Système de rail de guidage

[invite91036267]

Bonjour,

Étudiant en génie mécanique, j'ai pour projet de réaliser une étude préliminaire d'une nacelle qui permettrait le nettoyage de buildings.

J'aimerai que ma nacelle puisse se diriger via des rails de guidage qui seraient fixés sur le toit. J'ai pensé utiliser 2 poutres en T en acier sur lesquels je ferait déplacer ma 'mini-grue" à l'aide de roues qui prendraient appuis au dessus et au dessous de 2 poutres parallèles.

Je fais donc le calcul avec des poutres en acier de 30m, avec des appuis tout les 5m, du moment d'inertie de celle-ci avec une flèche max de 10mm et un poids de 18000N avec la formule I=PL^3/48Ef (je crois que c'est celle-ci).

Je prend L=5m (bon?) et je trouve I=223.10^6 mm^4

Sauriez-vous m'aider pour le choix des poutres? Sachant qu'une des 2 (celle la plus à l'intérieur du toit) va subir un effort plus important que l'autre...

En vous remerciant grandement,

Erwan
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[Jaunin]

Bonjour, Tinoth,
Bienvenu sur le forum de Futura-Scences.
Auriez-vous un croquis à nous soumettre, afin de bien comprendre votre projet.
Cordialement.
Jaunin__

[invite91036267]

Je suis pas très bon en croquis mais je vais essayer de faire ça oui!

J'édit mon msg avec le dessin quand c'est fait.

[invite91036267]

Pas possible d'envoyer une image via mon pc en edit donc je fais un nouveau message.

Sur mon image :
En noir les 2 poutres
En rouge les roues qui prennent appuis au dessus et en dessous de celles-ci
En vert le coffre contenant le moteur et la fixation de la mini-grue qui retiens la nacelle.
En marron les appuis tous les 5m.

Quand il n'y a pas de nacelle : poids du coffre vers le bas négligeable
Quand la nacelle est montée et est le long de l'immeuble, une force vers le haut s'applique par les roues du dessous.

J'espère que mon "dessin" va vous permettre d'y voir un peu plus clair...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jaunin]

Bonjour, Tinoth,
Très bon croquis.
Je vois que les deux poutres en noir ne sont pas des T, mais un IPN ou HEA ou HEB.
Vue de face je comprends, mais auriez-vous un croquis de profil, je ne comprends pas bien le principe de votre grue sur le toit avec ses appuis et l'avancement du chariot.
D'autre part pourquoi le poids n'est pas identique des deux coté.
Si votre nacelle est suspendue dans le vide avec en plus des personnes dedans, vous devriez avoir sous la main les normes que je suppose draconiennes pour ce genre de système, donc peut-être que votre système de roulette n'est peut-être pas homologué.
Cordialement.
Jaunin__

[invite91036267]

Oui, double T en effet.
J'ai déjà vu des systèmes de ce genre avec des roulettes, j'imagine que ça doit être homologué, je n'ai pas trouvé de contre-indications.
Pour ce qui est du principe de fonctionnement, la mini-grue va donc êre attachée sur ces poutres et se déplacer à l'aide d'une commande électrique le long des poutres.

Selon moi la poutre la plus à l'interieur va subir un moment plus important, non?

[Jaunin]

Re-Bonjour,
Quel est l'espace entre les deux poutres et comment est fixé la nacelle.
Je ne comprends pas bien certaine de vos explications :
"Quand la nacelle est montée et est le long de l'immeuble, une force vers le haut s'applique par les roues du dessous."
Cordialement.
Jaunin__

[invite91036267]

La distance entre les deux poutres n'est pas encore fixée (mais entre 40 et 60cm environ), vous pensez que si elle est faible la différence entre les moments est négligeable?

Pour ce qui est de la force appliquée vers le bas une fois la nacelle dans le vide, selon moi la nacelle a tendance à entrainer la mini-grue et donc à la soulever. Ce qui implique que ce sont les roues du dessous qui appliques une force sur les poutres, et non les roues du dessus.

Merci de votre interêt

[Jaunin]

Re-Re-bonjour,
Je reprends un peu plus tard, car il se fait tôt.
Cordialement.
Jaunin__

[invite91036267]

Très bien, je vous souhaite la bonne nuit alors =)
Pour ma part je suis au Québec, il n'est pas encore l'heure!

