Machine de grenaillage
Machines de grenaillage à turbines et à buses à air qui créent une couche de contraintes de compression contrôlée dans les ressorts, engrenages, arbres et pièces soudées ou usinées, avec une intensité vérifiée sur bandes Almen et une couverture définie selon le plan.
Conçue pour les pièces qui défaillent par fatigue plutôt que par corrosion : la machine est spécifiée par l'intensité de grenaillage, la couverture et le média, et non par la cadence de nettoyage.
Spécifications techniques
Une machine de grenaillage est spécifiée par le résultat sur la pièce, c'est pourquoi le tableau indique comment l'intensité, la couverture et le média sont contrôlés. La taille de la cabine, le nombre de turbines ou de buses et la manutention sont fixés dans la spécification écrite après examen de vos pièces, plans et cadences.
| Processus | Grenaillage contrôlé : un média rond frappe la surface et laisse des empreintes qui se chevauchent, ce qui met la couche superficielle en contraintes résiduelles de compression et retarde l'amorçage des fissures de fatigue |
|---|---|
| Méthode de propulsion du média | Turbines de grenaillage centrifuges pour pièces répétitives à grand volume ; buses à air comprimé sur manipulateurs ou robots pour formes complexes, alésages et zones locales |
| Mesure de l'intensité | Bandelettes Almen (N, A ou C) dans des porte-éprouvettes sur un montage conformé à la pièce ; hauteur de flèche lue sur un calibre Almen ; bandelettes d'essai, porte-éprouvettes et calibre selon SAE J442 |
| Vérification de l'intensité | Courbe de saturation selon SAE J443 : l'intensité est la hauteur de flèche au temps d'exposition où le doublement du temps n'augmente la hauteur de flèche que de 10 % au maximum |
| Taux de recouvrement de grenaillage | Défini selon le plan ; 100 % signifie que la surface d'origine est entièrement couverte par des empreintes qui se chevauchent, 200 % correspond à deux fois le temps d'exposition nécessaire pour 100 % |
| Médias | Grenaille d'acier coulée, fil coupé conditionné (arrondi), billes de verre ou billes céramiques, choisies selon le matériau de la pièce et l'intensité requise |
| Classification des médias | Criblage granulométrique et séparation par forme, afin que les billes cassées ou sous-dimensionnées soient éliminées avant d'atteindre la pièce |
| Contrôle du débit et de la vitesse du média | Débit de média dosé par roue ou buse ; vitesse de roue par variateur de fréquence ou pression d'air par régulateur, avec points de consigne enregistrés |
| Manutention des pièces | Crochet rotatif, table rotative, table satellite, convoyeur à rouleaux ou robot, sélectionné selon la géométrie de la pièce et le temps de cycle |
| Spécifications de procédé prises en charge | SAE J442 et J443 ; SAE AMS 2430 (grenaillage automatisé) et AMS 2432 (grenaillage à surveillance informatique) ; MIL-S-13165C / AMS-S-13165 héritées sur demande |
| Dépoussiérage | Dépoussiéreur à cartouches dimensionné selon le débit d'air de la cabine, avec séparation par lavage à l'air des poussières et fines du flux de média |
Sélection des bandes Almen
Le type de bande suit l'intensité indiquée sur le dessin. L'épaisseur et les plages ci-dessous sont les valeurs publiées pour les bandes Almen certifiées.
| Bande d'essai | Épaisseur de la bande | Utilisation typique |
|---|---|---|
| N | Environ 0,76-0,81 mm (0,030-0,032 in) | Hauteurs d'arc inférieures à 0,004 in sur l'échelle A ; courant avec les billes de verre et de céramique |
| A | Environ 1,27-1,32 mm (0,050-0,052 in) | Hauteurs d'arc de 0,004 à 0,024 po ; la bande standard pour la grenaille coulée et le fil coupé |
| C | Environ 2,36-2,41 mm (0,093-0,095 po) | Hauteurs d'arc supérieures à 0,024 po sur l'échelle A ; grenaillage intensif |
Gains de fatigue publiés obtenus par grenaillage
Il s'agit de chiffres de référence publiés, et non d'une garantie pour une pièce spécifique ; le gain sur votre pièce dépend du matériau, de la géométrie et du chargement et est confirmé par vos propres essais de fatigue.
