Arbre d’hélice plus raide - Choix inox type duplex/remanit...

Hello à tous,

J’aide un copain cet hiver à remotoriser son ketch alu qui va fêter ses 45 ans!
Adieu Perkins 30cv, bienvenue Nanni 50cv + zf 25m pour lequel il a un bon plan.
Son arbre est en 28mm, tube d’étambot 40mm
Longueur sans portée, 1m40
Vitesse d’arbre environ 1200rpm a fond, ça tourne tout doux!

En passant au Nanni, l’arbre va tourner à quasi 1500 rpm, et il faudra avancer un peu le moteur, environ 10cm soit un arbre de 1m50 entre le tourteau et la bague hydrolube.
A coup sûr l’arbre va frapper le tube par flambage a haut régime et sans doute à l’inversion compte tenu du couple de la grosse 19 pouces prévue. Côté résistance c’est juste aussi.
Compte tenu du tube présent on peut passer à 30mm mais pas à 35mm comme cela serait nécessaire compte tenu des abaques communément admis.

Une solution serait un arbre renforcé à base d’inox 318L ou duplex:
- remanit 4418 chez vetus
- duplex 26/25 chez maucour
Sans doute d’autres...

J’avais l’habitude d’utiliser du 318l/duplex pour les mèches de safran car top côté corrosion.
Mais il semblerait que ces inox soit bien plus raides et donc adapté à notre problématique

Problème, impossible de trouver des données précises et surtout comparables entre elles et avec du 316L

Le changement du tube est aussi une option, mais idéalement on souhaiterait éviter, si c’est possible, et donc étudier les autres options

D’avance merci de votre aide.

L'équipage
10 jan. 2021
11 jan. 2021
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Un peu dans la même configuration : arbre 25 mm , tripale 16 ", 40 cv , 1.50 m .
Je vais passez à une bipale 17 " et me pose quelques questions. ...
Avec la configuration actuelle , lors d un échouage, j'ai poussé le régime sans entendre de bruits suspect.
Donc
J attends comme toi des infos.


11 jan. 2021
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Je sais que France Hélice fabrique des arbres en Uranus, mais quid de l électrolyse par rapport à un arbre inoxydable classique?


Cédric 1983:Normalement ces inox un peu haut de gamme se corrodent moins que du 316. Mais pour moi ce serait plus pour la raideur/résistance que je m’intéresse à eux.·le 11 jan. 18:37
Patxaran:voir mon post plus bas : la raideur est la même sur tous les aciers, inox ou pas, à un chouia près.(module de young)un acier plus "costaud" pourra travailler à une contrainte plus forte, mais avec plus de déformation élastique avant de passer dans le domaine plastique. (déformation permanente)·le 11 jan. 18:48
11 jan. 2021
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sur Calypso lorsque je l'ai acheté il y avait au milieu de la ligne d'arbre un palier a rotule avec butée de poussée ..c'est peut etre la solution


11 jan. 2021
1

Le Module de Young qui exprime la raideur de l'acier est quasi identique selon les nuances.
Seule la contrainte maximale change.
Donc AMHA si problème regarder d'autres solutions : augmentation de l'inertie, palier, etc...


11 jan. 2021
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bonjour pour le 50cv nanni un arbre de 30 fera parfaitement l'affaire un arbre en remanit serait bien sure un must mais vraiment utile???


Cédric 1983:La longueur me pose question, on est juste vis à vis des abaques. Le jeu est aussi assez réduit côté tube d’etambot...·le 11 jan. 18:39
11 jan. 2021
1

L'avantage du remanit est la tenue à la corrosion par rapport à du 316


11 jan. 2021
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L'uranus (B6!) est particulièrement résistant à la corrosion.
Rolex fait le boitier de ses montres haut de gamme avec.
Pour les centrales nucléaires, c'est un matériau envisagé pur certains composants.


Hubert, de Cherbourg:Mais une Rolex ne passe pas sa vie plongée dans l'eau de mer avec des contraintes mécaniques fortesWichard déconseille d'utiliser ses manilles haute résistance en immersion prolongée.·le 12 jan. 20:24
11 jan. 2021
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30 mm pour un 50cv ,c'est assez standard. 28 ou 30 ce nest pas trop différent.
Mais je me mefierais du ballant.
Limiter le nombre de tours.
Changer l inverseur et helice ???


11 jan. 2021
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Merci pour votre retour.
Effectivement 30mm pour 50cv c’est du classique, ce qui l’est moins c’est la longueur donc l’effet de « balan », ou flambage

Un inverseur avec moins de régime c’est plus de couple, donc un risque de flambage et finalement une résistance qui sera juste, et pour l’hélice ça risque de pas passer.
Moins de réduction n’est pas possible (régime d’arbre trop rapide).

Pour la butée avec un cardan derrière, c’est le top mais compliqué à installer sur ce bateau ou la place manque, soudure etc.

