Presse hydraulique : Différence entre versions

Version du 25 décembre 2022 à 10:58

Presse hydraulique verticale.

Cette presse est conçue pour plusieurs usages, aussi bien pressoir à fruits durs (coings, olives, etc), que presse pour sertissage de pièces.

La presse est constituée :

• d'un cadre acier qui encaisse les efforts de pression,
• d'une structure en bois qui facilite la mise en place du cadre acier.
• d'un cric hydraulique 10 tonnes

Il n'y a aucune soudure. Toutes les pièces de force sont boulonnées et/ou goupillées.
Cette presse est ainsi facilement :

• modifiable en largeur et en hauteur
• démontable

Par ailleurs, l'essentiel du matériel se trouve en GSB et le coût total est nettement inférieur aux prix des modèles commerciaux.

Pour fixer les choses, on regarde la presse du dessus, et le portique est orienté WE (Ouest-Est).

Portique / cadre acier

C'est basiquement un cadre en acier, très costaud. Sans soudures. Et avec aussi un minimum de trous, car on utilise de l'acier très épais, et le perçage est donc difficile.
On utilise la structure acier la plus solide pour les pièces horizontales car ce sont les pièces les plus stressées (par leur milieu). (Les pièces horizontales de certains modèles de pressoirs commerciaux (apple-presses) sont de forme trapézoïdale).

• partie haute : 2 profilés aciers (cornières ou carré costauds (ou les 2)), pour accueillir les colonnes. Longueur inférieure à 50cm (ça réduit d'autant le levier et les risques de flambage).
• partie basse : idem
• colonnes  : 2 barres acier (profilés carrés de 30mm), placées entre les profilés hauts et bas. Elles encaissent l'étirement du cadre généré par le cric.

Bien noter que c'est le cadre acier qui encaisse les efforts d'étirement. Les pièces en bois autour du cadre acier servent uniquement à la fixation et au maintien de l'ensemble.

C'est seulement lorsqu'on place des pièces supplémentaires à l'intérieur du cadre, que celle-ci participent à encaisser et mieux répartir les efforts de pression. Ainsi, quand on rehausse le support de pressage avec des pièces en bois épaisses, on répartit mieux l'effort sur les pièces horizontales acier en bas.

Matériaux
Les plus grosses cornières trouvables en GSB sont des cornières de 40mm x 40mm en épaisseur 4mm. ça semble très solide.
En comparaison, les plus gros tubes carrés acier trouvables en GSB sont des tubes carrés de 30mm x 30mm en épaisseur 1.5mm. C'est une épaisseur plus de 2 fois moindre, qui se perce bien mieux, mais qui est moins résistante. De fait, lors des tests d'un premier prototype, sous l'étirement c'est un trou dans un de ces tubes qui a été déchiré par sa goupille.
Il faut donc renforcer les colonnes. Des pentures de volets semblent un bon candidat.

Socle bois

La fonction du socle est seulement de maintenir le portique chargé bien d'équerre (les efforts sont entièrement à la charge du portique).
Du bois peut donc suffire, au moins pour un 1° prototype. Un cadre en bois de 50cm x 50cm avec une rainure pour accueillir le bas du portique fait l'affaire.

Montage (en 3 étages, de bas en haut) :

• 3 lambourdes de 4.5cm x 14cm x 50 cm posées WE, en // dans un carré de 50cm x 50cm. 1 au milieu, 1 à chaque extrémité
• 2 chevrons de 4.5cm x 7cm x 50 cm posés NS sur leur tranche et vissés perpendiculairement sur les lambourdes, en //, sur les 2 cotés (fonction = blocage des colonnes WE)
• 2 lambourdes de 4.5cm x 14cm x 50 cm posées WE, vissées en // perpendiculairement aux chevrons. On laisse l'espace nécessaire entre les lambourdes pour accueillir le portique.