| Matériau ou pièce | Gain publié | Source des données |
|---|---|---|
| Alliages d'aluminium | Résistance à la fatigue augmentée d'environ 35 % | The Open University, OpenLearn |
| Aciers à faible et moyenne teneur en carbone et aciers faiblement alliés | Résistance à la fatigue augmentée jusqu'à 50 % | The Open University, OpenLearn |
| Bielles | Durée de vie en fatigue augmentée de 75-100 % | The Open University, OpenLearn |
Configuration de la machine
- Cabine de grenaillage revêtue de plaques d'usure, avec turbines de projection ou manipulateurs de buses positionnés pour la famille de pièces
- Fixation de pièce ou système de manutention qui fait tourner ou indexe la pièce afin que chaque surface spécifiée reçoive la même exposition
- Récupération des médias, séparateur à lavage à air, classificateur de taille et séparateur de forme alimentant une trémie de stockage
- Vannes de régulation du débit de média et régulation de la vitesse de turbine ou de la pression d'air, avec consignes stockées par recette de pièce
- Porte-éprouvettes Almen sur un montage d'essai correspondant à la pièce, plus un calibre Almen pour les lectures de hauteur d'arc
- Automate programmable et IHM avec gestion des recettes et enregistrements de processus ; dépoussiéreur à cartouches
Composants de machine
Automate programmable et IHM de Siemens, variateurs de fréquence d'ABB ou Siemens et motoréducteurs de SEW-Eurodrive sont disponibles lorsque le client les spécifie. Les éprouvettes et calibres Almen ainsi que les vannes de régulation de débit de média MagnaValve d'Electronics Inc. peuvent être installés sur demande.
Références d'application
Ressorts hélicoïdaux et à lames, barres de torsion, engrenages de transmission et industriels, vilebrequins, bielles et essieux, ainsi que pièces soudées et usinées pour les machines de construction, d'exploitation minière et agricoles, où la durée de vie en fatigue détermine la durée de service.
Engagement d'ingénierie
Chaque machine est conçue selon un cahier des charges de performance écrit. L'intensité de grenaillage, la couverture et la spécification des médias sont stipulées dans le contrat et démontrées avec des bandes Almen sur votre propre pièce lors de l'essai en usine avant expédition.
Service et livraison
Les configurations standard sont expédiées en 30 à 60 jours avec une garantie de 12 mois sur la machine complète et de 36 mois sur les composants critiques. L'installation sur site, la mise en service et la formation des opérateurs sont disponibles dans le monde entier, et le réglage des procédés ainsi que le support des pièces de rechange se poursuivent pendant toute la durée de vie de la machine.
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre le grenaillage de précontrainte et le sablage à la grenaille ?
Le sablage à la grenaille nettoie : il élimine la calamine, la rouille et les anciens revêtements et laisse un profil pour la peinture. Le grenaillage de précontrainte renforce : des médias ronds de taille contrôlée sont projetés à une intensité contrôlée de sorte que la couche superficielle soit laissée en compression. Les machines se ressemblent, mais une machine de grenaillage de précontrainte ajoute la classification des médias, le contrôle du débit et de la vitesse et la vérification par bandes Almen.
Comment mesure-t-on l'intensité de grenaillage ?
Avec des bandes Almen. Une bande est fixée dans un support et grenaillée sur une face ; elle se courbe, et la hauteur de flèche est lue sur une jauge Almen. Les bandes sont grenaillées pendant des durées croissantes pour tracer une courbe de saturation, et l'intensité est la hauteur de flèche au point où le doublement du temps d'exposition n'ajoute pas plus de 10 %.
Grenaillage à la roue ou grenaillage à buse à air ?
Les roues projettent beaucoup plus de média par minute et conviennent aux ressorts, engrenages et arbres fabriqués en volume. Les buses sont plus lentes mais peuvent être orientées, ce qui les rend adaptées aux pièces complexes, aux alésages, aux congés et aux zones qui doivent être grenaillées à une intensité différente du reste de la pièce.
Quel média dois-je utiliser ?
La grenaille d'acier coulée et le fil coupé conditionné sont les choix habituels pour les pièces en acier ; les billes de verre et de céramique sont utilisées pour les faibles intensités, les sections minces et là où la contamination par le fer doit être évitée. Quel que soit le média, il doit rester rond et dans les limites de taille, c'est pourquoi la machine le classe en continu.