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Calcul moteur pour cisaille



  1. #1
    remzai

    Calcul moteur pour cisaille


    ------

    Bonjours à tous

    Voila je dois pour remplacer un vérin hydraulique dévellopant un effort de 20 tonnes par un excentrique monté sur un motoreducteur.

    Je recherche donc la ou les formules me permettant de calculer la puissance et le couple de mon motoreducteur.

    PS
    j'ai placé en pièce jointe une image de la cisaille actuelle avec son et un aperçu de la cisaille avec le moteur ( attention , il s'agit juste d'un principe ).

    merci d'avance.

    -----
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  3. #2
    mécano41

    Re : calcul moteur pour cisaille

    Bonjour,

    Quelques questions

    - les 200 kN, c'est l'effort donné, en poussant, par le vérin actuel ou bien c'est l'effort donné par la lame à un certain endroit de la course?

    - quelle est la course de ce vérin (donc de l'articulation centrale des genouillères)?

    - quelle est la longueur des biellettes?

    Cordialement

  4. #3
    predigny

    Re : calcul moteur pour cisaille

    Il faudrait aussi connaître le temps acceptable pour exécuter le mouvement, car si le temps n'importe pas on peut prendre un tout petit moteur et démultiplier comme il faut (c.a.d. beaucoup).

  5. #4
    chatelot16

    Re : calcul moteur pour cisaille

    predigny a tout dit

    la force n'est pas une puissance

    puissance = force X vitesse

    ou

    puissance = force X course / temps

    ensuite il restera a tenir compte du rendement d'un reducteur de vitesse a grand nombre d'etage , souvent plus faible qu'un verin

    mais inverssement le rendement des pompe hydraulique est souvent mauvais , ce qui donne parfois l'avantage au moteur electrique + reducteur

  6. #5
    remzai

    Re : calcul moteur pour cisaille

    voila les données

    course verin 240 mm
    effort verin 200 Kn en poussant
    Longueur biellettes 320 mm
    course lame cisaille 240 mm

    pour le temps de coupe on peut partir sur 3 secondes
    soit un vitesse V= L / t ou 0.24/3 = 0.08 m/s

    donc si j'ai un excentrique de 120 monté sur mon motoréducteur
    sa vitesse de rotation sera de
    n= 60.v/3.14.d ou n= 60x0.08/3.14x0.24 =6.4 tr/min env

    j'ai aussi retrouvé 2 formules pour le calcul de puissance mais je ne sais laquelle prendre et si elles s'applique à mon cas

    puissance d'une force constante
    P W) = F(N).s(m)/t (s)
    P= 200 000 x 0.12 / 3 = 8000 W ou 8 Kw
    ou
    puissance dévelloppé par une force tournante
    P(W)= F(N).r(m).w(rad/s)
    Avec w = 3.14xn/30 soit 3.14x6.4/30 = 0.67 rd/s
    P = 200 000x0.12x 0.67 = 16000 W ou 16 Kw

    cordialement

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    mécano41

    Re : calcul moteur pour cisaille

    Bonjour à tous,

    Citation Envoyé par chatelot16 Voir le message
    la force n'est pas une puissance...
    Quelqu'un aurait-il dit le contraire dans les messages précédents?



    Pour remzai :

    Le calcul n'est pas aussi simple. Dans le cas actuel, tu peux calculer facilement l'effort maxi à l'endroit de la coupe pour un effort donné du vérin en fonction des angles de la genouillère et l'effort appliqué au milieu de celle-ci est constant (vérin). Dans le nouveau cas, l'effort appliqué au même point dépend de la position de l'excentrique dans le demi-tour actif, donc également de la longueur de la biellette supplémentaire.

    Il faut calculer la loi de mouvement (espaces) et vérifier que, partout, l'effort produit à la lame est égal ou supérieur à celui qui était produit par le vérin au même endroit.

    Il faut ensuite dériver la fonction espace pour obtenir la vitesse à chaque point de la course.

