Fabrication d'une potence sur colonne (dimensionnement)

[jc54000]

Bonjour à tous.

Je suis nouveau sur le forum et espère poster sous la bonne rubrique ce post.

Je suis un forgeron de 36 ans et j' espère pouvoir faire mon métier toute ma vie. Sauf qu' aprés avoir maltraité mon dos, celui ci commence à avoir des faiblesses et c' est pourquoi j' aimerais le soulager à l' atelier.

Donc j' ai dans l' idée de me faire un potence sur colonne au milieu de l' atelier qui pourra m' aider à déplacer mes piéces en cours, enclumes, barres, sacs...
En gros un truc comme ca:
AIG383183.jpg

La longueur du bras déplié sera de 5.5m. Après réflexion pour une charge de 250 kg. Je pense faire ceci:
grue-page-001.jpg
désolé, je dessine pas super.

1er bras de l' articulation en IPE de 200 avec une jambe de force entre la potence et le 1er bras en tube de 50 sur 1.8m.
2eme bras en IPE de 100(peut-être plus 120 au final)

Mes questions sont les suivantes:
1/Que pensez vous de mon dimensionnement?
2/ Quelle dimension minimum pensez vous que je dois utiliser pour ma colonne?

J' avoue que le dimensionnement du fut dépasse mes compétences, encore, les bras, on peut voir si ça plie ou on peut surdimensionner mais pour la colonne, j' aimerais être au plus juste pour pas manger enormement de place au sol.

Merci d' avance pour le coup de main.
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[Jaunin]

Bonjour Jc54000,
Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Sur votre croquis je suppose que les petits cercles représentent des roulements ?
Cordialement.
Jaunin__

[omega.067]

hello
je ne connais pas la formule, mais as tu estimé la force exercée sur la base, par un poids de 250Kg via un bras de plus de 8m
Michel

[jc54000]

Bonjour,

Effectivement Jaunin, les cercles correspondent à des roulements j ai pensé en mettre un gros à la base du support de bras, 1 de butée entre la colonne et le support de bras et 1 au niveau du téton du haut ( je ne l' ai pas représenté sur le schéma), il y en aura également sur le pivot entre les deux bras.

Omega 067, je n' aurais pu estimer la force à la base même si je connaissais la formule car je ne connais pas la dimension de ma colonne, je suis comme toi, l' effet de levier me parait énorme d' ou ma question sur le forum. Par contre je ne m' inquiété aucunement sur la faisabilité car ce matériel s' achète. Je ne peux juste pas investir 8000 euros.

Grand merci à vous de participer à ce sujet

Bonne soirée

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jaunin]

Il va y avoir deux choses, pour commencer.
1) La condition de la charge au bout du bras de 5.5 [m]
2) En suite le bras de 3.0 [m] déployé à 90 [°] pour voir les conditions du déversement.
Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Pour l'instant je ne vois pas bien la jonction entre les deux IPE

[Jaunin]

Voici une première approche selon votre croquis, IPE 200 et IPE 120.

[masterclassic]

Bonjour.

Je pensais moi aussi à IPE 120 pour le bras éloigné. L' articulation des 2 bras doit être un peu délicate à réaliser pour rendre la rotation facile.
Le tube de 50 pour le support du bras me semble un peu juste (mais je n' ai pas encore fait de calcul). Peut-être du 60mm à 3,2mm d' épaisseur?

Le tube vertical me semble trop gros sur la figure. Je pensais à quelque chose autour de 240-260mm. La charge verticale ne sera pas grande, c' est surtout la flexion.

[jc54000]

Merci de votre réponse et pour la modélisation. C est exactement ce que j' avais en tète.

Pour la liaison entre les bras, je pensais mettre un roulement de butée entre les deux bras en dessous du 2eme et fabriquer deux cages à roulement en haut et en bas du 1er bras.

Sachant que mon palan pèse 20kg pensez vous que cette structure pourrait avoir un capacité de travail de 250kg ou faut il que j' augmente mes sections?

Lorsque vous parlez de déversement, c' est la torsion qu' appliquerai le 2eme bras sur le premier lors d' un travail à 90 degrés? Un IPE ne serait peut être pas suffisant à ce moment la... Un H serait peut étre plus judicieux.

J' ai acheté un bouquin sur les sciences de l' ingénieur il y a quelques années me disant que ça pourrait servir. Je crois bien que c' est le moment de l' ouvrir. Si je ne comprend pas tout au moins ca me permettra de discuter convenablement avec vous.

