plus ou moins 1 degré |
| Longueur de patte | plus ou moins 0,3 mm | plus ou moins 0,15 mm |
| Qualités | 201, 302, 304, 316 | Autres qualités sur demande |
| Finition | Passivé, brillant | Selon norme client |
Applications
- Clips, loquets et mécanismes d'amortissement
- Charnières de portes et couvercles dans les appareils électroménagers
- Clips de retenue pour intérieurs automobiles
- Fermetures médicales et d'instruments
- Ressorts de commutateurs et de contacts électriques
Comment rédiger le dessin
Indiquer le diamètre et la tolérance du fil, le diamètre extérieur, le nombre de spires, les longueurs de pattes et l'angle des pattes, l'angle de déflexion de travail auquel le couple est vérifié, et l'entrefer du montage utilisé pour la mesure. Indiquer la tolérance de couple par rapport à un angle de déflexion défini plutôt qu'à une position libre, car l'angle libre se déplace après la détente tandis que le couple à un angle fixe ne bouge pas.
TOPONE produit du fil d'acier inoxydable depuis 1993 et fournit à la fois le fil et les ressorts de torsion enroulés, ce qui signifie que la tolérance du fil et la tolérance du ressort sont convenues en un seul endroit au lieu d'être négociées entre deux fournisseurs.
