Système d'élévation à poulie

[invite4be2f1cb]

Bonjour/Bonsoir,

Alors je vous introduits mon projet : Je voudrais concevoir mon propre système d'élévation pour tracter en hauteur un de mes écrans d'ordinateur. Le système n'est en soit pas très complexe mais de par mes études, j'ai beaucoup de théorie et très peu de pratique.

Je cherche à définir le motoréducteur qu'il me faut pour lever l'écran de 0.5m.

Données :
Masse : m = 10kg (j'arrondirais à 100N)
Vitesse : v = 0.05m.s^(-1)
Distance : AB = 0.5m

J'ai effectué :

W = AB * F * cos Alpha
soit : 0.5 x 100 x 1 = 50 J

P = W/dt
soit : 50/10 = 5 W

J'ai calculé dt en faisant 0.5/0.05 = 10s


Je trouve en fait la puissance super faible et ça me travaille.. Je suis un peu perdu par toutes les formules entre ce qu'il m'ait nécessaire et les données que j'ai.
Je peux fournir des schémas
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[XK150]

Bonsoir ,


Je suppose que l'on tire sur le brin de gauche ?
Où est fixée exactement l'autre extrémité du brin ?

[invite4be2f1cb]

Bonsoir XK !

Déjà je m'excuse pour la taille de l'image haha je ne m'attendais pas à ce qu'elle sorte aussi grosse.

Ensuite oui, l’extrémité gauche s'enroulera autour de l'axe du motoréducteur. L'autre extrémité sera accrochée à l'ensemble de la poulie du milieu. J'aurais dû la faire plus simple, là, le schéma est complexifié pour rien.
En fait, une extrémité s'enroule et la corde viendra, en se tendant, lever la poulie du milieu, à la fois parce que ce bout de corde en se tendant montera, mais aussi parce que l'extrémité fixe tirera par le haut la poulie.
J'aurais pu aussi bien faire seulement 2 poulies (celles de gauche et du milieu) et fixer le bout de corde à l'endroit de la 3ème poulie. Je cherchais juste à diviser l'effort.

[XK150]

Re ,

Redessinez le schéma correct que vous voulez faire .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite4be2f1cb]

C'est plus lisible ?



*La charge sera sur la poulie 2
*Les flèches indiquent les mouvements et non les forces

[phys4]

Bonsoir, vos deux schémas ne sont pas équivalents, dans le premier la force est divisée par trois, dans e second elle est divisée par deux.

Le calcul de le puissance est un peu contournée, il suffisait de multiplier la vitesse de montée du moniteur par son poids. Quoi qui'l en soit le résultat est correct.
La puissance est faible car la vitesse est très lente.
Au revoir.

[invite4be2f1cb]

Bonjour, oui je sais bien que les deux ne sont pas équivalents, mais ça me fait plaisir que vous le fassiez remarquer. Diviser davantage l'effort était le but mais vu la puissance visiblement nécessaire, je n'ai pas peur du sur-dimensionnement.

Donc vous confirmeriez que j'ai n'ai besoin que d'un motoréducteur de 5W pour monter ma charge de 10 kg ? Ca me semble tellement faible .. C'est ça qui me fait autant douter.

Ensuite j'ai surtout des questions pratiques. Si 5W me sont suffisant, ce sera un petit motoréducteur. Mais je ne trouverais pas forcément la vitesse de sortie que je souhaite. Devrais-je ajouter à l'axe de sortie (qui sera minuscule) un embout plus gros pour augmenter la vitesse .. d'enroulement ?

[phys4]

Ce sra simple à calculer, quand vous aurez la vitesse de rotation, il suffira que l'enrouleur ait une vitesse périphérique égale à 2 ou 3 fois la vitesse de la charge. Suivant le type de palan que vous aurez choisi.

[le_STI]

Salut.

Etant donné le système de poulies choisi, la force de traction sur la cordelette ne sera pas égale au poids à lever.

Pour faire court, plus la poulie du milieu montera, plus la force de traction augmentera (jusqu'à atteindre, en théorie, une force infinie lorsque la portion de corde située entre le point fixe et la poulie de gauche sera parfaitement tendue).

Il serait plus judicieux de positionner la poulie de gauche et le point fixe de sorte que les brins restent tous verticaux.

