Vérification note de calculs

[TOTOF91]

Bonjour à tous,

Je souhaite dimensionner le moteur d'un convoyeur horizontal transportant des colonnes d'acier.
Voici les données :

- Charge maximum à transporter : 65,4 kg
- La vitesse d'avance linéaire du convoyeur : 0,5 m/sec
- Ø primitif de la roue menante : 112 mm, soit 0,056 m pour le rayon
- La longueur du convoyeur (entraxe) est de 1060 mm.
- La partie jaune sur l'image est un support fixe en plastique (PEHD) sur lequel la bande du convoyeur et sa charge glisseront.

Voici mes calculs :

Afin de pouvoir calculer le couple nécessaire au moteur, j'ai commencé par calculer la force de frottement statique qu'appliqueront la bande du convoyeur + la colonne d'acier, sur le support en plastique (coefficient de frottement de 0,7) :

65,4*0,7*9,81 = 450 N

Le couple étant donné par la formule C = F*r = 450 N * 0,056 m = 25,2 N.m
Le moteur devra avoir un couple minimum de 25,2 N.m pour faire avancer la colonne d'acier.

Je calcule ensuite la fréquence de rotation du moteur grâce à la formule v=r*ω:

ω=v/r= (0,5 m/sec) / 0,056 mm = 8,93 rad / sec, soit 85,3 tr/minute.

Je fini par calculer la puissance nécessaire au moteur avec la formule P=c*ω :

P=c*ω= 25,2 N.m * 8,93 rad/sec = 226 W

Si quelqu'un pourrait me dire s'il y a des fautes...

Je vous remercie par avance.
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[TOTOF91]

N'hésitez pas en cas de questions

[XK150]

Bonjour ,

Admettons pour le frottement bande sur son support .
Puissance nécessaire à la mise en mouvement ?
Puissance perdue dans tous les mécanismes ?
Marge de sécurité ?

[TOTOF91]

Bonjour XK150,

Je me dis que 226 W est la puissance nécessaire à la mise en mouvement, et que je pourrai prendre la puissance moteur normalisée supérieure c'est à dire 0,37 kW (cela compenserait la puissance perdue dans les mécanismes, et constituerait une marge de sécurité).

Est-ce qu'une autre méthode serait plus appropriée ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Dynamix]

Salut

Tu aurais pu trouver le même résultat (théorique) par la formule P = F.v
450*0,5 = 225

Mais le frottement à prendre en compte , c' est le frottement dynamique .
C' est lui qui s' oppose au coule nominal .
Le frottement statique s' oppose au couple de démarrage qui est bien plus élevé que le couple nominal .

[TOTOF91]

Salut Dynamix,

Oui, c'est vrai pour la formule.
Ok, j'ai pris en compte le frottement statique au lieu du frottement dynamique (qui lui est normalement plus faible). Cela va dans le bon sens alors

Est-ce que la démarche prise dans mon premier post est correcte ?

[XK150]

Non , 226 W , ce n'est pas la puissance nécessaire à la mise en mouvement car il n'y a aucune hypothèse sur la phase accélération pour passer de de 0 à 0.5 m/s .
Et pendant cette phase , il faut mettre en mouvement TOUT le convoyeur .

[Dynamix]

Tu fais des calculs faux et te disant que l' erreur fait office de coef de sécurité .
Et à la fin , tu rajoutes une louchée onsaitjamais ..
Le défaut , c' est que tu ne maîtrises pas le coef de sécurité .

[TOTOF91]

Ok, alors je vais essayer de recommencer en calculant l'acceleration, et en tenant compte aussi du frottement dynamique :

Force de frottement statique (masse * frott statique * gravité) :
65,4 kg * 0,7 * 9,81 = 450 N

Force de frottement dynamique (masse * frott dynamique * gravité) :
65,4 kg * 0,5 * 9,81 = 320 N

450 N - 320 N = 130 N

Calcul de l'accélération (a=F/m) :
130 N / 65,4 kg = 1,99 m/s²

Calcul du couple (c = Force de frottement dynamique * rayon) :
C= 320 N * 0,056 m = 17,92 N.m

Calcul de la puissance minimum pour démarrer le convoyeur (P=Force de frottement dynamique * vitesse du convoyeur) :
P= 320 N * 0,5 m/s = 160 W

Calcul de la vitesse de rotation du moteur (ω=v/r) :
ω=(0,5 m/s) / 0,056 m = 8,93 rad/s, soit 85,3 tr/min

Pouvez vous svp me dire s'il y a des erreurs, et où elles se trouvent ? A quel endroit dois-je ajouter le coefficient de sécurité ?

Merci d'avance.

[Dynamix]

450 N - 320 N = 130 N

C' est quoi ces 130 N ???

[TOTOF91]

J'obtiens ce résultat en soustrayant la force de frottement de la barre d'acier (en dynamique) à la force de frottement de la barre statique, afin de pouvoir calculer l'accélération (à l'image d'une réponse qui m'a été envoyée sur un ancien post : https://forums.futura-sciences.com/p...mouvement.html ).

N'hésite pas à me dire comment je pourrai parvenir à un résultat juste, si ma méthode te parait incohérente.

[Dynamix]

si ma méthode te parait incohérente.

