Comment réaliser le contrôle d’un ressort ?

Dans la plupart des cas, le ressort est placé dans un mécanisme qui possède une position au repos et une position en fonctionnement. On définit donc un ressort en déterminant deux hauteurs de fonctionnement, H1 et H2 et on mesure les charges attendues lorsque le ressort est comprimé à H1 et H2. Le contrôle demandé consiste à mesurer les forces développées par le ressort à H1 et H2. Pour un ressort standard, l’intervalle de tolérance est de 10 %, il est ramené à 5 % pour un ressort dit de « précision ».

Plusieurs facteurs vont influencer la qualité de la mesure :

La géométrie du ressort :
 

• concentricité de spires : l’axe du ressort doit être centré ;
• équerrage des faces d’appui : on obtiendra une meilleure répétitivité avec un ressort dont les faces sont meulées, et dont la dernière spire est jointive ;
• le rapport hauteur / diamètre : un ressort « élancé » aura tendance à fléchir au cours de la compression (flambage). Dans ce cas, il est nécessaire de le guider pour qu’il reste bien vertical. On utilise généralement des piges de guidage interne. Ces piges doivent être définies avec soin afin que le frottement du ressort sur la pige au moment du flambage, soit minimisé et surtout constant ;
• le taux de contrainte interne : certains ressorts sont calculés à la limite des taux de contrainte interne admissible. Dans ce cas, lors des premiers essais de compression, le métal travaille dans le domaine plastique et le ressort se « détend » un peu. Les valeurs obtenues lors d’un premier essai seront plus élevées que pour le 3^e ou le 4^e essai. On demande généralement d’effectuer des mises à spires jointives (souvent 5) avant de réaliser la mesure pour éviter ces variations.

Les paramètres de fabrication :

• la constance des caractéristiques du fil utilisé, qui peuvent varier dans une même bobine mais surtout d’une bobine à l’autre ;
• la constance des réglages des machines à enrouler les ressorts ;
• les contraintes sur le fil au moment du formage du ressort qui conduisent parfois à la nécessité de « détendre » le ressort avant la mesure.

Les caractéristiques des testeurs  de ressorts

Voici les points les plus importants pour les machines d’essai de ressorts :

• géométrie des plateaux : les plateaux doivent avoir une surface parfaitement plane, les deux plateaux doivent être parfaitement parallèles ;
• la résolution des capteurs : les caractéristiques des capteurs de force et de déplacement (résolution, précision) sont, bien sûr, des éléments déterminants ;
• pour le capteur de force, les précisions généralement demandées sont de 0.1 % et la résolution plus fine que 1/1000 ;
• pour le capteur de déplacement, une résolution de 0,01 millimètres est suffisante, sauf dans le cas de tout petits ressorts, de ressorts de faibles charges ;
• une attention toute particulière doit être apportée à la précision du capteur de déplacement, dans le cas de ressort de grande raideur. En effet, dans ce cas, une petite erreur dans la mesure de déplacement entraînera une grande dispersion dans la mesure de force ;
• les qualités générales du bâti support de capteur, et surtout sa rigidité.

par Matthieu Legrand pour le blog Andilog Technologies