Jauge de tension pour lames de scie à ruban

[benji791]

Bonjour,

Tout d'abord, je ne sais pas si ce sujet a sa place dans cette section ou plutôt l'atelier ou encore question générale. Je laisse les modérateurs en décider.

Je suis partie de la réflexion suivante. J'en avais marre de ne pas savoir si ma lame de scie à ruban était suffisamment tendue ou non. Je sais que l'indicateur de tension n'était pas juste et mesure une force et non une tension. Je pourrais tout au mieux le calibrer pour une épaisseur de lame et un type d'acier mais dès que ces paramètres changent ca ne peut plus fonctionner. Il existe bien des méthodes :
- application d'une pression modérée et vérification de la déflexion. Mais bon ca veut dire quoi un pression modérée.
- la méthode dite flutter method outre atlantique. Réglage à une tension supérieure à la tension de la lame (utilisation de l'indicateur de la scie). Pendant que la scie tourne on baisse la tension jusqu'à obtenir une oscillation de la lame. Puis on retend jusqu'à faire disparaitre cette oscillation. Puis on ajoute entre 1/4 et 1/2 tour de manivelle de réglage de tension. J'ai eu des résultats mitigés avec cette méthode. De plus elle ne permet de trouver qu'une tension minimale pour la lame. Or selon les usages, on peut appliquer cette tension ou avoir besoin d'une tension supérieur pour la refente par exemple.
Tout cela me semblait trop empirique pour mon esprit cartésien. Je me suis donc renseigné sur les instruments de mesure et j'ai découvert que ces jauges de tension coûtait une petite fortune.

Tous les crédits de ma réalisation toute bête vont à :
- garagewoodwork : http://www.youtube.com/watch?v=9iAkRLvLAvI
- Matthias Wandel : http://woodgears.ca/bandsaw/tension.html
- solowoodworker : http://www.solowoodworker.com/tools/resaw.html

Donc voici ma réalisation du jour : une jauge de réglage de tension pour lames de scie à ruban


Comme vous pouvez le constater, cette réalisation est conforme à celle de la vidéo que je vous invite à regarder. D'ailleurs, toute la réalisation est détaillée dedans.

Le principe est tout bête deux points fixes sur la lame fixée à une distance connue (ici 170mm). Lorsqu'une tension est appliquée à la lame, cette dernière s'étire. Le comparateur à cadran permet de mesurer cet étirement. En effet, le bloc du bas n'est pas solidaire de l'ensemble. Lorsque la lame s'étire, le comparateur enregistre la différence de longueur.
Un petit peu de math, mais tout cela est bien mieux expliqué / détaillé dans les liens ci-dessus :
Pour 0.01mm d'étirement sur 170mm qui sont mesuré le rapport est :
0.01 / 170 = 0,0000588235294117647
La plupart des aciers ont un module de young de 29 000 000 PSI (Pound per Square Inches) (à vérifier selon la composition de votre lame)
0,0000588235294117647 * 29 000 000 = 1705 PSI
Ainsi lorsque le comparateur enregistre une différence de 0.01mm, on enregistre une tension de 1705 PSI
Sachant que la plupart des fabricants de lames en acier carbone préconise entre 15000 PSI et 20 000 PSI, il faut donc entre :
15000 / 1705 = 8,79 centièmes de mm
et
20000 / 1705 = 11,72 centièmes de mm

Le seul paramètre variable est le module de young de l'acier de la lame que vous utilisez. Pas besoin de se soucier de l'épaisseur ni de la largeur de la lame car l'on mesure une tension et non une force.

L'idée est de noter pour chaque lame un repère sur l'indicateur de tension de la scie et enregistrer toutes ces infos sur un petit tableau à conserver précieusement. Ainsi il n'est nécessaire d'effectuer cette opération qu'à la réception d'une nouvelle lame. Ensuite, on peut faire confiance à son tableau et son indicateur de tension.

Si nécessaire, je veux bien filer un coup de main pour la traduction des articles cités ci-dessus. Je précise que je n'avais aucune connaissance de cette problématique et méthodes de calcul avant ces lectures. Donc je ne pourrais pas faire beaucoup mieux que vous aider à les retranscrire.


Benji.

[Le bûcheron]

Salut benji

Il est super ce topic j'en avais aussi fait un quand je me suis inscrit sur le forum j'avais aussi eu des réponses avec le module de young mais il y avait trop de confusions j'ai pas réussi à aboutir à qqchose

Mais celui la est bien je vais essayé de réaliser également ce type de montage !

