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Dimensionnement d'un treuil électrique



  1. #1
    gazy01

    Dimensionnement d'un treuil électrique


    ------

    Bonjour,

    Je suis étudiant en ingénierie et pour un projet, nous devons dimensionner un treuil électrique. Ca serait donc un câble qui serait enroulé et qui permettrait de descendre et monter un humain (pompier par exemple) du haut d'un bâtiment de 30m de hauteur (10 étages). Ce pompier accèdera au toit de l'immeuble où il s'attachera au câble pour descendre à un étage, prendre une personne avec elle et la descendre dans la rue. Le pompier pourra donc choisir la distance à parcourir (choisir un étage) et aussi la vitesse. Il y a également deux sens de marche (descente et montée).

    Le poids maximum à supporter serait de 250 kg.

    J'ai déjà trouver le diamètre de câble d'acier galvanisé (3mm de diamètre) pour un tel poids en considérant un coefficient de sécurité de 5.


    Je vous remercie d'avance pour votre aide.

    Gazy

    -----

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  3. #2
    antek

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Et quelle est la question ?

    Il n'y a pas que le coefficient de sécurité, il faut aussi un diamètre minimum (ragages, pliages, . . .).
    Et 3 mm me semble léger (accélérations, blocages, . . .).

  4. #3
    gazy01

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Salut,

    la question est "comment dimensionner le moteur ainsi que les autres organes mécaniques", donc comment dimensionner le câble, le tambour, le réducteur ainsi que le moteur.

    Je suis perdu, je sais pas comment dimensionner et sur quelle base de calcul à chaque fois :/

    Pour les 3 mm j'ai calculé ça sur base d'une résistance de 1700N/mm2.


    Merci pour vos réponses

  5. #4
    gazy01

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Ca devrait être un système qui ressemble à ça :

    Capture d’écran 2018-04-25 à 14.34.53.png

  6. #5
    phys4

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Bonsoir,
    Pour définir votre système mécanique, il faut des spécifications complètes, bien plus que la masse totale :
    Vitesse de déplacement
    Accélérations admises
    Précision des arrêts.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    gazy01

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    On admet une vitesse maximum de 1m/s mais on veut egalement que la vitesse soit commandable (par un variateur de fréquence par exemple). Concernant un trajet type ca serait une descente du toit vers un étage (par exemple le dernier donc une descente de 3m), on charge la personne à évacuer puis on descend jusqu au trottoir. Donc au début on commence avec une charge de 100kg puis lorsqu'on charge la personne (avec un enfant par exemple) on atteint environ 250kg (je prends les cas extrêmes) pour enfin descendre jusqu'au sol.
    Enfin, le pompier remonte s'il doit évacuer d'autres personnes ou tout simplement pour revenir au toit.

    Merci en tout cas pour les réponses

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  10. #7
    Tifoc

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Bonjour,
    Citation Envoyé par antek Voir le message
    Et 3 mm me semble léger (accélérations, blocages, . . .).
    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    il faut des spécifications complètes, bien plus que la masse totale :
    Vitesse de déplacement
    Accélérations admises
    Précision des arrêts.
    Vous avez compris ces remarques ?

    Citation Envoyé par gazy01 Voir le message
    Pour les 3 mm j'ai calculé ça sur base d'une résistance de 1700N/mm2.
    Pardon d'être un peu sec, mais en école d'ingé vous devez quand même savoir la distinction entre statique et dynamique. Votre calcul c'est de la statique (valable si on suspend gentiment qqun au cable). Mais votre étude relève de la dynamique !
    Il vous faut commencer par définir un cahier des charges complet et précis, qui contiendra, a minima, une description des mouvements (comme déjà dit...).

  11. #8
    gazy01

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Je suis d'accord qu'il faut un cahier de charge précis, mais c'est juste un prototype et beaucoup de cas sont envisageables. Il manque quoi pour ce cahier de charge ? J'ai fait une description plus haut des mouvements.

