Calcul force piston ressort

[invite621faa4a]

Bonjour a tous !

Je dois etudier le fonctionnement d'un actionneur dont vous pouvez voir un schemas ci joint.
Vous verrez egalement une courbe representant les couples du ressort et du piston.

J'ai plusieurs interrogations :
- Pourquoi les deux couples sont differents, pourquoi les deux courbes ne sont pas confondus ?
- Comment puis-je calculer la force du ressort et la force du piston sachant que je pense qu'il doit y avoir une relation entre les deux... (par exemple pour la force du piston je ne peux pas faire simplement F=P*S) ?





Voici les donnees dont je dispose :

Ressort : Couple a 0º = 23 N.m
Couple a 90º = 39 N.m
Couple minimum a 17 N.m (je ne sais pas a quel degre!)

Piston : Couple a 0º = 49 N.m
Couple a 90º = 31 N.m
Couple minimum a 21 N.m (je ne sais pas a quel degre!)

Longueur L du bras a 0º et 90º = 0.056 m
Longueur L du bras a 45º = 0.040 m

Diametre piston D = 0.119 m

Course du piston S = 0.079 m

Si vous voulez des infos complementaires demandez moi.

Merci
-----

[arrial]

Salut,

S'il y a couple, c'est qu'il y a un système tournant, sans doute moteur, exerçant son propre couple. Il est donc normal que les couples des deux cotés soient différents …


@+

[invite621faa4a]

Ok merci arrial.
Sais tu comment calculer la force du ressort et la force du piston ?

[sitalgo]

- Pourquoi les deux couples sont differents, pourquoi les deux courbes ne sont pas confondus ?

Ce sont deux mécanismes différents avec leurs propres caractéristiques. Si ce sont les mêmes il ne peut y avoir de mouvement.

- Comment puis-je calculer la force du ressort et la force du piston

Le moment c'est la force multipliée par le bras de levier. Il faut apparemment relever l'angle des forces du couple mini sur le graphique, dans la mesure où c'est utile.

Ton machin n'est pas clair, le vérin donne une force maxi à 90° de 31Nm alors que le ressort donne 39 Nm. Le système n'ira donc jamais à 90°. Mais peut-être manque-t-il des informations.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite621faa4a]

En effet ce n'est pas clair mais je n'est pas d'info supplementaire... Peut etre est-ce du aux frottements ?

[invite621faa4a]

Voila le mecanisme. Une pression est appliquee sur le piston qui entraine la fermeture de la vanne et la compression du ressort.

[sitalgo]

Il est indiqué que le bras de levier à 0° et 90° est 56mm et à 45° de 40mm (56/40=1,414 et la course de 2x40mm=env 79mm). Cela indique que la liaison tige de commande / tête de vanne est à pivot glissant donc le bras de levier est constant et égal à 40mm. Pour obtenir la force on divise le moment par le bras de levier. La force suit les mêmes variations que le couple.
Mais tout cela ne m'a pas l'air réaliste, un ressort comme dessiné répond plutôt à une fonction F=kx.

[invite621faa4a]

Voici le bras de levier :


J'ai en effet utiliser la formule : F = k.(l0-l) pour calculer la force du ressort.

Mon principal probleme est le calcul de la force du piston car F = P.S mais lorsque le piston avance il faut prendre en compte la resistance du ressort ?

De plus j'ai les donnees suivantes :
Pression initiale P : 3 bar
Surface S : 0.011 m2
Couple initial T : 49 Nm
Longueur du bras l : 0.056 m

Si je fais F1 = P.S
et F2 = T/l
Je devrai tomber sur le meme resultat ? La j'ai F1 = 3300 N et F2 = 875 N...

[sitalgo]

Je dois etudier le fonctionnement d'un actionneur dont vous pouvez voir un schemas ci joint.

Quels sont les points à étudier ? y a-t-il des critères de choix ?

Une pression de 3 bars donne une force de 3300N au piston, le but serait-il de d'abîmer la vannes à chaque manoeuvre ? D'autant que ce type de vanne non démultipliée demande une manoeuvre de fermeture lente (coup de bélier). Ca ne serait pas plutôt la pression disponible pour le système ?

Je ne vois toujours pas à quoi correspondent ces courbes de couples.
Pour le ressort on peut comprendre qu'il y a une valeur de couple pour 2 points, ce qui permet de trouver le reste avec F=kx. Je ne vois pas ce que représente le couple mini.

Je ne vois pas ce que représentent les valeurs de couple côté piston. Ce serait plutôt les valeurs à calculer selon les autres données, pas des données.

F2 = 875 N...

Non, la distance L varie selon la géométrie mais le bras de levier est toujours de 0,04m.

Le problème me semble être de calculer la force du piston pour pousser le ressort et lutter contre les frottements de la vanne, et trouver le bon débit pour le fluide du piston. Il manque des données pour cela.

[invite621faa4a]

Quels sont les points à étudier ? y a-t-il des critères de choix ?

Je dois en faire le modele mathematique c'est a dire avec les donnees d'entrees fournis retrouver les forces, la raideur du ressort, les frottements...

Voici les donnees d'un actionneur.



Il y une valeur de couple d'entree, de sortie, et intermediaire pour le piston et le ressort. Et une valeur de pression d'entree.

Sinon je n'ai pas a calculer le debit du fluide.

Je n'ai pas beaucoup plus d'infos sur le systeme, je dois me debrouiller seule sans connaissance sur ce type de systeme, mais je vais bien y arriver !!!

[invite621faa4a]

Voici LE document dont je dispose...

http://www2.emersonprocess.com/sitea...ochure/CBA.pdf

[sitalgo]

Je propose de déplacer ce sujet en technologie où ce problème très spécifique trouvera un habitué des commandes de vannes.
Moi je ne comprend pas ce problème de ressort dont la force n'est pas kx et de couple variable on ne sait selon quel critère.

[invite621faa4a]

Merci sitalgo, je viens de le mettre en technologie en esperant trouver des solutions !

Merci encore a toi.