Le seul truc qui cloche dedan c'est la confusion entre pression et force

Tu dis on étudie une tension et non une force mais il n'y a aucune différence entre les 2 ! Une tension est une force ! En fait ce que l'on étudie ici c'est une pression ( les psi sont une unité de pression) c'est déjà ça qui m'embrouillait sur l'autre topic je n'arrive pas a comprendre pourquoi on utilise une pression pour régler une lame !

Mais bon d'un point de vu relatif ! On n'a pas besoin de trop se casser la tête si on connait notre système et qu'on sais ce que l'on veut a la fin ( du genre 11,72 centième de mm pour que la lame soit bien réglée même si pour définir cela on n'a pas ete très rigoureux )

Mais bon la technique est super utile je l'avoue

[benji791]

Bonjour,

L'explication qui m'a semblé la plus claire était celle-ci.
Je vais essayer de commenter mon interprétation.

Blade Tension

The minimum tension for a safe cut is slightly more tension than just enough to make the blade stop fluttering, no matter what type of blade. Set the guides as far apart as possible, and increase the tension until the blade runs smoothly - or decrease the tension until the blade starts to flutter, then increase it slightly. (On many saws you have to change the tracking after changing the tension.) Timberwolf recommends that you use their blades at this minimum tension, often around 7-8,000 psi, while others often recommend a higher tension if your saw can handle it. The Bladerunner/Wood Slicer typically is run at 20,000 psi. The Lenox carbide blades are typically run between 22,000 and 30,000 psi - I shoot for about 25,000 psi.

D'une manière générale, on peut considérer que la tension minimale pour commencer à couper en sécurité est obtenue lorsque la scie sous tension, la lame cesse d'osciller alors que l'on augmente progressivement la tension. Bien entendu, on pensera à ajuster l'entrainement de la lame au centre de la couronne du volant au fur à mesure que la tension augmente si le mécanisme de la scie le nécessite.

There are three confusing factors involved in blade tension...

Passons à la théorie

- Force : is the pull of the spring - pounds. It is proportional to the amount the spring compresses until the spring's coil loops contact, so can be measured by the amount the end of the spring moves - the position of the end of the spring.
- Stress = Force divided by area of cross section - pounds per square inch. This is the "tension" we are looking for. If a blade is twice as wide, then there must be twice as much force to get the same stress/tension on the blade. If the blade is twice as thick, there must also be twice as much force. And, of course, twice as wide, twice as thick needs 4 times as much force.
- Strain is the amount the blade stretches, proportional to stress, so this provides a convenient way to measure blade tension.

Les 3 notions à comprendre telle que je les entends
- La force : c'est la force que développe le ressort compressé et qu'il applique à la lame. Dans ce cas, elle sera mesurée en pound ==> livres (ou plus exactement la force exercée par une masse de x pounds pour les puristes).
- le stress ou la tension : c'est une répartition de cette force par unité de surface (en l'occurence, le pouce²). Ici on mesurera en PSI : Pound per Square Inches. Ainsi pour une même force appliquée, si la lame que l'on mesure est deux fois plus large, la tension mesurée sera deux fois supérieure. Il en va de même pour l'épaisseur. Il me semble plus intéressant de considérer l'inverse. Pour produire une même tension sur une lame deux fois plus large, il faut appliquer une force deux fois supérieure.
- l'étirement : c'est ainsi que je traduit strain. En effet, on cherchera à mesurer l'élongation de lame qui est proportionnel à la tension.

Stress (not force) is the key factor in blade tension. A low tension blade typically runs around 7,000 psi stress. High tension blades often run as high as 25-30,000 psi. The force you have to apply (the tension knob on the saw) is a lot greater for a large blade, but the tension, measured in psi, is the same for the large and small blades. Since it is related to the cross section area of the blade, the stress doesn't depend on the thickness or width of the blade, but the force required to achieve that stress (blade tension) does depend on the width and thickness of the blade.

C'est donc bien le stress ou tension qui nous intéresse. Comme l'unité utilisée est une unité rapportée à une surface, il ne dépend ni de la largeur ni de l'épaisseur de la lame.
Bien entendu la force à produire pour tendre une lame deux fois plus large à la même tension est deux fois supérieure.

