élévateur à ciseaux

[rapacomir]

Bonjour à tous,

je suis en train de réaliser un monte charge pour le bois.
l'effort à produire sur la tige filetée quand l'élévateur est en position basse est très important, voir impossible.
si je l'aide un peu au démarrage , en tirant dessus l'élévateur commence sa montée et au fur et à mesure que les ciseaux se déploient, l'effort diminue
en position basse comme sur la photo, l'élévateur agit comme un ressort si on appuie dessus, ce qui ne se passe plus une fois plus haut.
quelqu'un pourrait-il m'expliquer ce qui ne va pas?
je joins 2 photos qui montre l'élévateur

Merci d'avance
-----

[mécano41]

Bonjour,

Je pense qu'il vaudrait mieux placer ce sujet en technologie car il y aura des calculs et de la conception à revoir. D'autre part, en techno. des intervenants ont déjà construit un dispositif à ciseaux ; leur avis sera le bienvenu.

Il faudrait ensuite donner les caractéristiques espérées : course, charge et donner quelques cotes du système actuel longueurs des biellettes, pas de la vis...etc . Un croquis serait bien...

Cordialement

[JPL]

Déplacé vers Technologies.

[djodjo44]

Bonsoir,

Ce n'est que de la physique.

La charge, bien que placée sur le plateau du dessus, par les efforts sur les différents ciseaux, se retrouvent sur les 2 barres inférieures.
Physiquement, plus la tige filetée sera placée près des axes de rotation inférieurs et plus l'effort sera grand, mais à contrario, plus la vitesse de montée sera rapide pour un tour de manivelle. C'est la raison pour laquelle, sur les crics losange, les vis sont souvent dans l'axe de rotation d'un ciseaux.
C'est un calcul de moments/couples.

C'est un peu comme un arc avec les flèches, lorsque tu veux mettre la corde, c'est très dur, alors que lorsque tu tires la corde pour mettre les flèches, c'est plus facile.

[A voir en vidéo sur Futura]

[polo974]

Bonsoir,
...
C'est un peu comme un arc avec les flèches, lorsque tu veux mettre la corde, c'est très dur, alors que lorsque tu tires la corde pour mettre les flèches, c'est plus facile.

Pour la corde, ça dépend comment on s'y prend...

Sinon, pour revenir aux élévateurs à ciseaux, leur conception est généralement débile (cric de bagnole y compris).
Il faut une force monstrueuse au début, puis, ça baisse au fur et à mesure qu'on monte...

En gros, le rapport des forces entre la vis (horizontale) et la charge (verticale) sur un losange est proportionnelle au rapport largeur/hauteur du losange.
Et comme c'est déjà assez mauvais quand les losanges sont bien plats, on multiplie leur nombre pour aggraver la situation et ici, on fait encore un fois 2 à la base en mettant la vis à mis chemin des premières barres...

à vue de nez en position basse, on a 3 losanges et demi fois 3 * 2 soit un bon * 20 entre le poids appliqué en haut de l'élévateur et la force dans la vis. en position haute de la photo), on doit être à un * 10 environ (et plus haut, on doit tourner à un * 7 (losange = carré=) voire un * 5 (losange plus étroit)).

bref, on voit qu'on subit une variation de la force à appliquer qui est assez terrible...
Si on veut une force constante, il faut mettre la vis verticale (ou jouer sur la géométrie pour réduire la variation...).

[rapacomir]

Bonjour à tous,

Merci pour vos conseils,
pour réalisé ce projet, je me suis inspiré d'un article paru dans le revue système D, il y a plusieurs années et que j'ai "bêtement copié".
je joins 3 photos: 1 qui montre le système
1 qui donne les cotes
1 qui donne la fiche de débit.
J'ai donc supposé que le système fonctionnait et j'ai repris les mêmes cotes
juste que ma vis sans fin est une vis à filet carré de diamètre 20.


Si je le modifie en décalant la vis fin à hauteur du premier croisillon, est-ce que ça pourrait marcher?

D'avance merci

[roro222]

Si je le modifie en décalant la vis fin à hauteur du premier croisillon, est-ce que ça pourrait marcher?

