Calcul de résistance de vis

[hmorin]

Bonjour,

Dans le cadre d'une mission en entreprise j'ai besoin d'un calcul de RDM pour venir appuyer un résonnement mais n'ayant pas fait de calcul de ce genre depuis ma sortie de mes études (quelques années), je suis un peu "rouillé" et pas forcément sur de ce qu'il faut faire sur ce cas en particulier.

Le problème est le suivant:

Une entreprise veut augmenter le poids maximum de charge d'un palan de monte-charge.
Le souci viens de la liaison entre le palan et la chaîne à rouleaux, il y a la une pièce (photo 0101 en PJ) qui a 4 points de fixation plus 2 filet de soudure (au-dessus et en dessous) au palan et 3 vis M12 classe 6.8 au niveau de la chaîne à rouleau.
Ce que je voudrais savoir, c'est les caractéristique des efforts s'appliquant aux vis (direction, intensité,...) et est que ces 3 vis sont toujours aptes à supporter le nouveau poids appliqué (résistance au cisaillement, torsion) ou si il faut les remplacer par une visserie de classe supérieur (8.8, 10.8, ...). Sachant que j'ai déjà déterminé les résistance à rupture et déformation des vis.

Le poids qui s'applique sur cet ensemble de pièce est de 500kg, les dimensions la plaque sont d'environ L:30cm h:11cm et e:2cm, l'espacement en chaque vis M12 est de 4.5cm. Le couple de serrage des vis est de 50Nm.

L'entreprise n'ayant rien communiqué à ce sujet, je voudrais qu'un coefficient de sécurité de 5 soit présent dans le calcul.

Cela fait plusieurs jours que je me casse la tête dessus car je pensais que cela serais simple mais apparemment non

Merci d'avance,

Hugo
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[Jaunin]

Bonjour, Hmorin,
Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Pourriez-vous nous joindre un croquis de votre pièce avec la position des vis de fixation et la position de la charge et sa longueur, je pense que c'est la pièce jaune ?
Cordialement.
Jaunin__

[hmorin]

Bonjour,

merci pour votre réponse.

Voici un rapide schéma du dispositif avec toutes les cotations connues

Et oui vous avez raison le palan est bien la pièce jaune

[Jaunin]

En attendant la libération de la pièce jointe à quelle distance du point de fixation se trouve le centre de gravité de la charge ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[hmorin]

- La moitié de la pièce est fixée au palan donc la force est répartie sur 15cm, on peut en déduire que le centre de gravité de la charge est au milieu => 7.5cm
- Les vis se trouvent à 2cm du bord 15-2= 13cm

Pense qu'il y a environ 20.5cm entre le point de gravité de la charge et les vis de fixation.

[Jaunin]

A quelle distance du bord se trouve les trois vis M12 et pour une charge de 5 x 5000 [N] ?

[hmorin]

Comme dis plus haut les vis se trouvent à environ 2cm du bord de la plaque coté chaine à rouleau

Le poids du palan à charge max est de 1500kg (14715N), il y a 4 ensembles comme celui ci aux 4 coins du palan mais je veux faire le calcul avec seulement 3 ce qui donne environ 500kg(4905N) de charge répati sur chaque des 3 ensembles

[Jaunin]

Quel couple de serrage vous mettez sur vos vis

[hmorin]

Le couple appliqué sur chaqu'une des vis est de 50Nm

[le_STI]

Salut.

Les 4 vis qui lient la tôle au palan sont-elles bien des vis épaulées, qui n'enserrent donc pas la tôle?

Dans ce cas je te conseille de faire les calculs en prenant le cas le plus défavorable, c'est à dire en estimant que la charge est appliquée sur une des vis épaulée les plus éloignées des vis M12.

Sachant que les M12 ne doivent pas travailler au cisaillement, il faudra donc que l'effort de serrage soit suffisant pour empêcher tout glissement de la tôle, via l'adhérence tôle/chaine à rouleaux.

[Jaunin]

Bonjour, Le_STI,
Si j'ai bien compris les vis en question sont les trois vis à tête 6 pans sur la droite de la photo à moins que je me sois trompé.

Mais les explications restent valable.

Cordialement.
Jaunin__

[le_STI]

Je demandais juste un éclaircissement sur l'interface entre la tôle et le palan, afin de pouvoir poser des hypothèses.

Il est clair que les M12 sont celles à droite sur la photo, mais le fait que les 4 autres vis empêchent ou non la rotation du palan par rapport à la tôle modifie la façon dont on doit poser le problème.

[hmorin]

Je n'ai absolument aucunes informations sur ces 4 vis, je pense que l'on peut supposer qu'elles n'ont pas de jeu car en plus de ces 4 vis il y à 2 cordon de soudure sur la face haute et basse de la tolle et donc considérer que la tolle et le palan sont une seule et même pièce.

[le_STI]

Je ne vois aucun cordon de soudure au niveau de la tôle qui a des trous oblongs. Par contre on voit bien qu'un renfort est soudé sur le palan (tôle jaune dans laquelle les vis semblent être fixées).
Elle est retenue par ce qui semble être des vis épaulées (voir les proportions de la tête de vis ainsi que la dimension de l'empreinte hexagonale).
Ce pourrait être des vis à tête basse, mais je ne vois aucun intérêt à ne pas utiliser de simples vis CHC ou H.

Le fait que la tôle avec oblongs fasse partie intégrante du palan (ou pas) jouera très probablement sur l'effort de serrage minimal des 3 vis M12.

[Jaunin]

Quelques valeurs de couple de serrage

http://www.facom.com/partage/dynamom...e_controle.pdf

http://www.skf.com/binary/57-126662/...e_10061_FR.pdf

[hmorin]

Oui effectivement je me suis trompé en disant que c'était la tole qui était soudée, c'est bien la pièce qui enserre le palan qui est soudé à ce denier et non pas la tole, celle ci est fixée seulement à l'aide des 4 vis.

Comme dis plus haut j'ai n'ai pas eu d'informations communiquées sur ces vis.
Serait t'il possible de faire l’hypothèse que la tole fait parti intégrante du palan pour faire le calcul et avoir une première approche de la situation?

[le_STI]

C'est possible, mais sûrement trop conservateur...

Tu auras alors l'équivalent d'une poutre (l'ensemble palan+tôle) en équilibre sur deux appuis (Les vis M12 à chaque extrémité du palan).

Le couple de "basculement" sera alors nul et il ne restera qu'une force égale au tiers du poids (puisque c'est la force que tu souhaites appliquer) multiplié par le coreff de sécurité.

Il faudra donc que l'effort de serrage des trois vis M12 multiplié par le coefficient d'adhérence tôle/chaine à rouleaux soit supérieur à la force calculée ci-dessus.