Bandsaw tension gauges measure the compression of the spring (proportional to force), then indicate the appropriate setting for different blade widths. Most bandsaw gauges don't specify what thickness blade they are calibrated for, which is why they may be perfect for one blade, but are often misleading for other blades. My bandsaw's indicator says it is for a blade .019 inches thick (I have never had a blade that thin). Therefore, on my saw, if I use a ½ inch blade .035 inches thick, the tension indicator on my saw needs to be set for a one inch blade to get the recommended tension on the thicker half inch blade.

L'indicateur de tension sur nos scies mesure la compression du ressort qui est généralement linéaire et donc proportionnel à une force.

Measuring stress is done by measuring strain, in other words, measuring the amount the blade stretches. Here is the science behind it: The elasticity (Young's modulus, E) of most steel is 30 million psi. The elongation L is the Stress divided by E. If we have 30,000 psi stress on the blade, the blade will elongate (stretch) 30,000 / 30,000,000 or 1/1000 of it's length. If we measure over 10 inches, we should see 10/1000 or .01 inch stretch in those 10 inches. If we see .005 inches elongation over 10 inches, we have 15,000 psi blade tension. For each .001 inch of elongation measured over 10 inches, we have 3,000 psi of blade tension. Measuring over the longer distance is generally more accurate. Once you establish how far apart you can connect a measuring device to your blade, I suggest making a chart for each thousandths of an inch strain (stretch), and the corresponding stress (blade tension).

La mesure du stress peut être effectuée en mesurant l'élongation. Pour cela on utilise une propriété qui est connue pour chaque matériau : l'élasticité donnée par le module de Young. Pour la plupart des aciers => 30 millions PSI (d'autres recherches m'ont donné 29 millions).
Ainsi si l'on définit : élongation (L) , module de Young (E), Stress (S)
on a : L = S / E ou inversement : S = L x E
Ainsi si l'on a 30000 PSI sur une lame, l'élongation est 30 000 / 30 000 000 = 1 / 1000. C'est une élongation d'un millième de sa longueur. Ainsi si l'on mesure sur 10 pouces, l'élongation devrait être de 0.01 pouces.
Je passe les exemples.
Mais bien entendu, plus on mesure sur une longue distance, plus on réduit les erreurs de lecture.

On my saw, I can easily measure 12 inches apart. Using the numbers above, that means I should get 12/1000 or .012 inches stretch at 30,000 psi, or .001 inches for every 2,500 psi. Therefore if I want 25,000 psi, I tighten the blade until I get .01 inches stretch. It doesn't matter what size blade I use, the .01 inches stretch is 25,000 psi. Of course, if I have a big blade, I will have to use more force - tighten the wheel a lot harder - to get the same blade tension than the force I would need to get that same tension on a small blade.

Measuring should be done with the blade at a constant (room) temperature... when the blade gets hot through use, it will expand - comparable to the amount it stretches from tension.

blabla encore des exemples.

Merci d'avance aux mécaniciens de l'assistance de corriger mes erreurs. Je pense qu'il y en a. J'ai fait de mon mieux pour traduire ma compréhension de cette lecture qui m'a passionné.

Benji

[Olink]

Bonjour Benji

Juste un détail, stress n'est pas une tension car la tension est homogène à une force (Newton noté N). Le stress comme tu l'a écrit est une pression et en mécanique elle s'appelle la contrainte ( une force/ unité de surface. En unité Si c'est le pascal noté Pa).
Pour plus d'explication et bien plus clair que je ne pourrais l’être voici un lien

D'autre part l'élongation, n'est pas la mesure directe lu avec ton comparateur.
L’élongation est le quotient de la distance de l'échantillon que tu as noté L,( c'est à dire la distance tes deux points de meure au repos, chez toi la distance entre la pince en haut et la table) et la mesure lu sur ton comparateur lors de l’étirement noté Delta L.