    Seulement ensuite, en fonction de la vitesse et du déplacement à un instant donné, on peut calculer la variation de la puissance et calculer la puissance maximale.

    Je vais essayer de faire le calcul et simuler cela sur EXCEL...

    Quelques remarques cependant :

    - dans le nouveau dispositif, je ne pense pas que l'excentrique puisse être monté directement sur l'arbre du moto-réducteur car celui-ci ne supportera certainement pas l'effort radial produit

    - je ne sais pas ce que va donner le calcul mais il est possible que ce que je viens de dire entraîne à choisir un moteur beaucoup plus gros que nécessaire afin de satisfaire les conditions en un point particulier ; il faudrait vérifier que l'on a besoin de l'effort de coupe correspondant, à cet endroit de la course. Je suppose que si l'on a une course de cisaillage de 240 mm, c'est que l'on doit couper une pièce épaisse...et si oui, l'effort de coupe nécessaire est-il constant sur toute la course?

    - dans tout système à genouillère, il y a le problème de la tenue des éléments mécaniques (en particulier les axes) en cas de blocage de la lame aux environs du point mort car à cet endroit, l'effort est théoriquement infini. Cela, on peut supposer que c'était résolu dans la cisaille actuelle ; dans ton cas, il y a en plus un effort infini sur le point milieu de la genouillère lorsque l'excentrique est dans une position de point mort ... On ne peut donc pas contrôler un couple sur le moteur. Il faudra se dire que, en fonctionnement normal, l'effort ne peut pas être supérieur à celui correspondant à l'effort demandé par le matériau à couper et admettre que l'un des axes casse en cas de blocage.

    Cordialement

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  10. #7
    mécano41

    Re : calcul moteur pour cisaille

    Citation Envoyé par mécano41 Voir le message
    ... Dans le nouveau cas, l'effort appliqué au même point dépend de la position de l'excentrique dans le demi-tour actif, donc également de la longueur de la biellette supplémentaire.
    Evidemment, l'effort dépend également de la position du centre de l'excentrique (qui peut être placé plus ou moins "haut" sur le dessin)

  11. #8
    remzai

    Re : calcul moteur pour cisaille

    Merci de ne pas tenir compte de mon message précédent
    voila les vrais données

    course verin 240 mm
    effort verin 300 Kn en poussant
    Longueur biellettes 320 mm
    course lame cisaille 240 mm

    pour le temps de coupe on peut partir sur 3 secondes
    soit un vitesse V= L / t ou 0.24/3 = 0.08 m/s

    calcul de mon excentrique
    je dois réaliser mes 240 mm sur 180°
    Je prend donc la formule de calcul de la longueur d’un arc pour déterminer mon rayon
    A savoir L = ( M . 2pi . r)/360 M= 180 ° soit r = (360 L) / (2pi . M)
    Donc r = 360 x 240 / 2 x pi x180 = 240 / pi = 0.076 m

    donc si j'ai un excentrique de 0.076 m monté sur mon moto réducteur
    sa vitesse de rotation sera de
    n= 60.v / pi .d ou n= 60x0.08 / 3.14x0.152 =10 tr/min

    avec un couple de C = F x r soit C= 300 000 x 0.076 = 22 800 Nm

    j'ai aussi retrouvé 2 formules pour le calcul de puissance qui se rejoignent, mais je ne sais laquelle prendre et si elles s'applique à mon cas

    puissance d'une force constante
    P (W) = F(N).s(m)/t (s)
    P= 300 000 x 0.24/ 3 = 24000 W ou 24 Kw
    ou
    puissance développée par une force tournante
    P(W)= F(N).r(m).w(rad/s)

    Avec w = 3.14xn/30 soit 3.14x10/30 = 1.047 rd/s

    P = 300 000x0.0.076x 1.047 = 24000 W ou 24 Kw

    Cordialement

  12. #9
    remzai

    Re : calcul moteur pour cisaille

    Citation Envoyé par mécano41 Voir le message

    1- dans le nouveau dispositif, je ne pense pas que l'excentrique puisse être monté directement sur l'arbre du moto-réducteur car celui-ci ne supportera certainement pas l'effort radial produit

    2- je ne sais pas ce que va donner le calcul mais il est possible que ce que je viens de dire entraîne à choisir un moteur beaucoup plus gros que nécessaire afin de satisfaire les conditions en un point particulier ; il faudrait vérifier que l'on a besoin de l'effort de coupe correspondant, à cet endroit de la course. Je suppose que si l'on a une course de cisaillage de 240 mm, c'est que l'on doit couper une pièce épaisse...et si oui, l'effort de coupe nécessaire est-il constant sur toute la course?