[Jaunin]

Bonjour, Tinoth,
J'ai failli vous perdre.
Pourriez-vous faire un croquis de profil de votre système avec la nacelle.
Cordialement.
Jaunin__

[invite91036267]

Bonjour Jaunin,

Je t'envoie un croquis de profil donc :

Noir : immeuble
Marron : nacelle
Orange : câble
Bleu : système de mini-grue

J'espère que tu y trouveras des réponses

[Jaunin]

Bonjour, Tinoth,
Pour avoir une première idée, pourriez-vous mettre des côtes sur les longueurs des bras de votre grue.
Comment seront fixés vos appuis sur le toit.
Où est appliquée cette charge 18 000 [N]. De quoi est elle faite.
Votre IPN est déformé par une torsion exercée par les roulettes de part et d'autre de la poutre.
Je ne crois, pas à première vue, que l'on puisse simplement utiliser la formule d'une poutre sur deux appui et chargée en son centre. Il y a un effet de déversement.
Avez-vous eu l'occasion de voir un cahier des charges pour ce genre de "nacelle".
Je suis toujours focalisé sur la norme de sécurité d'un tel engin.
En plus vous parlez de buildings, au Québec, combien d'étages. Longueur, diamètre et poids des câbles.
Avez-vous été voir de près un système existant, avez-vous pris des photos et/ou pris des contacts avec les sociétés qui fabriquent ces grues. Système anti chute.
Désolé pour toute ces questions, mais c'est ce qui me viens à l'esprit au sujet de votre question et il doit surement en avoir beaucoup d'autre.
A plus tard.
Cordialement.
Jaunin__

[verdifre]

bonjour Jaunin,
en regardant au message 4, j'interprete de la facon suivante:
le guidage est fait sur 2 IPN qui travaillent l'un en flexion simple vers le haut, l'autre en flexion simple vers le bas.
De facon independante les IPN ne reprennent pas de couple, c'est leur association qui permet la reprise du couple.
fred

[Nicolas83]

Bonjour,

Je voudrais juste faire quelques remarques concernant le roulement d'une roue ou d'un galet sur un profil en I ou H.

1. il sera plus simple de mettre ton contre galet directement sur la semelle (plus facile à réaliser car tu t'affranchis des tolérances sur la hauteur du profilé issu de chaudronnerie et donc pas terrible).

2. Il te faudrait un guidage latéral de facon à ne pas faire frotter tes roues sur l'âme de ton profilé et garantir ainsi la staibilité de l'ensemble en fonctionnement.

3. Attention aux décentrages induit par cette stabilité "approximative". En théorie ta roue roulera exactement au droit de l'âme du profilé ce qui le ferait travailler en flexion simple. En pratique cette modélisation pose plusisuers problèmes :
a) Attention aux risques de déversement de ton I car les semelles vont avoir un élancement important. Pour le voir, tu peux déja calculer la semelle prise isolée du reste du profilé et calculer sa résistance au flambement latéral (flambement dans son plan de plus grand inertie)
b) En pratique, la roue ne sera pas exactement au droit de l'âme et donc vont apparaitre des contraintes locales de flexion et de torsion du profilé. Quantitaviment, ces contraintes seront bien plus élevées que la contrainte de base dans le H calculé en flexion simple. En effet le profilé est très rigide en flexion sur son axe fort mais l'eppaisseur de l'âme est si faible que localement elle n'encaissera presque rien....

4. Je partage tout à fait les remarques de Jaunin (que je salue ) vis a vis de la sécurité pour un tel matériel suspendue au dessus du sol avec des gens en dessous. Il est impératif de se placer dans le cadre d'un réglèment JUDICIEUSEMENT CHOISIT....

D'une manière générale, ton idée semble assez économique et bien pensée pour répondre au besoin que tu as.

Cordialement

[Jaunin]

Bonjour, Nicolas83,
Je n'arrive pas à voir la position des galets autour du profil.
Le contre-galet directement sur la semelle, mais je ne vois pas comment il retient.
Si vous pouviez faire un croquis du même genre que le poste #4.
Cordialement.
Jaunin__

[invite91036267]

Pour avoir une première idée, pourriez-vous mettre des côtes sur les longueurs des bras de votre grue.

Les bras de la grue n'ont pas encore été définis, mais sachant que la nacelle fait 1m de large et que les câbles sont accroché à mi-distance de la largeur ... la tige horizontal devrait faire environ 1m à 1.5m.

Pour ce qui est de la hauteur, il faut que ce soit plus haut que la nacelle pour pouvoir la détacher, soit 2.5m à 3m.

Comment seront fixés vos appuis sur le toit.