Totalement incohérente .
La difference entre le frottement statique et dynamique ne correspond à rien .
De plus l' accélération ne peut pas etre constante vu que le couple moteur ne l' est pas .

[TOTOF91]

Alors comment devrai-je procéder ?

[Dynamix]

Idéalement il faut partir du couple moteur fonction de la vitesse de rotation .
Mais c' est une donnée rarement fournie .
On peut aussi se donner une valeur arbitraire de temps de démarrage et partir d' un couple moyen .
Le résultat est tout aussi arbitraire que très approximatif .
La troisième solution , la plus simple , est de ne pas se préocuper de cette phase .

[TOTOF91]

J'ai trouvé un moteur dans le commerce qui à une charge radiale de 1824 N à laquelle je peux soustraire la force de frottement dynamique de 320 N pour avoir la force nette (comme sur cet exemple : https://fr.wikihow.com/calculer-l%27...9l%C3%A9ration) soit : 1824 N - 320 N = 1504 N.

L'accélération est donc de a = F / m = 1504 N / 65,4 Kg = 23 m/s²

Est-ce correct ? Si ce n'est pas le cas, pourrais-tu me dire quoi calculer et dans quel ordre stp ? En sachant que pour dimensionner ce moteur il faut que je connaisse :

- La fréquence de rotation
- Le couple
- La puissance

Merci d'avance.

[Dynamix]

Une charge radiale ?
Ou as tu vu ça ?

[TOTOF91]

https://forums.futura-sciences.com/e...e-radiale.html

J'ai joins une photo de la doc du moteur.

[TOTOF91]

Personne ?

[gloster37]

y'a moi

Bonjour

Un convoyeur à bande n'est pas la meilleure solution pour convoyer des barres !!!!

[TOTOF91]

Bonjour Gloster37,

Merci pour ta réponse.
Le convoyeur est une solution qui m'est imposée et déjà dessiné, mais je suis curieux de savoir si il y a une meilleure solution.
J'ai juste à changer le moteur. Mon souci est de savoir comment le dimensionner au mieux.

[gloster37]

c'est avec des diabolos.

Pour le moteur pour un conv de 1m de long avec 64 kg faut pas chercher midi à quatorze heures !!!!

il ne faut pas prendre en compte la phase d'accélération, elle sera ce qu'elle sera et en général les convoyeurs sont déjà en rotation quand les pièces arrivent dessus.

Comme on ne remet pas en cause la conception, tu calcules la puissance en prenant le coeff de frottement dynamique qui est donné par le fournisseur de la bande.
Ensuite il faut prendre en compte la tension de la bande, les défauts d'alignement qui occasionnent un couple supplémentaire.
comme on est dans la vraie vie, pour cela appliques une majoration de 20% à la puissance que tu viens de calculer et c'est tout.
Tu prends ensuite effectivement le motoréducteur standard juste au dessus soit ici un 0.25KW avec une vitesse de sortie de la plus proche de 85.3 tr/min
dans le cas ou tu montes ton motoréducteur en direct ou que tu passes par une transmission 1/1

[gloster37]

principe

[TOTOF91]

Oui à la manière de ce post (même si la transmission est faite d'une manière spéciale : https://forums.futura-sciences.com/t...-a-chaine.html).

Le convoyeur que j'ai dessiné est à palettes et non à bande, exemple : https://www.softekk.com/assets/files...emperature.jpg
j'en ai aussi vu à chaine à vélo, qui servaient pour le même genre d'application.

Mon besoin est bien spécifique car je dois faire rentrer précisément des barres de différents diamètres dans des tubes tangent, et l'inconvénient principal des diabolos est que les barres convoyées ne seront pas au même niveau (de quelques millimètres).

Cela dit, oui sur la plupart des machines ce sont des diabolos qui sont utilisées pour le convoyage de barres.

Concernant ta réponse à ma demande, devrai-je faire de cette manière la :

Force de frottement dynamique (masse * frott dynamique * gravité) :
65,4 kg * 0,5 * 9,81 = 320 N

Calcul du couple (c = Force de frottement dynamique * rayon) :
C= 320 N * 0,056 m = 17,92 N.m

Calcul de la puissance minimum pour démarrer le convoyeur (P=Force de frottement dynamique * vitesse du convoyeur) les défauts d'alignements et tension de bande non pris en compte :
P= 320 N * 0,5 m/s = 160 W

Calcul de la vitesse de rotation du moteur (ω=v/r) :
ω=(0,5 m/s) / 0,056 m = 8,93 rad/s, soit 85,3 tr/min

A partir de ces données, je rajoute 20% à la puissance pour compenser le couple supplémentaire lié à la tension de la bande, ainsi qu'aux défauts d'alignement, soit 192 W (la puissance standard supérieur sera de 0,25 kW).
Donc il me faut un motoréducteur de 0,25 kW, avec une fréquence de rotation en sortie du réducteur proche de 85,3 tr/min.

Si tu me confirme ça, je pars la dessus.

PS : Vous êtes tous d'accord qu'il faut effectuer les calculs en partant du coefficient de frottement dynamique, mais je ne comprend pas pourquoi étant donné qu'il est moins important que le frottement statique... Si quelqu'un peut m'expliquer...