Bonjour
Serte en faisant ta modification, tu demanderas la moitié de l'effort.
Mais le résultat seras le même, la non linéarité de la force sur toute la course.
Je te propose tout en gardant les pièces de ton montage la modification suivante:



Tu prolonge ton socle comme sur le dessin
Tu déplace ta pièce A à la place du premier croisillon et ta vis B comme sur le dessin
Ta manivelle (en bleu) actionnera le tout de par le coté
Avec ce principe, quelque soit la position de ton élévateur, l'effort demandé sur l'ensemble du mécanisme sera toujours le même. Soit l'équivalent de la charge + poids de l’élévateur et éventuels frottements.

[djodjo44]

Bonsoir,

Si j'ai bien vu, à la partie basse, il n'y a qu'un axe.

Si c'est le cas, surtout ne charge pas l'élévateur, car tout risque de tomber sur un coté.
Si tu regardes les anciens, les vieux de chez vieux, crics de voiture, tu verras qu'en partie basse les ciseaux ont 2 axes de rotation et qu'entre les bras il y a des dents d'engrenage.
Les crics citroën n'ont qu'un axe, mais c'est pour que la semelle d'appui du cric appuie bien sur un sol dur, le cric ne pouvant pas tomber puisqu'il est en appui sur la voiture et que celle-ci à les roues opposées au coté du levage qui repose sur le sol.

Comment je sais cela ? Cela à fait partie d'un sujet de mes études et je suis tombé à 2 pieds dans le "piège à ....". C'est là que j'ai vu qu'il y avait des dents d'engrenage et 2 axes en partie basse.

[mécano41]

Bonsoir,

Roro222 : "Avec ce principe, quelque soit la position de ton élévateur, l'effort demandé sur l'ensemble du mécanisme sera toujours le même..."

Seulement si la vis était verticale (et dans ce cas, elle serait mieux dans l'axe central)

Djodjo44 : "Si c'est le cas, surtout ne charge pas l'élévateur, car tout risque de tomber sur un coté."

Dans son cas, le système sera fixé en bas et sur la caisse, en haut, cette dernière étant guidée, il n'y a pas de basculement possible...

Cela dit, ce système m'inspire assez peu car le rendement global doit être assez mauvais et la commande mal placée...

Comme déjà demandé, il serait intéressant de :

- donner la charge envisagée (caisse + bûches)
- donner la course
- dire si la manoeuvre sera par manivelle ou moteur
- etc...

Cordialement

[roro222]

Tu as parfaitement raison Djodjo44.
Mais avec mon système en prolongeant aussi le socle sur la partie droite pour avoir une bonne assise.
Quand à la vis elle doit être maintenue sur le socle du bas tout en pouvant tourner, faisant ainsi office de troisième pied et empêche le tout de basculer.

[roro222]

Seulement si la vis était verticale

Effectivement, il la faudrait totalement verticale, mais elle buterait sur la barreau de l'axe juste au dessus et il ne serait par facile de tourner la manivelle.
Donc un peu de biais assure son dégagement

et dans ce cas, elle serait mieux dans l'axe central

Pas obligatoirement. Elle forcerait même deux fois plus

[djodjo44]

Si l'élévateur est fixé au sol et à la caisse et que cette dernière est guidée, effectivement, il n'y a pas de risque.

Cependant, au post 1, sur la photo WP_20141119_002.jpg, rapacomir a eu de la chance, car le montage aurait pu lui tomber dans les bras.

Pour la stabilité, pourquoi, ne pas s'inspirer du montage des table élévatrices à ciseaux du commerce.

[mécano41]

Bonjour,

Pas obligatoirement. Elle forcerait même deux fois plus

Non, c'est l'inverse...

Avec la vis sur le côté comme représenté, pour passer de la position violette à la position bleue, la course de la vis est = AB1-AB

En la plaçant dans l'axe, la course serait plus longue =OC1-OC

Ce qui fait que pour un travail fourni égal et une course plus grande, l'effort serait moins élevé...

A noter que, si l'on avait OB=BC (et seulement pour une position où AB est verticale), le rapport entre les deux solutions serait de 2 mais ici, avec le levier OB > BC, c'est encore plus mauvais...

Mais, tout comme la fois précédente, je ne dis pas que c'est là qu'il faut mettre la vis ; je précise seulement ce que seraient les efforts en fonction d'une certaine disposition (théorique, donc).

Cordialement

[rapacomir]

Bonjour à tous,

Encore merci de prendre de votre temps pour m'aider à résoudre mon problème.

Pour ce qui est de la stabilité, comme le dit mécano41, le système sera fixé à la dalle en béton par des boulons et guidé par des rails sur la hauteur, donc pas de risques de grande catastrophe.
Juste pour djodjo44, pour la photo le système était maintenu en équilibre par l'extrémité de la vis sans fin qui servait de troisième point d'appui.

