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Force centrifuge



  1. #1
    mistel2

    Exclamation Force centrifuge


    ------

    salut à tous

    Voila mon problème, a mon travail nous avons eu un incident sur une équillibreuse de moteur de gros calibre

    Une masse d'équilibrage de 2.4kg c'est détaché du disque à équilibré, la vitesse de rotation était de de 1500 tr/min et se trouvais à 800mm du centre.

    Je cherche à calculer la force résultant de cette mise sur orbite de cette pièce mécanique afin de faire le calcul de résistance d'un futur carter de protection afin d'éviter de voir voler une nouvelle fois une autre pièce à plus de 20m....

    Si possible me faire passer la formule afin de pouvoir utilisé sur d'autre moteur

    A oui le futur carter sera à 1.5m de l'axe de rotation du moteur

    Merci d'avance à vous

    PS: pas de bléssé juste un peut de casse.

    -----

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  3. #2
    misterdealer

    Re : Force centrifuge

    j'ai écrit des anneries.
    Dernière modification par misterdealer ; 02/12/2010 à 03h43.

  4. #3
    misterdealer

    Re : Force centrifuge

    Je crois que la formule est :



    avec m en kg, r en m, en radians par seconde.

    1 tour/minute = radians par seconde

    Ici : F = 2.4 * 0.8 * 157 ^ 2 = 47.3 kN.

  5. #4
    LPFR

    Re : Force centrifuge

    Bonjour.
    Rien que d'imaginer l'incident, ça fait peur.
    La force d'impact dépend de la durée et de la distance d'arrêt. Vous connaissez l'énergie cinétique de l'objet qui arrive 0,5.2,4.126². Si le carter de protection a une constante élastique 'k', au moment de l'arrêt, toute l'énergie cinétique sera transformée en ½kx², où 'x' est la déformation. Et la force maximum sera de 'kx'.

    Donc, le problème est qu'il faut connaître la déformation en fonction de la force, ce qui dépend de la forme et du matériau du carter.
    Il faut faire un calcul de résistance de matériaux et là, ce n'est pas mon fort.
    Par contre, un autre foriste, Jaunin, que je salue, domine le sujet et a même des logiciels de simulation. Croisez les doigts pour qu'il lise ce sujet.

    Nota: le calcul de Misterdealer concerne la force pour fixer le contrepoids. Pas pour l'arrêter s'il se détache.
    Au revoir.

  6. #5
    mistel2

    Red face Re : Force centrifuge

    merci à vous

    effectivement cela a fait peur...

    Pour la RDM j'ais pas de problème par contre je vais partir avec un coef de secu de 3 mini

    Nous acceptons une déformé du carter car cela arrive très rarement (c'est la première fois)

    Pour la force d'impact la pièce est une brosse rondelle de 2.4 kg et le carter sera en tole de 15mm acier standard avec un panneau de 2,5m x 2m

    Merci encore pour vous info rapide et si vous avez d'autre point pour la force d'impact je suis preneur

    Merci encore a vous

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

    Re : Force centrifuge

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Nota: le calcul de Misterdealer concerne la force pour fixer le contrepoids. Pas pour l'arrêter s'il se détache.
    Au revoir.
    Autant pour moi.


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  10. #7
    invite765432345678
    Invité

    Re : Force centrifuge

    47300 N = environ 4,730 T

    Même si le carter absorbe une partie du choc lors de l'impact, la masse va rebondir. Suivant la forme de la masse éjectée, la pression instantanée sur le carter va être très importante. Je suis curieux de voir le résultat du calcul. Il faudra utiliser un acier qui résiste bien aux chocs.

    Ce problème doit être examiné avec beaucoup de soin.

    Jaunin

  11. #8
    misterdealer

    Re : Force centrifuge

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Nota: le calcul de Misterdealer concerne la force pour fixer le contrepoids. Pas pour l'arrêter s'il se détache.
    Au revoir.
    Quelle serait alors la force du contrepoids s'il se détache ? Ne serait-elle pas très peu inférieure à celle que j'ai calculée ? En effet, il ne s'écoule que 5ms entre le moment où elle se détachera et le moment où il y aura impact sur le carter.

    Merci.

  12. #9
    invite765432345678
    Invité

    Re : Force centrifuge

    Citation Envoyé par misterdealer Voir le message
    Quelle serait alors la force du contrepoids s'il se détache ? Ne serait-elle pas très peu inférieure à celle que j'ai calculée ? En effet, il ne s'écoule que 5ms entre le moment où elle se détachera et le moment où il y aura impact sur le carter.

    Merci.
    Ce qui compte c'est l'énergie cinétique acquise par la masse au moment de l'impact et qui est peu différente de celle acquise au moment où la masse se détache.

    Ensuite, le carter va absorber une partie de cette énergie lors de la déformation du carter. Si l'énergie absorbée n'est pas suffisante, la masse va rebondir et risque d'endommager la machine à équilibrer.