La lambourde WE basse du milieu bloque les colonnes par le bas. On visse sur la lambourde WE basse du milieu des chevrons WE pour bloquer les colonnes selon NS. On place entre les colonnes 3 pièces en bois d'épaisseur 30 mm et dont la longueur totale est celle de l'écartement des colonnes. On place 2 pièces contre les colonnes et on enfonce la 3° pièce (un peu en force) entre les 2 autres.
Les colonnes du portique sont ainsi bloquées dans 5 directions, et maintenues avec l'écartement souhaité (au lieu de se balader librement).

L'écartement entre les colonnes est de 35 cm (50 cm - 2x(3 cm + 4.5cm)). (34,3cm sur mon prototype).

Le socle tel que décrit ci-dessus est lourd et assez mastoc. Il y a moyen de faire aussi fonctionnel et beaucoup plus épuré en utilisant de l'acier.

Socle acier

étant donné que :

• le perçage des colonnes (tubes acier carrés) n'est pas trop difficile
• des trous dans la colonne, sous le trou destiné à accueillir la goupille, n'ont pas d'incidence sur la résistance de la colonne

On peut parfaitement utiliser des pièces boulonnées en bas de colonne pour maintenir celle-ci droite.
On peut ainsi utiliser, dans un trou en bas de colonne, une unique tige filetée de diamètre 10mm de 50cm de long, pour, à la fois solidariser les 2 colonnes et fixer l'écartement, ainsi que boulonner un tube carré perpendiculaire à chaque colonne.
Un serrage costaud devrait suffire à rigidifier et maintenir droit l'ensemble (si besoin, on peut ajouter des équerres ou des sabots ou de la cornière prépercée pour mieux bloquer les colonnes).

Un tel socle serait nettement plus light que le socle en bois précédent.
La hauteur d'un tel socle acier serait d'environ 7 cm, contre 16 cm pour le socle en bois précédent, ie presque 10 cm de hauteur supplémentaire sous le portique.
Une telle hauteur supplémentaire n'est pas forcément utile ou même commode, puisqu'on rajoute déjà souvent des cales. Si on ne veut pas d'une presse aussi haute, on peut simplement rabaisser le haut du portique en plaçant les trous de goupilles hauts plus bas.

ex de socle minimal : https://www.tompress.com/A-10005450-pressoir-a-fruits-hydraulique-18-litres-en-inox.aspx

Colonnes

On part sur des colonnes acier carrée de 30mm x 30 mm. Et une hauteur de 1 mètre. On préfère presser sur une petite surface, eg 20cm x 20cm, car cela augmente la pression unitaire. (20cm x 20cm x 25cm = 10 litres).

Les colonnes peuvent permettre de faire coulisser verticalement des pièces guidées si nécessaire. eg des plateaux entre scourtins, des cales, etc.

Avec la configuration retenue, sans soudures ni boulons, modifier l'écartement des colonnes est réalisable sans difficulté. Par exemple pour presser des fruits durs, eg olives.

Chaque colonne acier est doublée par un tasseau bois de même section. Les fixations nécessaires se font ainsi dans le tasseau. Il n'y a ainsi besoin ni de percer ni de souder les pièces acier horizontales.
Seules les colonnes en acier sont percées en haut et en bas par des trous de diamètre 10mm, qui reçoivent des goupilles acier (NS) de 10mm, qui bloquent le cadre acier lors de la mise en pression. (Si nécessaire, on peut bien sûr employer un diamètre plus élevé).

Chaque colonne est percée en bas par 2 trous face à face. Pour bien positionner ces trous, le mieux est de poser chaque colonne à sa place dans le socle, et de faire un trait sur la colonne le long de la pièce horizontale acier. Cela indique exactement l'endroit où percer les trous.

En haut des colonnes, on perce également 2 trous face à face.
Si on souhaite réduire la hauteur de la presse, on peut aussi percer des trous plus bas.