Personne n’a eu l’occasion de comparer ces inox avec 316?


11 jan. 2021
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Quelques infos entres les inox duplex (dit renforcés) et ferritiques (304/316)

Ils semblent un peu plus raides non?


Patxaran:Il sont plus résistants.La raideur, c'est la déformation sous une certaine charge.Si on prend un rond de 30mm et de longueur 1m et que l'on pend un poids au bout, quelle que soit la nature de l'acier la déformation est identique. (c'est le module de young = 200 Gpa) Donc la raideur est la même.En revanche, un acier "tendre" atteindra plus vite sa limite élastique.Un acier "costaud" pourra se déformer beaucoup élastiquement avant d'atteindre la limite.·le 11 jan. 19:28
11 jan. 2021
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ah oui pas de PJ dans un commentaire.
Voir "Module d'élasticité ( GPa )200" en bas du document.


11 jan. 2021
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J'avais lu sur h&o :
Pas plus de 40 x diamètre de l arbre. Est ce que le module de young s appaire au baland qui est assez dynamique ???


FredericL:Le module de Young est lié au matériau : fr.wikipedia.org[...]e_Young . Un arbre est assimilable à une poutre travaillant en flexion, sa rigidité est proportionnelle au module de Young (E) et au diamètre à la puissance 4 (I = Pi.D^4/64).En cas de défaut d'équilibrage, les efforts liées au balourd sont proportionnels au carré de la vitesse de rotation. ·le 11 jan. 21:43
11 jan. 2021
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Salut,
"...En passant au Nanni, l’arbre va tourner à quasi 1500 rpm...".
Les ratios d'inverseurs du ZF25M sont :1/1,880 ou 1/2,273 ou 1/2,7371 donc avec un Nanni 2800T/Mn l'arbre d'helice tournera donc à 1489 ou 1231 ou 1023 T/mn.
Il faudrait donc connaitre le ratio réel du futur Nanni 50ch.
Et un arbre de 28mm, c'est un ancien arbre de chez RMC en bronze d'aluminium ?
Mamita


Cédric 1983:1489 oui c’est ça, 1,88/1L’arbre est en inox, il est d’ailleurs pas si vieux, changé suite à un bout dans l’hélice par mon ami.·le 11 jan. 22:49
11 jan. 2021
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Le nombre de tours n'est pas vraiment le problème, au contraire, avec plus de puissance, plus de tours permet de limiter l'augmentation du couple sur l'arbre, principale cause du flambage.
Pour les arbres d'hélice, le meilleur inox est l'AQUAMET 22.
Bonnes navigations


11 jan. 2021
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Plus le nombre de tours augmente, plus le couple diminue à puissance constante (50cv) car le couple est égal à la puissance divisée par la vitesse de rotation.
Le problème de fouettement est à plutôt à regarder du côté de la fréquence propre de l'axe comparée à la fréquence d'excitation (la vitesse de rotation)
augmenter la raideur de l'arbre augmente sa fréquence propre et l'éloigne de la fréquence d'excitation.
Et pour augmenter la raideur : soit augmenter le diamètre (voir Frederic L), soit réduire la longueur.
Et bien sur équilibrer car le balourd va exciter l'arbre


12 jan. 2021
1

il y a des dyphtères qui vont souffrir..
un arbre de 30 sur ce moteur et cette longueur en acier 316 ne pliera pas s'il est bien aligné et que l'hélice est bien équilibrée .
Alain


lolapo:Ok mais son arbre et tout autour est en 28 mm sur 1.50 m.·le 12 jan. 13:27
12 jan. 2021
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Est-il possible d'envisager une chaise ou un guide intermédiaire?


FredericL:En théorie oui, si c'est bien aligné et bien lubrifié. En pratique, s'il y a un défaut d'alignement, risque de rupture de l'arbre par fatigue. ·le 12 jan. 13:31
12 jan. 2021
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Quelque part , il est peut être envisageable de mettre une bague hydrolube un peu avant l helice pour s'en servir de palier intermédiaire ??


fritz the cat:non·le 12 jan. 13:29
FredericL:Ça ne va pas durer longtemps, ce n'est pas prévu pour ça. ·le 12 jan. 13:29
12 jan. 2021
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sur mon voilier l'arbre est en 25fait 1.65m sur chaise et j'ai 40cv ,aucune vibration
sur le hood c'était du 30 avec un solé 44 e l'arbre encore plus long
alain


12 jan. 2021
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Sur les pinasses du bassin d'Arcachon, on voyait des arbres de 25 en bronze de plus de 2 m. de long, avec un simple palier au milieu. Mais les moteurs n'étaient pas suspendus !
Si tes silent-blocs ne sont pas trop mous et tes alignements bons, tu n'aura sans doute pas de problème avec 1,6 m. d'inox en 28…


