Calcul vitesse ascension pour table élevatrice

[eskenaut]

Bonjour

J'essaie de faire une conception et modélisation d'une table élévatrice à ciseaux à 4 niveaux. Je veux que la vitesse d'ascension et de la descente de la plateforme soit toujours constante (à 0.4m/s)

La plateforme est élevée par un moteur qui fait tourner une tige filetée de pas de 2mm. La tige filetée tournante, faire déplacer les bras du ciseaux pour faire monter ou descendre la plateforme.
Je dois calculer la vitesse du rotation de moteur et je n'arrive pas à trouver les équations qui m'aident à calculer cette vitesse de rotation.
(Normalement je dois passer de la vitesse d'ascension à la vitesse d'avance de la tige et après je détermine la vitesse de rotation du moteur).

La longueur des bras est 0.48m.

Je vous remercie pour vos réponses
!
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[Jaunin]

Bonjour,
Avez-vous regardé les Discussions similaires en bas de cette page ?
Surtout celles de mécano41 que je salue.
Cordialement.
Jaunin__

[XK150]

Salut ,

Vous donnez des indications de pas et de vitesses mais vous escamotez le vrai problème qui se situe au point de tirage du bras , tel que sur le schéma .
Comme schématisé , il n'est pas possible que la table monte ( descende ) à vitesse constante avec un moteur tournant à vitesse constante .

[eskenaut]

Bonjour,

Je vous remercie pour votre réponse !

J'ai regardé beaucoup de discussions similaires mais dans la plupart des cas soient les gens utilisent des vérins ou ils cherchent les efforts pour adapter leurs moteurs, donc ce n'est pas mon cas du tout.

Je ne suis pas sûr, mais je pense que je ne trouve pas les discussions de mécano41, pouvez-vous, svp, me les envoyé ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[eskenaut]

Salut,

Merci beaucoup pour votre retour rapide !

Bon, au premier temps j'ai cru que la vitesse du moteur doit être maintenu constante. J'ai contacté avec des enseignants, ils m'ont dis que la vitesse du moteur doit changer au cours du temps pour la maintenir une vitesse d'ascension constante.

J'ai juste besoin que ma plateforme atteint la hauteur maxi dans une durée de 10 secondes, et je ne sais pas comment faire le calcul. J'ai pas trouvé ni de guide ni de formule à appliquer. :/

[XK150]

Il faut un schéma de fonctionnement réaliste , viable et avec des cotes , schéma à l'échelle de préférence .
Après , vous pourrez commencer des calculs de géométrie et de trigo .

[mécano41]

Bonjour,

Pour compléter ce qu'a dit XK150 : il semble qu'il y ait une incohérence...tu parles de 0,4 m/s et plus loin de 10 secondes pour faire la course...ce qui ferait, sauf erreur, 4 m de course. Avec des bras de 0,48 m tu ne risques pas d'y arriver.

Tu dis que ce n'est pas comme un vérin, bien sûr que si. Ton système vis écrou devra être articulé en tête et en pied et se comportera comme un vérin électrique.

A noter que si c'est comme sur ton dessin, le système est très multiplicateur de la charge et tu auras probablement des efforts important.

Les applis dont parlait Jaunin (salut Denis!), sont faites pour calculer les efforts mais pas les vitesses. Je viens d'en faire une pour calculer la vitesse dans ton cas mais je pense qu"il vaut mieux que tu donnes d'abord plus de renseignements pour voir si cela pourrait convenir...

Cordialement

[eskenaut]

Bonjour,

Je vous remercie pour votre réponse rapide !
Vous êtes les meilleurs !

Le cahier des charges a été modifié un peu, maintenant on n'a pas besoin de maintenir une vitesse constante, on a besoin d'arriver à la hauteur désirée dans 10 secondes (peu importe la vitesse). La hauteur est de ~=2m; le système admet 4 niveaux (pour un angle (entre la base et les bras) de 70° j'arrive a une hauteur de 1.8m donc ça va).