L’élongation est donc = delta L/L

Copalement

[Jean-Mich]

Bonjour,

Loin de moi l'idée de jouer les perturbateurs, mais vous allez faire fuir les débutants là.
Tant de précision me laisse sans voix
Blague a part un grand pour la patiente, la recherche et le partage des résultats

Jean-Mich

[benji791]

Bonjour Benji

Juste un détail, stress n'est pas une tension car la tension est homogène à une force (Newton noté N). Le stress comme tu l'a écrit est une pression et en mécanique elle s'appelle la contrainte ( une force/ unité de surface. En unité Si c'est le pascal noté Pa).
Pour plus d'explication et bien plus clair que je ne pourrais l’être voici un lien

D'autre part l'élongation, n'est pas la mesure directe lu avec ton comparateur.
L’élongation est le quotient de la distance de l'échantillon que tu as noté L,( c'est à dire la distance tes deux points de meure au repos, chez toi la distance entre la pince en haut et la table) et la mesure lu sur ton comparateur lors de l’étirement noté Delta L.

L’élongation est donc = delta L/L

Copalement

Bonjour Olink,

Merci pour le lien effectivement c'est assez clair. Et donc si je comprend bien. La tension est le stress sont quasi identique tant que l'on reste dans les limites d'élasticité du matériau.
Effectivement, à part dans mon premier post, je n'avais pas expliqué comment je calculais l'élongation. Merci pour cette piqure de rappel. C'est bien un quotient que je mesure sur un échantillon : 170mm dans mon cas. On comprend aisément que plus l'échantillon est grand, plus le calcul du quotient donnera une mesure précise.
D'ailleurs à la réflexion, je pense que le modèle créé par Matthias Wandel est meilleur car il mesure plus loin de lame et a mis en place une articulation à l'opposé. Ainsi virtuellement il mesure un échantillon 2.9 fois supérieur à celui qu'il mesure en réalité.

Bonjour,

Loin de moi l'idée de jouer les perturbateurs, mais vous allez faire fuir les débutants là.
Tant de précision me laisse sans voix
Blague a part un grand pour la patiente, la recherche et le partage des résultats

Jean-Mich

Bonjour Jean-Mich,

L'idée n'est pas de les faire fuir mais au contraire, tenter de donner une méthode un tantinet plus précise qu'une pression modérée du doigt pour vérifier la tension d'une lame de scie à ruban.
Et oui effectivement c'était pas mal de recherche et de te patience pour mettre tout cela bout à bout. Je me suis dit que ce serait sympa de faire partager tout le monde de ce boulot.
J'accepte donc volontiers les remerciements.

Benji

[tchitchater]

Bonsoir

Juste un petit détail: Oucce quelle est la photo du bidule?
Sur mon écran je n'ai qu'un rectangle vide.
Merci car je suis en révision scie à ruban Electra Beckum (maintenant Metabo) et le bidule m'intéresse.
@+

[benji791]

Bonsoir,

J'ai l'impression que certains des serveurs d'imageshack sont dans les choux. Je pense que d'ici quelques minutes / heures tout devrait rentrer dans l'ordre.

En attendant tu peux regarder cette vidéo car le modèle que j'ai réalisé en est quasiment une copie.
http://www.youtube.com/watch?v=9iAkRLvLAvI

Benji

[fullman]

Bonjour

Je vais réaliser ce petit montage.

Tu parles de 17cms, c'est le vide entre le bois du haut et le bois du bas, ou c'est la distance entre le boulon du haut et le boulon du bas ?

Cordialement

[benji791]

Salut,

C'est la section de lame qui est libre donc le vide entre le bois du haut et le bois du bas. Je considère que les fibres de bois sont solidaires les unes des autres et appliquent une pression suffisante sur toute la zone de contact avec la lame même si plus on s'éloigne du boulon moins la pression est forte. Il s'agit sans doute d'une incorrection/approximation mais cela me suffit et de toute manière je suis incapable de faire le calcul tenant compte de tous les paramètres .

Benji

[alfred]

Bonjour,
Très bonne méthode, les repères de tension de lame ne tiennent pas compte des épaisseurs de lame différentes pour
des largeurs identiques.
J'ai tout compris, merci pour les explications mais j'ai du mal a me représenter les psi.
La tension préconisée de 20000 psi correspond à 137,8 MPa (6894,76X20000), 1 MPa c'est 1N/mm2
137,8N c'est 14 kilogrammes force par mm/2 (137,8/9,806)
20000psi=14 kgf/mm2.
Une lame de 25X0,6 serait bien tendu par l'action du ressort égale à 352 kgf (21X0,6X14X2) à 20000psi.
Alfred.

[Franck.M]

boudiou c'est un concours d'ingénieur, je décroche, dommage le début était plus simple.

[fullman]

boudiou c'est un concours d'ingénieur, je décroche, dommage le début était plus simple.