Dans ce cas, la force de traction vaudra la moitié du poids à lever.

[invite4be2f1cb]

Bonjour,

Si j'ai bien compris, alors je n'y avais pas pensé de cette manière .. Donc tu recommandes le deuxième système ? Je pense que de toutes manières pour des raisons de réalisation, j'aurais fais comme sur le deuxième schéma pour aller au plus simple !

J'ai une question, ma foi très bête j'imagine, mais je suis toujours bloqué dans le choix de mon moteur. Malgré que j'ai identifié la force, la puissance et la vitesse (linéaire) de la charge, je n'arrive toujours pas à trancher. Je ne cherche pas un moteur cher (surtout au vu du besoin), donc j'ai cherché sur amazon.
Je retrouve comme caractéristiques la puissance (W), la vitesse de rotation (rpm ou tr/min), la tension (V) et quelque fois le couple en kg.cm. Pour mon projet je m'oriente vers un motoréducteur cw/ccw.
Donc je voulais savoir sur quelle méthode fallait-il que je planche pour choisir le bon moteur.
J'ai l'impression que je ne peux pas me baser sur les données que je calcule pour le choisir, par exemple j'ai calculé 5W donc je prends un moteur de 5W.
Que dois-je faire des autres données, surtout la vitesse, car dans mon esprit la vitesse de rotation donnée du moteur ne traduira pas forcément ma vitesse linéaire.. Je ne sais pas si je me fais comprendre.

[XK150]

Re ,

De toute façon , 5W c'est une puissance théorique calculée qui ne tient pas compte des pertes dans les poulies , la raideur de la corde , …
Il faut prendre largement du rab .

Maintenant , la corde s'enroule sur un tambour de diamètre réaliste à choisir , admettons 0.1 m ; A quelle vitesse de rotation doit tourner le tambour
pour enrouler la corde à 5 cm/s ?

[phys4]

Je confirme que pour une puissance utile de 5 W, il faut prendre au moins 10 W à cause des frottements.
Attention la vitesse d'enroulement est la vitesse de la charge multipliée par le nombre de brins, donc au moins 10 cm/s.
Il faut choisir la vitesse de sortie compatible avec les tambours d'enroulement disponibles, par exemple, bobine de fil.

[le_STI]

Donc tu recommandes le deuxième système ?

Ce n'est pas que je le recommande particulièrement, mais je te recommande de faire en sorte que les brins de la corde (particulièrement ceux qui se trouvent de part et d'autre de la poulie à lever) soient verticaux.

Fais également attention au fait que la vitesse d'élévation de la poulie sera 2 fois plus petite que la vitesse d'enroulement sur le tambour.

Pour le choix du motoréducteur, il faut dans un premier temps que tu calcules la vitesse de rotation et le couple nécessaire (en prenant en compte les dimensions du tambour, comme souligné par XK150). Tu auras alors des données te permettant de chercher ton bonheur auprès les fournisseurs de motoréducteurs

Pense aussi au fait que le tambour ne pourra certainement pas se fixer directement sur l'axe de sortie du motoréducteur (ils ne sont généralement pas conçus pour recevoir des charges radiales).

Enfin, une dernière chose : si tu recherches un moteur à petit prix, ça vaudrait le coup de tester un motoréducteur de tourne-broche ou alors achète directement un treuil électrique sur amazon par exemple, ça sera plus simple et plus sûr...

EDIT : grillé par phys4

[invite4be2f1cb]

Tout d'abord je tiens à vous remercier parce que vous répondez même au question que je n'ose poser. haha
Je vais répondre dans l'ordre.

@XK150 : Je n'ai pas encore fait de choix quant au tambour, je me demandais si cela pouvait être juste un axe que je faisais moi-même et que je fixais/emboitais à l'axe (@le_STI je reviendrais justement sur cette interrogation ). Mais je pensais faire un tambour plus fin, grand max 50mm de diamètre.
Pour le calcul ! Suivons ton 0.1m, ça nous fait r = 0.05 m
2*pi*r = 0.314 m
0.05 / 0.314 = 0.1592 tr/s soit 9.55 tr/min