    Cordialement
    Merci à toi Mécano 41
    pour te répondre

    l'épaisseur de la tôle est de 6 mm sur 1600 avec un Rr de 73 daN/mm² , la lame fait 2 m de long avec un inclinaison de 3°
    on peut donc considerer l'effort constant
    et comme la cisaille est existante je voudrais y touché le moins possible
    Il est fort possible aussi que je ne pourrais pas mettre mon excentrique directement en bout d'arbre .

  13. #10
    mécano41

    Re : calcul moteur pour cisaille

    Il y a un point dont je n'ai pas parlé, c'est la longueur de la bielle entre le maneton excentré et la genouillère. Il faudra forcément refaire cette bielle car comme tu l'as dessinée, cela ne fonctionne pas. Le maneton est au point mort dans un sens et la genouillère au point mort dans l'autre sens. Il faudra une bielle au moins deux fois plus longue... cela dépendra aussi des dimensions finales de la motorisation et surtout du plateau-manivelle puisqu'il faut mettre tout cela hors bâti de presse.

    Pour le calcul, cela devrait aller plus vite que je le pensais car j'avais déjà fait des choses dans ce domaine et je vais les adapter ; j'espère que tu disposes d'EXCEL quelque part sinon cela ne va pas être facile...

    Pour la course, je n'avais pas fait le calcul mais avec la pente de 3° sur 2 m, il ne reste finalement que 40 mm pour faire passer la pièce donc pas tellement de possibilités de réduire cette course...

    Cordialement

  14. #11
    remzai

    Re : calcul moteur pour cisaille

    merci mécano41
    pas de soucis je possede excel
    et pour le dessin, c'est avant tous un schéma de principe
    la conception réelle viendra plus tard après les calculs

  15. #12
    mécano41

    Re : calcul moteur pour cisaille

    Bonjour,

    En faisant simplement un calcul d'équivalence au système hydraulique il faut un système électrique de 24 kw mini à 8,4 tours/min. En regardant dans les motoréducteurs CYCLO qui sont parmi les plus compacts, on arrive à un engin de 30 kw, de 1000 kg environ de 1,3 m de long et un diamètre de plus de 700 mm. L'arbre ferait 140 x 250 mm. Je ne sais pas si tu avais envisagé un tel système...

    J'ai néanmoins voulu vérifier si un tel moto-réducteur pouvait donner, en tout point, au moins le même effort de coupe que celui fourni par le vérin hydraulique. J'ai supposé (et je sais que c'est faux) que l'effort de 300 kN du vérin hydraulique était appliqué toujours horizontalement sur la genouillère. Je ne tiens compte d'aucun rendement du système plateau/bielle.

    Voici l'application EXCEL adaptée à ton cas. J'ai mis une partie qui définit automatiquement le centre du plateau d'excentrique en fonction des longueurs de divers leviers et de la course. La bielle de liaison excentrique/genouillère doit faire au moins 500 mm (à vérifier), si le palier du plateau d'excentrique est concentrique au moto-réducteur. J'ai mis le couple et la vitesse d'un réducteur CYCLO trouvé dans un catalogue (ancien) ; il faudrait vérifier sur leur site...

    Il y a une colonne comparative ; avec ce dispositif, on est inférieur de 7,5 % sur une petite partie de la courbe et très surabondant ailleurs. C'était à prévoir dans la mesure où une genouillère donne un effort croissant rapidement et qu'en plus tu lui adjoins un excentrique qui a une loi sinusoïdale ;les point morts "haut" et "bas" coïncidant, tu accentues le phénomène.

