Bonjour à tous,
Dans le cadre d'un projet de conception d'organe de machine, j'aimerais dimensionner un ventilateur centrifuge industriel entrainé par courroie.
Le but de mon post est de me rassurer (ou non) dans la démarche que j'adopte et de voir si la communauté physicienne trouve que ça tient la route.
Je vous explique ci-dessou comment j’en arrive à un premier dimensionnement de l’arbre machine (c'est résumé).
J’aimerais vérifier cet arbre à la viabilité et à la fiabilité. Ceci doit se faire au départ d’un schéma rendu libre correct reprenant tous les efforts appliqués à l'arbre. J'ai quelques interrogations quant aux efforts appliqués.
Voici le style de machine à laquelle j’aimerais arriver :
Suivant le débit voulu (87500m³/h), j'ai sélectionné, dans un catalogue, une roue centrifuge sur base des courbes de fonctionnement.
Mes caractéristiques sont alors:
Rayon moyen : 701mm
Vitesse de rotation roue : 700 tpm
Presstion relative (delta P): 1200 Pa
Pmanométrique : 22,5 kW (je prends ça comme puissance indiquée)
Rendement : 84%
Poids de la roue: 263 kg
Bout d'arbre ISO conseillé: diamètre 75mm
Avec ces caractéristiques, je calcule la puissance à l'arbre:
Pa= Pmano/rendement= 22,5/0,84= 26,785 kW
Cind (couple indiqué) = Pmano/w= 22500/73,3[rad/s] = 306,94 Nm
Fr (force radiale ramenée à l'arbre) = Cind/ Rm = 306,94/0,701= 437,86 N
Force axiale = 1200.PI.0,701²= 1852,53N
Poids= 2630N
En parallèle, j’ai réalisé un calcul de courroie et poulies pour l’entrainement de l’arbre suivant le moteur défini, qui me donne une tention de +- 2380N.
Je choisi de réaliser un arbre de type étiré pour la facilité d'usinage. Ainsi, pour la conception de l'arbre et en vue du montage sur paliers isolés roulements à billes, je choisi un diamètre de roulement multiple de 5 supérieur au diamètre du bout d'arbre: 80mm (règle de conception issue d'un de mes livres. La portée entre les paliers = 5x diamètre roulement = 400mm (règle de conception provenant d’un de mes livres aussi). Afin de se laisser un peu d'espace pour la réalisation du bâti, du carénage etc., je prends une portée entre paliers de 450mm.
Le reste de la longueur de l'arbre est tributaire de l'encombrement de la machine.
Voici le premier montage :
Img2.jpg
Et voici l’arbre avec ses paliers et mesures :
img8.jpg
Dans le respect de la mécanique statique, un de mes roulement assure une liaison rotoïde et l'autre une liaison pivot.
Je dessine le SCM et le SRL suivant :
img4.JPG
img6.jpg
Pensez-vous que ce schéma est correct et reprend bien tous les efforts appliqués à l'arbre pour mes calculs. Dois-je utiliser un moment de torsion dû à la roue ou à l’entrainement par courroie, ou les deux? Dans l'affirmative, comment le(s) placer sur le schéma rendu libre ?
La tension de courroie (T) est-elle appliquée correctement à l’arbre? J'imagine que je dois tenir compte de l'angle que forme la courroie avec le plan de l'arbre et décomposer la force suivant ses composantes x et y?
img5.jpg
Avis, informations et conseils sont les bienvenus.
Un fois que j'aurai vérifié cet arbre, il faudra que je passe aux choix des roulements et à la vérification de ces derniers également.
Merci d'avance!
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