Voici les données que mécano41 me demande:

la caisse et les buches ensemble devrait faire+/- 30 kilos.
la vis sans fin progresse de 4 cm pour 10 tours, donc le pas est de 4 mm.
j' envisage de mettre un moto-réducteur pour électrifier le système .

j'espère vous avoir donné toutes les infos nécessaire pour les calculs.

Encore merci

[mécano41]

Bonjour,

...j'espère vous avoir donné toutes les infos nécessaire pour les calculs...

Non, il faut également :

- la hauteur du socle, s'il y a lieu, par rapport au sol
- la position de l'axe central inférieur par rapport au socle (ou au sol s'il n'y a pas de socle)
- la position de l'axe central supérieur en position basse de la caisse
- la course de montée de cet axe supérieur

Ces données, ajoutées à celles de ton message #6, devraient permettre :

- d'étudier la possibilité de mettre la vis dans une position plus favorable
- de voir si, au besoin, il est possible de réduire la longueur des bras inférieurs à 630/2 soit 315 mm (je ne vois d'ailleurs pas pourquoi les bras supérieurs font 320 mm...mais enfin ce n'est pas grave)
- de voir si l'on peut éventuellement loger le moto-réducteur dans la hauteur de ce socle
- de calculer les efforts dans les bras, aux articulations et dans la vis pour en déduire enfin le couple minimal à appliquer sur cette vis
- etc ...

Cordialement

[Sanglo]

Bonjour à tous,

Une petite parenthèse dans la discussion mais qui malheureusement n'apporte pas de solution au problème.
Pour soulever une charge de 30kg il y avait un moyen plus simple qu'un élévateur à ciseaux en reprenant le principe d'un élévateur léger.
http://www.logismarket.fr/ip/ab-equi...ift-797024.pdf
Je possède un modéle ancien de ce type d'appareil et ça lève 150kg sans problème.
Collé contre un mur il a aussi l'avantage de ne pas faire perdre de place au sol comme c'est le cas avec un élévateur à ciseaux.

Le "défaut" de celui qui est présenté, c'est que l'articulation est centrée sur un seul point
Sur les crics de voiture les bras sont articulés séparément et sur les élévateurs à ciseaux multiples les articulations se font aux extrémités des bras (voir un exemple là:
http://www.usinenouvelle.com/expo/mi...x-p217107.html

Pour en revenir au cas qui préoccupe, rien n'est dit sur le filetage de la vis de manoeuvre si ce n'est que c'est un pas de 4mm.

Approche statique[modifier | modifier le code]
Développement de l'hélice : relation entre l'angle, le diamètre et le pas de l'hélice.De même que la liaison hélicoïdale convertit une rotation en une translation, elle convertit un couple et une force de poussée. Ceci dépend de deux facteurs :

la géométrie de la vis : le pas et le profil du filetage ;
le coefficient de frottement entre le filetage de la vis et le filetage de la noix.
En développant la vis (en la « déroulant »), le filetage de la vis est équivalent à un plan incliné. Si l'on considère une hélice d'axe vertical de diamètre d et de pas p, l'angle que fait la tangente avec l'horizontale vaut :

.
Si le profil du filetage est carré[1] et que l'on néglige le frottement, alors la force de contact au niveau du filet est inclinée de cet angle α par rapport à l'axe. Cette force F a donc :

une composante axiale Fa = F⋅cos α ; c'est la force de poussée
une composante tangentielle Ft = F⋅sin α ; cette composante donne le couple résistant
C = Ft⋅r = Ft⋅d/2.
On a donc :

F = Fa/cos α
Ft = Fa⋅sin α/cos α = Fa⋅tan α = Fa⋅p/(πd)
C = Fa⋅tan α⋅d/2 = Fa⋅p/(2π)
On voit que cela ne dépend que du pas, et pas du diamètre. On a à l'inverse :

Fa = 2π⋅C/p
donc pour un couple C donné, on a une amplification de l'effort qui est en 1/p. Pour un couple de 1 Nm (effort fourni par une visseuse-dévisseuse sans fil bas de gamme) et un pas de 5 mm = 0,005 m, on obtient une force de 1 260 N, ce qui permet de lever 126 kg !