Merci encore

Cordialement

[Jaunin]

Il a encore deux choses.
1) Pour l'instant c'est pas très mécanique.
2) Il faut voir la matière que vous pouvez avoir pour le tube et le support de rotation du bras car cela devra s'ajuster avec les roulements. Il y aura des usinages.

Pour le mats j'ai pris des valeurs de tube existant pour s'adapter avec le support de rotation, le tube bras de force est de 50 millimètre de diamètre avec une épaisseur de 5.0 [mm] de paroi.

Pour avoir une idée je vais encore faire une simulation en tenant compte du poids propre de la matière.

(vu les horaires des réponses on habite tous au Canada)

[Jaunin]

Voici une première approche du premier jet.
Avec une charge de 2500 [N]
Comme il fallait si attendre les contraintes de cisaillement les plus élevée sont dans la partie qui concerne l'articulation.
La flèche à l'extrémité est de plus de 84 [mm]
Effectivement on pourra diminuer le diamètre du poteau, à voir avec la matière à disposition et le système de rotation des roulement et butée.
Le système de l'articulation est à repenser.

[omega.067]

hello
et avec l'articulation "à l'équerre" la torsion sur le bras "primaire" de 2,5m, sera pas mal non plus

[Jaunin]

Bonjour,
Oui, oui, je vais m'y mettre.....
Je vois que la Belgique est intéressée par le sujet.
Cordialement.
Jaunin__

[omega.067]

Bonjour,
Oui, oui, je vais m'y mettre.....
Je vois que la Belgique est intéressée par le sujet.
Cordialement.
Jaunin__

j'ai du réaliser tant de "trucs" biscornus, quand je bossait encore, que finalement, ça m'intéresse pas mal

[yaadno]

Bonjour à tous:
à JC:quelle est la nature du sol? la potence sera -t-elle placée contre un mur?(je pense à une reprise partielle de la charge)
@jaunin:sur ton dessin,le tirant ne devrait-il pas être au dessus pour travailler en traction?puisqu'il y a des sollicitations flexion+torsion,le profil qui conviendrait le mieux ne serait-il pas tubulaire?
cordialement

[invite58706596]

Bonjour à Tous,

vu les horaires des réponses on habite tous au Canada

Jaunin, je vous avais toujours pris pour un Suisse Québécois...!!!

Perso, j'aurais peut-être augmenter la hauteur du tube pivot de 420 mm pour la porter au moins à 600 mm... Cela permettra d'augmenter la pente et la section de la jambe de force ...
A+

[jc54000]

bonjour à tous.

Au vu de vos différentes remarques et calculs, je pense modifier un poil ma copie.
-masterclassic pense a une jambe de force de 60x3.2 et jaunin propose un tube de 50x5. Du 60 en 4 d épais est facile à trouver, du coup on pourrais peut être modif en fonction .
-la flexion du 2ème bras me paraît énorme. Nous pourrions monter à 140. Il y a 159 d âme sur un IPE de 200 les barres du I ne generaient pas la rotation

J ai une idée pour la jonction entre les bras, je fais un schéma demain. Je peux faire faire des axes en acier special si besoin

J ai un tube de S235 de 250 en 6 d' épais derrière l atelier et j ai vu du 300 en 6 d épais chez mon voisin, ca pourrait peut être le faire pour le mât. L usinage ne me fait pas peur si il faut

Pour ce qui est de la matière pour les bras, j en ai pas sous la main, je pense commander. Ce qui laisse assez de flexibilité à ce niveau.
Pour la prise au sol, j ai un morceau de tole de 6 de 400x500. J ai aussi accès à une minipelle au cas où j ai besoin de fondation spéciale.

Merci encore à vous tous pour votre participation.

Bonne soirée

[jc54000]

Bonjour Yaadno.
Le but est que la colonne soit au centre de l atelier. les 5.5m me permettent de rayonner sur presque toute la surface.
Et pour répondre à la question que tu pose à jaunin, effectivement, il serait plus facile que le tirant soit en l air. Mais malheureusement vu la config de l atelier c est pas possible. Ça diminuerait la hauteur utile de la colonne. Ce qui la rendrais beaucoup moins utile lorsque je fabrique des pièces haute et lourdes( des escaliers par exemple).
merci de ton intérêt
Bonne soirée

[Jaunin]

Bonjour,
Merci pour les remarques, mais tout reste à faire avec l'angle tout casse !.
Cordialement.
Jaunin__

[invite58706596]

Bonsoir, Meister Jaunin,

Pour la jonction des bras horizontaux, il faut moiser avec des onglets...Boulons et/ou soudure...
A+
Pourquoi changer de section de profilé??? Le gain en poids est plutôt faiblard...

