Servo Press installe des bouchons dans les boîtiers de transmission

Dec 22, 2023

Les moulages de transmission "à perçage croisé" laissent un trou dans la coque extérieure, qui doit être scellé pour éviter la perte de fluide. Photo avec l'aimable autorisation de Promess Inc.

Cette courbe force-distance montre le processus d'insertion d'un bouchon d'expansion dans un boîtier de transmission. Au point 1, la force commence à augmenter là où la coupelle se déplace dans l'alésage. Au point 2, la coupelle s'arrête et la goupille commence à se déplacer dans la coupelle. Le point 3 indique le point d'inflexion lorsque le système commence à implanter la pièce. Le point 4, le point d'inflexion final, est lorsque le jalonnement est terminé et que le taux de changement est terminé. Source : Promess Inc.

L'image de gauche montre une bonne installation à 5 kilonewtons. L'image de droite montre une installation sévèrement surpressée à 11,2 kilonewtons. Photo avec l'aimable autorisation de Promess Inc.

Un carter de transmission automatique est un moulage complexe qui comprend un corps de soupape sophistiqué avec de nombreux canaux et passages. Ces canaux et passages doivent être connectés avec précision pour assurer un changement de vitesse fluide et précis. Cependant, il n'est pas toujours possible de couler toutes les interconnexions en place. Souvent, les fabricants doivent percer à travers l'enveloppe extérieure de la pièce moulée - et une ou plusieurs parois internes du canal - dans un processus appelé « perçage croisé ». Cela laisse un trou dans la coque extérieure, qui doit être scellé pour éviter la perte de liquide.

Pour l'un des principaux fabricants de transmissions, le processus de scellement de ces trous était simple. L'entreprise utilisait depuis longtemps une presse d'assemblage électromécanique (EMAP) de Promess Inc. pour insérer une bille d'acier dans le trou et ainsi sceller le moulage.

Récemment, cependant, l'entreprise a rencontré des problèmes en essayant d'enfoncer les billes dans un boîtier de transmission à paroi particulièrement mince. Cela a entraîné la fissuration du boîtier, des taux de fuite inacceptables et des problèmes de garantie.

L'EMAP est une servo-presse électrique instrumentée pour surveiller et contrôler avec précision la force maximale et la position finale. Dans ce cas, cependant, l'utilisateur a programmé l'opération de pressage pour s'arrêter à une distance spécifique. Seule la distance était contrôlée. Ni les dimensions de la bille, ni le diamètre et la finition de surface du trou n'étaient soumis à des tolérances strictes. En conséquence, le même niveau de force pouvait laisser la balle dans une gamme assez large de positions à l'intérieur du trou, ce qui provoquait des fuites et la fissuration du boîtier à paroi mince.

Pour résoudre le problème, le fabricant a remplacé la bille d'acier par un bouchon d'expansion Betaplug de The Lee Co. Ce bouchon d'expansion conique préassemblé en deux parties a une broche intérieure et un corps de bouchon extérieur avec des plages et des rainures qui mordent dans le boîtier lors de l'installation.

Le bouchon est conçu pour être installé dans un alésage conique correspondant qui crée un ajustement parfait. Il réduit les dilatations inutiles et produit des contraintes de bossage prévisibles, idéales pour les matériaux fragiles ou les parois minces. L'outil d'installation est conçu pour installer la goupille intérieure en dessous à ras tout en enfilant le bord arrière du corps de la fiche.

Le Betaplug a éliminé les problèmes de logement fissuré et de rendement de production. Cependant, le fabricant a reporté une spécification d'installation incorrecte qui a créé de nouveaux problèmes de fabrication : un taux de rebut inacceptable, des problèmes de rendement et des dommages aux fixations. Le fabricant a contacté Promess et The Lee Co. pour obtenir de l'aide. Les deux sociétés ont été invitées à examiner l'ensemble du processus d'installation et d'assemblage et à proposer une solution au taux de rebut élevé.

Les ingénieurs de Lee Co. ont déterminé que les bouchons étaient trop pressés. Cela produisait une force radiale excessive lorsque la goupille se déplaçait pour dilater le corps du bouchon et extrudait le bouchon dans l'alésage d'installation. Le fabricant était réticent à modifier la programmation basée sur la distance, car les prises installées avec succès n'échouaient pas sur le terrain. Ils n'étaient pas satisfaits du taux de rebut, mais ils étaient prêts à l'accepter.

L'installation correcte d'un Betaplug doit être terminée lorsque le jalonnement est terminé, quel que soit l'emplacement de l'unité dans le forage. Les ingénieurs du fabricant souhaitaient installer le bouchon à un point fixe dans l'alésage, quel que soit l'emplacement de piquetage optimal, c'est là que le bouchon à bille en acier avait le mieux fonctionné. Cependant, dans un alésage étroit, cela a généré une force d'installation excessive qui a extrudé le bouchon.

Les ingénieurs de Promess ont recommandé au fabricant de modifier la programmation pour mesurer plus qu'une simple force ou distance. Les ingénieurs ont souligné l'avantage de combiner l'instrumentation EMAP avec les capacités de traitement de données sophistiquées du contrôleur de mouvement Promess. Le résultat est la capacité de mesurer et de contrôler la force et la distance absolues et des relations plus complexes, telles que le taux de variation entre ces mesures.

Lors de l'installation, le Betaplug se déplace initialement comme une unité jusqu'à ce que les méplats sur le corps du bouchon extérieur commencent à s'enfoncer dans l'alésage. Lorsqu'une résistance adéquate est atteinte, le corps de la fiche s'arrête de bouger, mais la goupille intérieure continue de bouger et génère la force d'expansion qui crée un joint étanche et assure la rétention. Lorsque la goupille est de 0,5 à 0,8 millimètre en dessous de l'affleurement, l'outil d'installation pique sur le bord supérieur du corps de la fiche. Cette transition produit un point d'inflexion facilement détectable dans la relation de taux de changement entre la force de pression et la distance. Après sa détection, il suffit d'arrêter la presse lorsque la broche est convenablement insérée dans le corps de fiche. Le résultat est une installation correctement jalonnée qui évite une surinsertion nuisible de la goupille. Comme avantage supplémentaire, la programmation peut également détecter les pièces qui sont à l'envers, sur le côté ou auxquelles il manque une goupille ou une autre pièce.

Les ingénieurs de Promess et Lee ont effectué des tests approfondis en laboratoire pour valider la nouvelle programmation. Cela a été fait avant l'installation de l'application mise à niveau dans l'usine du fabricant, où d'autres essais ont été effectués. La nouvelle application basée sur le taux de changement a été mise en production après la réussite de tous les tests.

Le nouveau programme EMAP et la procédure d'installation corrigée ont résolu les problèmes de rendement et réduit le taux de rebut. En fait, il a été déterminé que de nombreuses pièces mises au rebut - précédemment jetées parce que les Betaplugs n'étaient pas insérés à la distance spécifiée à l'origine - étaient parfaitement acceptables et n'auraient pas échoué sur le terrain.

Depuis la modification de la fiche et du programme, plus de 35 millions de fiches ont été installées et sont utilisées sur le terrain sans aucun retour sous garantie pour fuite.

Pour plus d'informations sur les servopresses, appelez Promess au 810-229-9334 ou visitez www.promessinc.com.

Pour plus d'informations sur les produits de contrôle des fluides, appelez Lee Co. au 860-399-6281 ou visitez www.theleeco.com.