  13. #10
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Force centrifuge

    Bonjour, RedDwarf,
    Déjà, pour commencer, c'est très bien de faire un carter fermé, surtout si votre grosse rondelle fait 2.4 [kg].
    Je ne suis pas sûr qu'un carter de 15 [mm] d'épais aille absorber l'énergie en déformation, mais va vous renvoyer la pièce en ricochet acier sur acier.
    À première vue, vous pourriez prendre une tôle plus fine, mais garnir l'intérieur avec un Sagex qui lui sera épais pour que l'énergie se dissipe en essayant de la traverser.
    Avez-vous un croquis de l'ensemble de votre carter?
    Cordialement.
    Jaunin__

  14. #11
    mistel2

    Re : Force centrifuge

    j'ais fait mon calcul de RDM et j'ais une déformation de 47mm sans dépassement de la limite de rupture mais la limite élastique est dépassé en utilisant un contrainte ponctuelle correspondant à la charge 47.4 kN

    Pour le sagex nous avons plusieur problème, il y a pas mal de lubrifiant dans la zone de travail et donc des projections, et notre encombrement est très limité sur l'extérieur de la machine (pont roulant, armoire électrique, ...)

    Le plus drole à été cette après midi un opérateur à demandé à avoir une vitre de chaque coté du carter pour voir la réaction de l'ensemble lors de l'équilibrage...

    Et les boss ont accepté d'étudié la chose........... alors qu'avec deux caméras IP de chaque coté ont règle le problème en toute sécurité.

    Avez vous un ordre de l'énergie cinétique dégagé par l'impacte sur une tole d'acier ?

  15. #12
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Force centrifuge

    Bonjour, Mistel2,
    Je suppose que vous aviez bien compris que la Sagex était à l'intérieur de la protection.
    Je pense qu'il doit y avoir tout un protocole pour qu'une telle pièce ne prenne pas la poudre d'escampette.
    Comment à t-elle put en arriver là, c'est peut-être la première question.
    Pour le calcul de votre flèche de 47 [mm] vous avez estimé une plaque acier de 2x2.5 [m] avec une épaisseur de 15 [mm] avec une charge au centre de 47.4 [kN], comment était maintenue votre plaque et quelle était la surface d'appui de la charge ?
    Cordialement.
    Jaunin__

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  17. #13
    mistel2

    Re : Force centrifuge

    La piece a été éjecté suite à une erreur de l'opérateur qui n'a pas serré les écroux de bridage de la massé d'équilibrage (ces dernier ont aussi volé)

    Donc cette erreur peut être refaite si meme avec des procédures.

    Pour la calcul je suis parti dans le cas le plus défavorable, tole d'acier de 15mm de 2m x 2m avec charge ponctuelle de 13.5 kN et pour une rotation à 800 tr/min (vitesse lors de l'incident) et un autre calcul avec force de 47.5 kN pour une rotation de 1500 tr/min, vitesse max des essais.

    calcul en blexion simple avec deux liaisons encastrement à chaque extrémité

    avec 13.5 kN de charge je trouve 47mm de déformé
    et avec 47.5 kN de charge je trouve 142 mm de déformé dont 46 en dehors de la limite élastique

    calcul confirmé par logiciel IUT du man V6

  18. #14
    sitalgo

    Re : Force centrifuge

    B'jour,

    Je ne vois nulle part la justification des 47,5kN.
    LPFR a donné la formule de l'énergie cinétique qui donne 18930 j mais on n'en sait pas plus.
    Par ailleurs il faut voir avec quel incidence le bolide arrive sur le capot. Si c'est un capot circulaire de 1500mm de diam, alors le bolide arrive dessus avec un angle d'environ 45°, c'est toujours ça de pris.
    Un schéma.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  19. #15
    mistel2

    Re : Force centrifuge

    le carter est composé de 5 face deux vertical, une horizontal et deux à 45°

    pour la force nous avons fait les calculs avec les cas de l'incident et celui le plus défavorable

    sachant que le moment entre le choc et le départ de la pièce est instantané nous avons négligé le ralentisement ou accélération de la pièce

    De plus cette dernière ne par pas forcément tangent à l'axe de la centrifugeuse car les écroux ou autre pièce peuve dévié sa trajectoire

    merci encore de vos questions et conseil

  20. #16
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Force centrifuge

    Bonjour,
    Voilà aussi ce qui pourrait se produire en cas d'un impact violent sur votre carter de protection, d'un côté le choc de la pièce qui est arrêtée, mais de l'autre une plaque qui se détache et qui peut faire autant de dégât.
    Cordialement.
    Jaunin__
    Images attachées Images attachées

  21. #17
    mistel2

    Re : Force centrifuge

    salut

    effectivement, mais je pense que cette réaction est applicable avec un acier avec un fort taux de carbone et c'est pour cela que je préfère prendre un acier "mou" et travaillé dans sa limite élastique meme si je dépasse

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