[omega.067]

hello
utiliser une HEA 200 ou 220, ne serait-il pas plus résistant à la torsion, pour l'utilisation "en équerre" ?
la tôle de 6mm pour la base, me semble faiblarde, au vu des forces exercées en son centre, il lui faudra de sacrés renforts
pour la fixation, il faudra aussi ne pas lésiner sur le "volume" de la dalle de béton enfouie, et les ancrages, devront résister à une traction assez importante, vu les longueurs des bras de levier mis en oeuvre et les "a-coups" générés certainement par le palan (ou treuil) lors des manœuvres de levage
Michel

[invite58706596]

il faudra aussi ne pas lésiner sur le "volume" de la dalle de béton enfouie,

Tout à fait omega > Une charge qui ripe > Ça fait une belle masse et un beau cube de béton genre 1,3 m³ x 2,5 (masse volumique) en tenant compte d'une charge maxi à 0,5 m du fût...
A+

[Jaunin]

Bonjour AMATY, Omega.067,
Je suis tout à fais d'accord avec vos remarques, il faut tout reprendre et pourquoi un bras mobile de 3.0 [m]
La potence devrait être au centre de l'atelier.
C'était déjà juste une étude de faisabilité.
Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Bonjour,
C'est juste pour information:

La plaque dessinée fait 15.0 [mm] d'épaisseur.
Le cylindre fait 324.0 [mm] de diamètre ext. et 312.0 [mm] de diamètre int.
Cordialement.
Jaunin__

[masterclassic]

Bonjour.
Effectivement, la torsion est trop forte.
La section HEA serait surement plus résistante, et encore plus une section close de style tube rectangulaire.

[verzu29]

Bonjour a tous
Suivant la hauteur de l'atelier ne serait il pas possible de penser une fixation le la colonne au plafond en plus de celle au sol et de prevoir un contrepoids comme sur les grues de chantier ?
N'etant pas specialiste c'est juste une idée .
Cordialement

[masterclassic]

Bonjour a tous
Suivant la hauteur de l'atelier ne serait il pas possible de penser une fixation le la colonne au plafond en plus de celle au sol et de prevoir un contrepoids comme sur les grues de chantier ?
N'etant pas specialiste c'est juste une idée .
Cordialement

Une bonne idée. Cela permettrait d'alléger la colonne et donc de réduire la déformation due à la flexion de celle-ci. Mais la plus grande partie de la déformation vient du bras.
Il faudrait donc augmenter le moment d'inertie des éléments du bras. Cela pourrait se faire par exemple ou bien par une section plus grande, ou par une structure en treillis.
Mais cela concerne la déformation de flexion et non pas la torsion (pour laquelle les section closes sont plus efficaces).

[yaadno]

bonjour:je vais être un peu rabat joie,mais est-ce que JC 54 ne pourrait pas se contenter d'un portique de levage sur 4 roues?la maniabilité est moins bonne,mais c'est beaucoup moins cher à fabriquer;
cdlt

[Jaunin]

Bonjour,
Maintenant quand pense Jc54000 de toute ces propositions, dans quelle direction veut-il aller ?
Cordialement.
Jaunin__

[jc54000]

Bonsoir à tous.

J' ai lu avec attention toutes vos remarques et ai essayé de modifier ma copie.
Pour la liaison entre les bras, nous pourrions peut-être reprendre le système de la photo que j' avais posté au début. Nous aurions un dégagement de 140 sur le dessus du premier bras qui permettrais de souder un renfort.

Pour le 1er bras, un HEA ferais passer le poids de 23kg à 63kg par métre. Par contre, je pourrais commander un tube de 120x100x5 et le souder sur sa longueur pour avoir un tube de 200x120x5 avec un renfort au centre. Le bras ne pèserais que 33kg/m

Ça donnerais quelque chose comme ceci:


Yaadno: Effectivement, un portique serait beaucoup plus simple à fabriquer c' était ma première idée avant de penser à la colonne. Le problème est effectivement la maniabilité d' une part mais aussi le fait de poser des rail sur les cotés qui empêche de restructurer l' atelier. Quand au prix, entre les rails, les supports et la poutrelle pour une portée de 10m, je ne pense pas que la différence soit énorme. Et puis j' avoue que j' aime bien les paris un peu fou et apprendre de nouvelles choses, ce qui est le cas avec ce projet grâce a la participation de tous.

Que pensez- vous de ce dessin?

Bonne soirée