Donc normalement, pour une tige de pas de 3mm et un moteur tournant à 1000tours/mn j'arrive à la hauteur souhaitée dans presque 10 secondes.

Et je n'arrive pas à comprendre comment calculer les efforts nécessaire pour soulever la charge..

[mécano41]

Bonsoir,

Voici l'appli. de calcul des efforts pour 4 niveaux. Cela ne fonctionne que sous EXCEL après avoir validé les macros à l'ouverture car il y a du VBA.

Cela prend en compte les masses : de la table, de la charge portée, des bras.

Tu entres tes valeurs dans les cellules jaunes. La cellule orange varie à l'aide du curseur. Un dessin animé montre la position courante (cliquer entre le curseur et les flèches pour aller plus vite)

Les résultats sont, à la hauteur considérée :
- effort du vérin
- longueur du vérin

On a aussi la course nécessaire au vérin et dans les calculs vers la droite toutes les réactions aux articulations.

En bas, il y a un tableau avec la longueur du vérin et l'effort correspondant. On a également une courbe des valeurs d'effort. Dans la colonne orange, on a un calcul de l'effort effectué à l'aide d'un autre méthode : égalité des travaux virtuels.

Tu as les calculs manuels sur la seconde feuille.

Pour le vis-écrou, si ce n'est une vis à billes, attention à la pression et à la vitesse de frottement...Tu trouveras des applis traitant cela en cherchant sous mon pseudo avec "vis écrou". Prendre celle qui traite également le frottement sur la collerette d'appui.

Je n'ai pas mis la feuille de calculs de la vitesse du vérin pour une élévation constante puisque tu n'en a plus besoin.

Cordialement

[mécano41]

Bonjour,

Un petit défaut s'est glissé dans l'appli. : le dessin animé ne gardait pas ses proportions 1/1 lors de modification de dimensions.

C'est corrigé et une indication de la hauteur de table a été ajoutée.

Cordialement

[eskenaut]

Bonjour,

Je suis désolé pour ma réponse tardive.

Je vous remercie infiniment pour tous vos efforts et temps cher mécano41 !

J'ai une petite question. Pour calculer l'effort exercé sur le vérin, il ne faut pas appliquer la formule P = F/(2*tan(angle)) ?

[mécano41]

Bonjour,

J'ai une petite question. Pour calculer l'effort exercé sur le vérin, il ne faut pas appliquer la formule P = F/(2*tan(angle)) ?

Je ne vois pas de qui tu parles...c'est quoi P, F et angle?...

Le calcul de l'effort du vérin est fait dans le calcul global. Voir le calcul manuel dans la seconde feuille. Le vérin est intégré au niveau de l'avant-dernier bras (AB). Le vérin c'est le segment entre Vb et Vh (vb étant le point fixe qui, dans ton cas, est à gauche (marqué Vh par erreur sur le schéma mais bon dans le dessin d'animation). On fait pour chaque niveau l'équilibre des forces et l'équilibre des moments (selon le PFS) puis on résous le système de 24 équations à 24 inconnues obtenu.

Cordialement

[eskenaut]

Je m'excuse pour ma mauvaise explication.

J'ai lu votre réponse dans une autre discussion que pour calculer l'efforts du vérin pour une table élévatrice d'un seul niveau, il faut just diviser la charge totale par deux fois la tangente de l'angle que fait le bras par rapport à la base.

https://forums.futura-sciences.com/p...levatrice.html

Je poserai cette question parce que, pour une charge de 3.7kg( charge + masse des bras et plateau), la première formule (P = F/2tan(angle)) et pour un angle de 80° par exemple, l'effort appliqué sur la tige vaut ~6.5N, par contre, par la nouvelle démarche que vous m'avez proposé je trouve 185N ce qui me paraît bizarre.

Donc ce que je ne comprends pas c'est pour soulever une charge de 2kg par une table élévatrice à 4 niveaux, l'efforts appliqué sur la tige est multiplié par 90 ?

J'apprécie vraiment le temps que vous m'avez consacré.