    Concernant le dimensionnement du câble, c'est vrai que j'ai oublié de faire le calcul en dynamique. Donc il faut tenir compte de quoi exactement ? Je suis pas très bon en mécanique :/

    Merci

  12. #9
    Tifoc

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Citation Envoyé par gazy01 Voir le message
    J'ai fait une description plus haut des mouvements.
    Le WE dernier, j'ai fait Paris-Nancy en voiture par l'autoroute à 130 km/h maxi. A Marne la Vallée, j'ai chargé deux passagers puis j'ai continué ma route. Et le lendemain j'ai fait le trajet retour. Ca, ce n'est pas une description des mouvements (tout au plus du parcours).
    Il y a quinze jours, j'ai fait un essai sur circuit. Départ arrêté, j'ai atteint 100 km/h en 8,2 s et parcouru 1000 m en 27 s. J'ai limité ma vitesse à 230 km/h pendant 2 minutes, puis ai laissé le véhicule en roue libre jusqu'à 90 km/h avant de piler pour m'arrêter en 30 m. Ca ça ressemble déjà plus à une description de mouvement...
    Citation Envoyé par gazy01 Voir le message
    il faut tenir compte de quoi exactement ?
    De ça :
    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    Vitesse de déplacement
    Accélérations admises
    Précision des arrêts.
    Mettez vous à la place du pompier (ou mieux, de la victime transportée !!!). Qu'allez vous ressentir ? Quand allez vous avoir peur ? Lors de la descente à vitesse constante ou au freinage en arrivant en bas ? Et le câble, quand va-t-il s'en prendre le plus dans les brins ? Imaginez qu'il soit élastique (d'ailleurs il l'est...), quand est-il susceptible de se tendre le plus, autrement dit d'être le plus sollicité ?
    Citation Envoyé par gazy01 Voir le message
    Je suis pas très bon en mécanique
    Ca va être dur... F = m.a ?
    C'est un projet pluridisciplinaire en équipe au moins ?

  13. #10
    antek

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Citation Envoyé par gazy01 Voir le message
    Donc il faut tenir compte de quoi exactement ? Je suis pas très bon en mécanique :/
    Des conditions extrêmes.
    Je suppose qu'une sécurité ultime sera présente (par exemple blocage si V > 1,5 m/s).
    Lorsqu'elle se déclenchera le câble devra supporter l'accélération.

  14. #11
    gazy01

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Ok merci

    Donc pour vous la première chose à faire est de dimensionner le câble aux conditions extrêmes (vitesse max, etc). Ensuite il faut dimensionner le tambour je suppose puis le réducteur. Vous avez une idée comment faire? Vous avez une démarche à suivre? Je suis un peu perdu :/

    Merci

  15. #12
    Tifoc

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Citation Envoyé par gazy01 Voir le message
    Donc pour vous la première chose à faire est de dimensionner le câble aux conditions extrêmes (vitesse max, etc).
    Pas vitesse, a-ccé-lé-ra-tion !
    La force maxi, ce sera la masse multipliée par cette accélération maxi. Et on ne peut pas la deviner pour vous.

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  17. #13
    gazy01

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Ok je vais l'imposer, et ensuite ?

    Merci

  18. #14
    Tifoc

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Citation Envoyé par gazy01 Voir le message
    Ok je vais l'imposer,
    La déterminer serait mieux.
    Citation Envoyé par gazy01 Voir le message
    et ensuite ?
    Citation Envoyé par Tifoc Voir le message
    La force maxi, ce sera la masse multipliée par cette accélération maxi

  19. #15
    gazy01

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Mais je comprends pas, comment je peux déterminer l'accélération maximale? Avec quelle données vu que je pars de rien?

  20. #16
    phys4

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Citation Envoyé par gazy01 Voir le message
    Mais je comprends pas, comment je peux déterminer l'accélération maximale? Avec quelle données vu que je pars de rien?
    Le premier travail est justement de vous fixer des limites raisonnables, comme point de départ. Vous avez bien commencé, il faut aller jusqu'au bout de la description précises des mouvements permis.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  21. #17
    Tifoc

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Peut être (mais je ne connais pas le contexte exact de votre projet) faut-il vous rapprocher de spécialistes (pompiers ou pros de l'escalade) qui pourraient vous informer des normes se sécurité concernant les descentes en rappel. Comme le suggère Antek, le pire est surement "l'arrêt d'urgence" qui induit une forte décélération. Mais perso, je n'ai aucune idée de cette valeur admissible.

  22. #18
    Tifoc

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Il me vient une idée (ça m'arrive des fois ). Ca n'a rien de scientifique (quoique...) mais pour avoir un ordre de grandeur, vous pouvez aller chez D-------n au rayon "sports de montagne". Sur les corde et les mousquetons qu'ils vendent, il y a des valeurs de résistance

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  24. #19
    gazy01

    Re : Dimensionnement d'un treuil électrique

    Ok merci beaucoup.

    Maintenant je bloque par rapport au tambour, comment déterminer le diamètre de celui-ci? Aussi, faut-il tenir compte du frottement dans ce tambour? Comment le connaitre?

    Merci pour vos réponses en tout cas

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