@Phys4 : par "brins" on entend le bout de corde entre chaque poulie c'est ça ?..
Et la bobine, je devrais de toutes les façons, la faire moi même, je n'en trouverais pas forcément des compatibles avec mon système (j'entends la liaison bobine-motoréducteur), si ?
Ce sont de vraies questions, je tiens à le préciser
Si la vitesse dépend du nombre de brins, cela veut dire que si j'ajoute une autre poulie pour faire un angle à un endroit, je devrais encore diviser ? En fait je voyais les poulies ici plus comme .. finalement des paliers, pour faire le chemin de la corde, je me foutrais même que la poulie ne tourne pas et glisse, mais c'est tout de même mieux si elle accompagne le mouvement. J'aurais aussi bien pu mettre des anneaux .. Donc je suis d'accord que les poulies réduisent l'effort, mais pourquoi cela jouerait sur la vitesse ? Seul le tambour influence la vitesse de monter/descente.
Excuse moi d'avance de te bombarder de question, mais tout message m'a soulevé beaucoup d'interrogation.

@le_STI : Même questions pour les brins, je veux être sûr de comprendre ce que vous voulez dire.
Je comprends pourquoi la vitesse d'enroulement sera 2x supérieure à celle d'élévation mais en même temps je ne le saisis pas dans mon esprit. Je veux dire .. 0.5 enroulé, vaut 0.5 de tiré, non ? (exemple bidon).
Pour ce qui est du calcule du couple, n'ayant pas un bras de lever, je n'arrive pas à visualiser très bien. Le couple sera la force multipliée par la hauteur dans mon cas ?
Soit 100N * 0.5m = 200N.m ? J'ai pas l'impression que cela semble juste ..
Enfin je viens sur le tambour fixé à l'axe ! Haha, justement c'est ce que je me suis dis, que l'idée de mettre la bobine directement sur l'axe me semblait une mauvaise idée dû à l'effort radiale ! Donc je devrais faire un engrenage ?
J'ai pensé au tournebroche, le couple y serait surement, mais je crains que la vitesse soit trop faible (bon en parlant d'engrenage je pourrais bien augmenter la vitesse de sortie mais c'était pas le but). Quant au treuil électrique cela semble beaucoup trop cher.

En fait, il existe des système d'élévation d'écran (bien souvent à vérin) mais pas en dessous de 250e et pour moi beaucoup trop encombrant. Je voulais faire un système ~simple~ et pas trop cher.
Et surtout avoir le plaisir de savoir que c'est moi qui l'ai fait !

Je vous remercie encore tous pour votre temps. Mon besoin n'est pas urgent mais ça faisait un moment que je n'avançais plus. Lorsque je l'aurais réalisé je vous le montrerais.

[XK150]

Re ,

Pour moi , c'est bon . Donc avec mon tambour d'enroulement , vous cherchez à peu près du 10 tr/min .
Voilà pour 12 Euros le premier qui me tombe sous la main en 3 tr/min , voir s'il convient :
https://www.cdiscount.com/auto/outil...tml#mpos=14|mp

Il y en a des milliers d'autres ...

[invite4be2f1cb]

@XK150 : 10 trs/min pour un tambour de 100mm de diamètre. Soit 20 trs/min pour un tambour de 50mm (comme je le voudrais). C'est tout ce qu'il me fallait en fait ? Seulement définir le diamètre du tambour pour identifier la vitesse de sortie + la puissance (avec la marge) pour choisir mon motoréducteur .. Je me sens un peu idiot là

[XK150]

Faudrait faire un petit effort pour la vitesse …
Un 14 W en entrée , 10 tr/min en 230 V pour moins de 20 Euros , il faut voir si le couple de sortie est suffisant :
https://www.cdiscount.com/juniors/ra...html#mpos=3|mp

[invite4be2f1cb]

Comment ça un petit effort ?
Tu penses qu'un 10tr/min sera significativement moins cher qu'un 20 voir 30 ?
Et pour ce qui est du couple, justement plus haut je disais qu'il était indiqué en kg.cm et ça ne me parle pas, je n'ai pas travaillé avec cette unité en cours.
Mais je suppose que si je traduis ça en N.m, cela doit faire (m*9.81)/100

[XK150]

Faire un petit effort consiste à prendre ce qui EXISTE pas cher sur le marché !!!
Oui , il faut passer des kg.cm au Nm pour ne pas se tromper et travailler en SI .