Si le profil du filetage est incliné (par exemple profil trapézoïdal ou triangulaire), alors la force est de plus inclinée dans le plan radial d'un angle θ, ce qui augmente le couple nécessaire pour fournir une poussée Fa.Le frottement peut être modélisé selon la loi de Coulomb par l'angle du cône de frottement, φ. On a alors :

Ft = Fa⋅tan(α + φ)
C = Fa⋅tan(α + φ)⋅d/2
si la force qu'exerce la noix est opposée au mouvement, ou bien

Ft = Fa⋅tan(α - φ)
C = Fa⋅tan(α - φ)⋅d/2
si la force est dans le sens du mouvement.

Le frottement diminue le rendement, il doit donc être le plus faible possible. Au minimum, la liaison doit être lubrifiée. On choisit également des couples de matériaux ayant un coefficient faible ; par exemple, on favorise une noix en bronze ou en Téflon, et l'on évite un contact inox/inox. Le meilleur rendement est obtenu en remplaçant un contact glissant par un contact roulant, ce qui donne une vis à billes.

Coincement

Extrait de http://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8me_vis-noix

Voilà ce que j'avais à dire sur le sujet mais mécano41 étant sur le coup je sens comme un air de fichier Excel qui est en train de prendre corps (à condition d'avoir tous les émléméntds demandés en possession).

A++

[Sanglo]

Re,

Encore juste une chose:
Vis enlevée, est-ce que le système se déploie facilement.
Vérifier qu'il n'y a pas coïncement dans les multiples articulations.

A++

[polo974]

Tout ça pour 30kg...
une poulie, une corde, et hop...

Bon, si on veut démultiplier, on peut moufloner.
Ou mettre un treuil élec, mais gare à la coupure électrique...

Si on veut un peu de sécu, il faut ajouter un frein sur les glissières (façon ascenseur qui contrairement à ce qu'on voit dans les films débiles ne peut pas dégringoler quand le câble casse): un frein bloque le chariot sauf si le câble exerce une force de traction (bref, le contraire des freins de vélo...)

[mécano41]

Bonjour,

Je suis tout à fait d'accord avec vous... Pour moi, je ne l'aurais pas construit ainsi...

Mais comme il est fait, je demande des renseignements en vue de faire un calcul* de la solution actuelle et d'une autre afin de les comparer

* si j'en ai le courage car c'est assez long et pénible si l'on veut voir les efforts dans les barres et pas seulement l'effort à la vis!... et même sans tenir compte des couples de frottement aux articulations (qui sont évidemment différents et variables à chaque niveau et qui changent de signe entre la montée et la descente) ...et le problème est que dès que l'on change de place les liaisons de l'actionneur, il faut tout refaire

Cordialement

[djodjo44]

Le système de poulie et tout le reste n'est valable que lorsque cela sert de monte charge.

Si c'est une mise à hauteur en fonction du travail que l'on fait, le système à ciseaux est employé dans l'industrie pour les "tables élévatrices".

[Sanglo]

Re,

* si j'en ai le courage car c'est assez long et pénible si l'on veut voir les efforts dans les barres et pas seulement l'effort à la vis!... et même sans tenir compte des couples de frottement aux articulations (qui sont évidemment différents et variables à chaque niveau et qui changent de signe entre la montée et la descente) ...et le problème est que dès que l'on change de place les liaisons de l'actionneur, il faut tout refaire

Pour s'en souvenir, il suffit de regarder un fil où on avait pas mal cogité sur une table élévatrice qui n'a finalement jamais vu le jour suite à la récupération d'un pont élévateur qui était tout fait
http://forums.futura-sciences.com/te...vis-ecrou.html

A++

[mécano41]

Oui... et aussi à celui-ci à 3 niveau (au message #28) que j'avais même traité par ailleurs en ajoutant un sol incliné et du vent dans la voilure...

http://forums.futura-sciences.com/ph...vatrice-2.html

Cordialement

[polo974]

Le système de poulie et tout le reste n'est valable que lorsque cela sert de monte charge.

Si c'est une mise à hauteur en fonction du travail que l'on fait, le système à ciseaux est employé dans l'industrie pour les "tables élévatrices".

Le système présenté ici, c'est en gros une cage d'ascenceur avec un système à ciseaux pour pousser la charge.
On dispose donc bien des points supérieurs pour tirer la charge.

Sinon, il y a aussi le principe de l’échelle multi-tronçons qui s'étendent en tirant sur la ficelle...