Attention lors du perçage : les trous qui se font face dans chaque colonne doivent être bien alignés (sinon il y aura une dissymétrie entre trous lors de l'application des efforts, et les trous concernés seront plus stressés que les autres).

Les tests ont montré que les barres acier carrées de 30 mm x 30 mm x 1.5mm employées ne résistent pas à l'étirement généré avec un cric de 10 tonnes. L'une des paire de trous qui accueille une goupille de blocage s'ovalise, puis finit pas carrément se déchirer. (4 goupilles, 8 trous et 10 tonnes de charge = 1.25 tonne de charge par trou).

Il va falloir soit employer des barres carrées de section et épaisseur supérieures, ou alors doubler les barres. Doubler les barres est cependant délicat, car pour que les efforts soient bien encaissés et partagés/répartis identiquement, il faut que les barres soient bien percées identiquement. Ce qui n'est pas évident à réaliser au millimètre près. De plus, doubler les barres implique de rétrécir la largeur de travail utile sous la presse.
Utiliser des goupilles de diamètre 12 mm serait sans doute également utile, car la force de cisaillement qu'elles exercent serait ainsi répartie sur un front plus large.

• https://fr.wikipedia.org/wiki/Goupille
• https://fr.wikipedia.org/wiki/Contrainte_de_cisaillement

Chapiteau

Comme pour tout le reste, le chapiteau comporte une partie en bois pour faciliter les fixations, et une partie acier (qui ne sera ni percée, ni soudée) pour recevoir les efforts de pression.

Une fois les colonnes en place, on rajoute 1 goupille acier (L=12cm) dans chaque trou en sommet de colonne.
On place les pièces acier horizontales bloquées sous les goupilles.
Sous les pièces acier horizontales, on place 2 chevrons horizontaux de 4.5cm x 7cm x 50cm, qu'on boulonne face à face (on peut s'aider de serre-joints).
Sur notre prototype on a ajouté un sabot pour sécuriser les chevrons, mais ce n'est pas indispensable.

Pour accueillir solidement le sommet du cric, on a utilisé un pied de poteau en acier coupé à ras et vissé sous les chevrons. C'est très solide, mais on aurait pu procéder autrement.
https://www.bricodepot.fr/catalogue/pied-pour-poteau-auvents-pergolas-de-type-a-h-3765mm/prod1714.

Au sommet du chapiteau :

• entre les colonnes on insère un tasseau de même longueur que l'écartement inférieur des colonnes (34.3cm pour notre prototype).
• 2 cornières prépercées de longueur 50cm sont vissées dans les tasseaux verticaux

ça aide à solidifier l'ensemble, et l'écartement inférieur et supérieur est ainsi bien identique.

Utilisation

Il est important de bien centrer ce qui doit être pressé, y compris les cales utilisées (marquer leur milieu).

Une pièce de bois horizontale et coulissant sur les colonnes permet de forcer le bon centrage de la base du cric hydraulique.

Test et photos

Photos du 1° prototype, en train d'être testé sur une plaque acier épaisse et tordue.
Le cric est un modèle 10 tonnes.
La plaque acier tordue a été significativement remise à plat. Cependant un des trous inférieurs dans une colonne acier carrée de 30mm x 30 mm, trou qui accueille une goupille, s'est légèrement ovalisé. En poursuivant la mise sous pression, ce trou s'est complètement déformé, de 1cm de diamètre initial à un trou de 1cm de large et 4cm de long. Les barres acier carrées de 30mm x 30mm x 1.5mm (épaisseur) ne font donc pas l'affaire. Il faut soit prendre plus solide, soit doubler le nombre de colonnes.

Pour les pièces horizontales acier hautes, j'ai employé 1 cornière + 1 barre acier carré. J'ai préféré surdimensionner que l'inverse.

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Voir aussi

• Pressoir_à_Olives
• Pressage de coings
• https://www.opensourceecology.org/back-to-compressed-earth-blocks/ assez différent, mais peut-être quand même des trucs à glaner
• https://apple-presses.com/fr/