Salut

Pour réaliser la jauge, tu n'as pas besoin de tout comprendre.
Si tu as compris le 1er poste et le calcul en fonction de la longueur de ta jauge (130mm pour moi), c'est suffisant

Moi j'ai rien compris aux calculs scientifique d’après, et ma jauge fonctionne

Cordialement

[papy84]

En tout cas Merci beaucoup à tous ceux qui ont planché sur le sujet. J'ai bien profité de leur boulot, puisque j'ai copié (c'est pas beau, je sais !) et réalisé deux montages pour ma scierie mobile et j'en suis très satisfait...cela est très suffisant.
Vous pouvez voir ça ici: http://papy84.blogspot.fr/2015/09/modif ... te-et.html.
Amitiés.

[Gabphi]

Bonjour Benji,

Je viens de lire ton post sur la tension de la lame de SAR, et je souhaiterai savoir si tu as un plan coté ou tout au plus une représentation de l'instrument pour m'aider à en fabriquer un.

En t' en remerciant d'avance.

Philippe GABRIEL

[lpikachu58]

Pourquoi ne pas utiliser ce qu'on utilise pour les rayons de vélos : http://www.parktool.com/product/spoke-t ... meter-TM-1

[benji791]

Bonjour Benji,

Je viens de lire ton post sur la tension de la lame de SAR, et je souhaiterai savoir si tu as un plan coté ou tout au plus une représentation de l'instrument pour m'aider à en fabriquer un.

En t' en remerciant d'avance.

Philippe GABRIEL

Bonjour,

Désolé je n'ai pas fait de plan. En même temps, les dimensions n'ont que peu d'importance, il faut juste mesurer la déformation de lame et faire le rapport avec la distance sur laquelle on le mesure (17cm dans mon cas). Je crois me rappeler que la vidéo que j'avais mis en lien était assez explicite.

Pourquoi ne pas utiliser ce qu'on utilise pour les rayons de vélos : http://www.parktool.com/product/spoke-t ... meter-TM-1

Je ne connais pas cet outil et je n'ai aucune idée de la tension pour les rayons de vélo. Là on parle de 20000psi (environ 1.4tonne / cm²)

[lpikachu58]

Bonjour Benji,

Je viens de lire ton post sur la tension de la lame de SAR, et je souhaiterai savoir si tu as un plan coté ou tout au plus une représentation de l'instrument pour m'aider à en fabriquer un.

En t' en remerciant d'avance.

Philippe GABRIEL

Bonjour,

Désolé je n'ai pas fait de plan. En même temps, les dimensions n'ont que peu d'importance, il faut juste mesurer la déformation de lame et faire le rapport avec la distance sur laquelle on le mesure (17cm dans mon cas). Je crois me rappeler que la vidéo que j'avais mis en lien était assez explicite.

Pourquoi ne pas utiliser ce qu'on utilise pour les rayons de vélos : http://www.parktool.com/product/spoke-t ... meter-TM-1

Je ne connais pas cet outil et je n'ai aucune idée de la tension pour les rayons de vélo. Là on parle de 20000psi (environ 1.4tonne / cm²)

Ça fait combien de kgf ça?

[benji791]

C'est une force rapportée à une surface : 1406kgf/cm²

[Gabphi]

Bonjour Benji,

Je viens de lire ton post sur la tension de la lame de SAR, et je souhaiterai savoir si tu as un plan coté ou tout au plus une représentation de l'instrument pour m'aider à en fabriquer un.

En t' en remerciant d'avance.

Philippe GABRIEL

Bonjour,

Désolé je n'ai pas fait de plan. En même temps, les dimensions n'ont que peu d'importance, il faut juste mesurer la déformation de lame et faire le rapport avec la distance sur laquelle on le mesure (17cm dans mon cas). Je crois me rappeler que la vidéo que j'avais mis en lien était assez explicite.

Pourquoi ne pas utiliser ce qu'on utilise pour les rayons de vélos : http://www.parktool.com/product/spoke-t ... meter-TM-1

Je ne connais pas cet outil et je n'ai aucune idée de la tension pour les rayons de vélo. Là on parle de 20000psi (environ 1.4tonne / cm²)

Bonsoir Benji,

Désolé j'ai télécharge le fichier xls et j'ai pas regardé les vidéos. Tout est clair maintenant.
Un grand merci pour ta réponse.

Bonne soirée.

Philippe