12 jan. 202112 jan. 2021
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Salut,
Sur les abaques de chez RMC, pour un arbre en bronze d'aluminium (matériel le plus faible mécaniquement) avec résistance à la rupture de 65 Kg/mm2 :
Le Perkins 30 Ch, avec une distance entre paliers de 1,40m , en vitesse arbre de 1200 T/mn: l'arbre de 28 mm était suffisant ( Trait rouge)

Pour le Nanni de 50ch, avec une distance entre paliers de 1,50m, en vitesse arbre de 1489 T/mn:
il faudrait un arbre de 34mm...mais c'est un abaque pour du bronze d'alu! (Trait Vert)
Un arbre de 30mm en inox dans les memes dispositions(1,5m et 1500 T/mn ) ne devrait pas flamber.
Mamita


Calypso2:oui mais le probleme avec les moteurs monté sur silent bloc c'est qu'ils bougent suivant les 3 dimensions et la LA est bloquée sur l'hydrolube en deux dimensions (avant,arriére) avoir un LA tres raide n'est pas forcement non plus une bonne solution car elle va empêcher le moteur de se déplacer ..·le 12 jan. 18:54
12 jan. 202113 jan. 2021
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Je pense que le nouveau couple n'étant pas beaucoup plus élevé, l'arbre est court, un 28 voir un 30mm en Aquamet 22 sera largement suffisant.
Pour info sur mon GB moteur 2x410cv a 1000t/mn aux arbres d'hélices. Les arbres font 6,40 m de long avec 1 palier + 1 chaise d'arbre. Ils sont en inox Aquamet 22 de 51mm de diamétre. Ils ont résisté sans flamber au essais de crash stop lors des test de réception après remotorisation!!
Faites le ratio avec un 30mm!!!


12 jan. 2021
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Faites vos calculs de flexion : jean.lamaison.free.fr[...]on.html


Calypso2:le tableau ne correspond pas au probleme des LA qui vont travaillé aux flambage l'effort est longitudinal dû a la poussée de l'hélice et non axiale .Ce qui fait que la longueur de la LA entre deux points est capitale ..on est dans du flambage et non dans de la flexion ·le 12 jan. 20:54
FredericL:Compris. Merci. ·le 12 jan. 23:19
lolapo:Bien de l ajouter. Merci·le 13 jan. 01:15
Calypso2:donc on peut avoir une idée si la LA va travailler à la compression ou si elle va flambé plus ou moins legerement . formule : Lo/R ne doit pas etre plus grand que 20 (certaine formule donne 25) Lo longueur entre deux appuis ,longueur de la LA R rayon de giration qui est égale à racine de I/s I=inertie- s section donc il faut prendre une LA relevé ses caractéristiques propre et faire le petit calcule pour savoir si l'on tourne autour de 20 ou 25 ·le 13 jan. 08:51
12 jan. 2021
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Dans les pays nordiques et chez les anglais sont montés sur l'arbre s'hélice un roulement sur palier de différentes formes suivant l'espace dispo. Montage existant sur le système pythondrive de protection de l'inverseur (permettant un léger désalignement moteur). Pour les arbres longs, cela évite le battement. Bonn e soirée



12 jan. 2021
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Photo roulement et son palier. à gauche, derrière le palier il y a en plus la fixation d'un pythondrive. Palier monté sur une varangue.


lolapo:Pas toujours facile à installer. ..·le 13 jan. 01:17
13 jan. 2021
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Il manque 10cm pour installer un palier de poussée... et c’est un peu compliqué sur ce bateau.
Le vendeur du moteur est passé cet apm valider le montage, même si il manque encore l’arbre...
Je n’étais pas là mais il propose de monter un deuxième point fixe à l’entrée du tube d’etambot côté hélice: une bague hydrolube à 50cm de la première. Selon lui cela ne créerait pas de soucis côté rigidité car ce moteur bouge peu et les deux bagues ainsi rapprochées laisseraient un poil de jeu quand même à l’arbre. Il paraît que c’est classique notamment sur les bateaux moteur. Mais je doute un peu... voici le schéma


Calypso2:a mon avis sur le principe de diminuer la longueur du flambage c'est une tres bonne idée car m^me 50cm ça va payer ..apres reste le probleme du lignage ,mais bon ·le 13 jan. 19:24
13 jan. 2021
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Tu en mets une avec un diametre intérieur un poil + grand pour pouvoir bouger un peu.


13 jan. 2021
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Effectivement une réduction d’1/3 de la longueur libre doit avoir un effet très important sur la flèche que peut prendre l’arbre. J’en suis aussi convaincu.
Un mouvement de 1 mm en vertical ou horizontal au tourteau ne générera qu’un mouvement de 0,3mm au tube ce qui doit être acceptable/absorbable ... 2mm /0,66 mm.

Les bagues hydrolube ne sont jamais super serrées non plus et si il y a le moindre effort cela prendra vite du jeu.
Pour le lignage on va soigner cela.


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