J'ai pensé à fixé les appuis aux poutres via des vis. Pour ce qui est des appuis au toit, je ne sais pas encore comment on pourrait s'y prendre. Coulé dans du béton, via des attaches pré-installées sur le toit, autre..

Où est appliquée cette charge 18 000 [N]. De quoi est elle faite.

Selon moi la charge n'est faite que du poids de l'ensemble nacelle + passagers, soit 900 N. Ce qui donne 18000 N avec un coefficient de sécurité de 2 requis pour ce type d'installations.

Selon moi la force s'applique vers le bas à la pointe de la mini-grue, et est donc reportée sur les poutres. Et comme l'a dit verdifre, une subie une force vers le bas et celle la plus à l'intérieur, vers le haut.

Votre IPN est déformé par une torsion exercée par les roulettes de part et d'autre de la poutre.
Je ne crois, pas à première vue, que l'on puisse simplement utiliser la formule d'une poutre sur deux appui et chargée en son centre. Il y a un effet de déversement.

Je ne connais pas les effets de déversement...

Avez-vous eu l'occasion de voir un cahier des charges pour ce genre de "nacelle".
Avez-vous été voir de près un système existant, avez-vous pris des photos et/ou pris des contacts avec les sociétés qui fabriquent ces grues. Système anti chute.

J'ai envoyé plusieurs mails à des entreprises sans réponses. Surement parce que je suis étudiant et que je ne vais rien leur acheter ;o

Je suis toujours focalisé sur la norme de sécurité d'un tel engin.
En plus vous parlez de buildings, au Québec, combien d'étages. Longueur, diamètre et poids des câbles.

Les buildings deviennent gratte-ciel au dessus de 152m, et ça va jusqu'à 500m environ.
Mon projet touche à l'international, c'est encore plus compliqué niveau normes que Québec seulement mais de ce côté nous avons trouvé des sites qui nous références les normes souhaitées.

Désolé pour toute ces questions, mais c'est ce qui me viens à l'esprit au sujet de votre question et il doit surement en avoir beaucoup d'autre.

Au contraire, ça m'aide aussi! Merci

[Jaunin]

Bonjour, Tinoth,
Voici une représentation simplifiée de la simulation d'un IPN de 200 sur 5 [m], avec les appuis des roues dessus et dessous.
Toujours ouvert à toute suggestions.
A plus tard.(il est de plus en plus tôt)
Cordialement.
Jaunin__

[invite91036267]

Bonsoir Jaunin,

Est-ce que vous pourriez m'expliquer votre image svp? On y voit le déplacement que cela engendra mais est-ce que vous auriez une formule pour calculer le déplacement maximum autorisé? Je ne connais que celle de la simple flèche ...

Merci encore

[Jaunin]

Bonjour-soir, Tinoth,
C'est une représentation de la déformation de votre poutre.
Les dimensions et la charge sont un peu quelconques, il y a juste la longueur de 5 [m] qui est juste.
C'est calculé par un programme qui utilise la méthode des éléments finis.
On ne voit pas les formules.
On peut lire les déformations sur la pièce en fonction de l'échelle des couleurs sur l'image.
Il faudrait plus de précision sur les croquis pour avoir un meilleur résultat plus près de la réalité.
J'ai un doute sur le facteur de sécurité de deux fois, je penserais à un facteur de cinq fois comme pour les ascenseurs, je crois ?.
Cordialement.
Jaunin__
http://membres.lycos.fr/nimbles102/NUM/ANN/Article.htm

[invite91036267]

Re-bonsoir Jaunin,

Réponse rapide avant d'aller se coucher ..
Concernant le poids il faut prendre une facteur est de 2. Alors que pour ce qui est de la résistance des câbles qui soutiennent la nacelle, le facteur est lui de 10. Pour le moteur c'est mon coéquipier qui s'en charge, je ne sais pas exactement ce qu'il en est.
Merci pour le site, je regarderai ça demain.

[verdifre]

bonjour,
j'en deduirait assez basiquement que l'on devrait calculer la structure au sol(sur le toit) pour qu'elle soit plus solide que les cables
autrement dit que l'on doit pouvoir tirer sur les cables de la nacelle jusqu'a la rupture sans casser la structure (on peut peut etre dans ce cas la envisager que la structure ait subi des deformations permanentes et qu'elle soit aprés une telle epreuve bonne pour la feraille)
Il faut peut etre envisager même que la deformation de la structure puisse servir d'amortisseur dans certains cas de "chute"
peut etre un probleme pas si "simple" que cela
fred