[Dynamix]

le système à ciseaux est employé dans l'industrie pour les "tables élévatrices".

L' intérêt de ces table est que le plan de travail reste horizontal .
En dehors de ça les systèmes ciseaux n' ont pour seul intérêt que le faible encombrement une fois repliés .
Le système de racapomir cumule les frottements à chaque liaison (acier/acier ?) , et vu le nombre de liaisons le système n' est pas viable .

[rapacomir]

Bonjour à tous,

Voici les infos manquantes pour mécano41:

- la hauteur du socle, s'il y a lieu, par rapport au sol:considérons la base de la dalle en béton comme référence.
- la position de l'axe central inférieur par rapport au socle (ou au sol s'il n'y a pas de socle):55mm du centre de l'axe inférieur au sol
- la position de l'axe central supérieur en position basse de la caisse:si l'axe central supérieur est où la caisse vient s'attacher, on peut considérer 520mm distance mesurée par rapport à l'axe central inférieur, si l'axe central supérieur est l'axe du dernier croisillon, la distance par rapport à l'axe central inférieur est de 455mm.
- la course de montée de cet axe supérieur:la course de l'axe supérieur entre la position basse et la position haute est de 205,5cm.( pour l'axe de la caisse)

La vis a un filet carré.
Pour en revenir au pourquoi des cotes, j'ai simplement recopié une réalisation faite dans un systèmeD qui date de quelques années.
Pourquoi un tel système: J'avais envie de m'essayer à ce genre de fonctionnement qui ne pouvait, pour moi, que fonctionner puisque déjà réalisé et publié dans cette revue.
Pour le poids, 30 kilos est un minimum estimé, je n'ai pas voulu "taper trop haut" vu le pessimisme sur le système.
Donc si on peut monter jusqu'à 50 kilos, ce serait bien.

J'espère avoir été complet cette fois .
Encore merci

[djodjo44]

Bonjour,

Puisque le système existe et est en partie opérationnel. Il serait peut-être intéressant, élévateur en position basse, que tu prennes le couple pour faire tourner la vis en montée. Suivant le montage, les possibilités que je vois en fonction de ce que tu possèdes et de l'entrainement de la vis, sont :
- la clé dynamométrique,
- mettre un bras de levier presque horizontal et dessous un pèse-personne, et si possible entre les 2 une petite cale de bois, tu relèves la distance entre l'axe de la vis et le milieu de la cale de bois, tu notes le poids de la cale lorsque le ciseau monte.

Si possible, refaire la même manip avec 5, 10, ou 15 kg de bois. Cela permet éventuellement de faire une courbe pour savoir si c'est la courbe charge/couple est à quelque chose près rectiligne ou non.

Avec le couple, cela peut aider à faire le choix du moto-réducteur d'entrainement.

[rapacomir]

OK , ça je peux faire.

je vais essayer de trouver une clé dynamométrique au boulot et ferai ça demain soir.

Pour ce qui est du mail d'hier soir, j'ai oublié de préciser qu'il faudra certainement rajouter un croisillon pour atteindre plus facilement la course de montée voulue pour l'axe supérieur.

Encore merci

[mécano41]

Bonsoir,

...Pour ce qui est du mail d'hier soir, j'ai oublié de préciser qu'il faudra certainement rajouter un croisillon pour atteindre plus facilement la course de montée voulue pour l'axe supérieur...

Tu peux préciser ta pensée...car je suis en train de mettre en place le calcul du système actuel...si ça change, il faut recommencer...

Les positions que tu as données hier étaient, semble-t-il, des positions possibles physiquement (que tu as dû relever). Pourquoi ce changement?

Je mets le fichier en l'état pour que tu puisses voir les cotes selon la position (il faut bouger le curseur et lire les coordonnées des points dans xOy)

Cordialement

[rapacomir]

bonjour mecano41,

Non non, je ne change rien, c'était juste pour répondre à djodjo44 qui me demandait si je pouvais mesurer les efforts dans la situation actuelle en fonction de la charge.

[rapacomir]

En fait,j'ai répondu trop vite je viens de relire ton mail

ma question était est ce que l'élévateur atteindra la hauteur voulue dans sa réalisation actuelle ou faudra t il rajouter "un étage" à cet élévateur pour y arriver.

Puisque que tu me dis que c'est possible avec l'élévateur dans sa conception actuelle , je ne change donc rien.

Encore merci pour toute l'attention que porte à ce projet