    Pour ma part, je ne passerais pas à un tel système.

    A noter que j'ai choisi le sens de rotation le plus favorable pour la coupe. Un inconvénient du système par rapport au vérin est que la vitesse étant fixe, on ne peut pas accélérer le retour (on ne va quand même pas coller un variateur de 30 kw pour cela - ou alors, moteur 2 vitesses?)

    Tu verras, la représentation par le graphique est difficile en raison des écarts mini/maxi trés importants, je n'ai représenté qu'un partie et j'ai limité manuellement l'échelle dans le graphique. Il faut donc corriger en cas de modifs importantes.

    A tout hasard, j'ai mis les quelques calculs manuels qui ont été reportés dans le tableur (attention de bien regarder le schéma correspondant à chaque fois ; comme cela a été fait en plusieurs fois pour d'autres applications, il est possible que des indications de segments, d'angles...se chevauchent

    Maintenant que la partie théorique est à peu près vue, je pense que tu devrais mettre ce sujet en "Technologie" avec référence au présent sujet et en indiquant bien ici que tu passes en Technologie, pour ceux que cela peut intéresser de continuer à suivre. Tu devrais avoir là-bas plus de renseignements pratiques de la part d'intervenants qui ne viennent pas habituellement ici...Il y aura peut-être quelqu'un qui sera spécialisé dans la découpe et qui pourra peut-être te conseiller en regardant où l'on peut réduire les prétentions afin d'avoir un système plus petit tout en coupant néanmoins ta tôle dans de bonnes conditions.

    Cordialement
    Fichiers attachés Fichiers attachés

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  17. #13
    mécano41

    Re : Calcul moteur pour cisaille

    Pour info. les réducteurs Cyclo dont je t'ai parlé ( fabriqués à l'origine en France par Godard) sont maintenant vendus par SUMIMOTO....

    http://www.directindustry.fr/prod/su...317-11444.html

    autre adresse là...

    http://www.mecahand.com/index.php/fa...O-FRANCE/stand
    Dernière modification par mécano41 ; 06/08/2009 à 14h04.

  18. #14
    verdifre

    Re : Calcul moteur pour cisaille

    bonjour,
    je me permet d'intervenir sur un point de détail
    la conception de ce mécanisme me semble quasi symetrique, c'est à dire qu'il serait capable de développer des efforts similaires pendant la phase de travail et la phase de retour.
    un système de type retour rapide pourrait permettre de gagner du temps ou de gagner sur la puissance installée
    http://www.icampus.ucl.ac.be/claroli...idReq=MECA2953
    pages 21 et suivantes de ce document tu trouveras une description des retours rapides utilisés sur les étaux limeurs.
    la conception d'un système 4 barres peut aussi être une alternative interessante
    tu peux trouver des choses ici
    http://books.google.fr/books?id=iepq...rocker&f=false page 108

    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  19. #15
    remzai

    Re : calcul moteur pour cisaille

    Merci à mécano41 pour le temps que tu as du passé pour réaliser tout çà

    j'ai juste un soucis de compréhension des données entre ton tableau et ton croquis.
    Dans ton tableau tu as des valeurs de leviers DE ,AF et GB mais les point E, F et G ne correspondent à rien sur tes croquis.

    Merci a vous tous pour vos conseils et vos liens.

  20. #16
    mécano41

    Re : calcul moteur pour cisaille

    Bonjour,

    Il te manque un schéma. Comme je te l'ai dit, j'avais fait plusieurs calculs et simulations sur ce sujet mais je n'ai mis que ce qui pouvait t'intéresser et j'ai oublié ce schéma qui servait également à d'autres calculs...

    Ci-joint ce croquis à joindre aux autres.

    Pour VERDIFRE : je suis en train de simuler ce que tu as suggéré . Les premiers chiffres ne paraissent pas concluant mais comme je viens de voir une bizarrerie, il y a peut être une erreur... à suivre...

    Cordialement
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