Cordialement,

[mécano41]

Il faut comparer des choses comparables...le lien que tu as donné était :

- pour une méthode très simplifiée (je n'ai pas vérifié si c'était bon)
- pour un seul niveau
- pour un vérin placé horizontalement en bas, contrairement au tien

ensuite tu dis :

- charge de 3,7 kg (charge+masse bras + plateau). La masse des bras ne peut entrer dans cette charge ; elle est prise en compte autrement dans le calcul (l'effet du poids d'un bras varie selon que ce bras est situé au niveau 1, 2, 3 ou 4

et tu parles d'un angle de bras de 80° alors qu'avec les bras de 480 mm, que le dispositif ne permet pas d'atteindre cet angle pour hauteur maxi 1800.

Tu ne peux pas non plus parler de coefficient multiplicateur de 90 ou alors, il faudrait préciser à quel endroit car il varie tout le long de la course...

P.S : attention à ne pas mettre une course disproportionnée par rapport à la longueur des bras à cause de la stabilité.


Cordialement

[eskenaut]

Bonjour,

Je vous remercie encore pour tous le temps et efforts que vous m'avez consacré.

Du coup, je m'excuse si mon dessin n'était pas assez clair, la tige filétée est bien horizentale !
et concernant le calcul des efforts à l'angle 80° c'était juste à titre indicatif pour que je vous montre la différence de la charge appliquée sur la tige dans les deux "méthodes", je suis conscient que je ne doit pas dépasser même l'angle 75° pour avoir toujours la stabilité du plateau en haut.

J'apprécie beaucoup votre aide Monsieur !

[mécano41]

Bonjour,

...Du coup, je m'excuse si mon dessin n'était pas assez clair, la tige filetée est bien horizontale !

Oui, mais...elle n'est horizontale qu'en un point de la course (en position basse ou ailleurs...) puisque l'une des extrémités est fixe et l'autre liée à levier pivotant, ailleurs, elle est inclinée... raison pour laquelle j'avais dit au début que le point "fixe" de l'ensemble vérin ainsi formé devait être articulé. Le calcul des efforts doit donc tenir compte de cet angle variable...

Cordialement

[eskenaut]

Bonjour !

J'avoue que je suis super nul en dessin et j'aurais du vous donner plus de détails.
Du coup ma solution pour faire glisser les bras, il y'a un écrou qui se déplace lorsque la tige filetée est tournée par le moteur. Du coup, le déplacement de l'écrou entraîne le déplacement en translation des bras du ciseaux.

J'ai trouvé cette image sur google qui puisse vous clarifier la solution technique.

[Jaunin]

Bonjour,
Désolé, je ne vois pas la différence entre les deux images.
Cordialement.
Jaunin__

[eskenaut]

Bonjour

Non, y'a pas de différence. Je ne sais pas pourquoi c'est chargé deux fois

[mécano41]

Tu pousses, en fait, sur l'articulation du bas. Mon appli. ne convient plus...Il faut que je refasse les calculs de la partie basse!

Mais de toute manière, attention! : dans ton dernier dessin exemple, le système vis-écrou pousse et tire au-dessus de l'axe des articulations. Il y a donc un moment qui tend à tordre la vis et à user les écrous en biais. Si l'on veut avoir cette disposition, il faut un guidage des parties "écrou" par rapport au bâti (et il faut un système d'alignement moteur/vis) ce qui fait que les vieux concepteurs mécanos préfèreront un système articulé aux deux bouts... Si tout est rigide, cela fonctionne mal, même en mettant des tolérances serrées de fabrication (qui, en plus, augmentent le coût).

Cordialement

[eskenaut]

Je comprends bien votre point. C'est juste une image que j'ai trouvé sur google. Dans mon cas je dois assurer bien le guidage et l'alignement de l'axe.

Je vous remercie pour votre aide Monsieur !

[mécano41]

Voici une version de l'appli. adaptée au vérin en bas.

- le vérin (ou tout système pousseur) applique l'effort sur l'articulation coulissante C
- j'ai laissé une possibilité d'incliner légèrement le vérin en cas de besoin (si pas besoin, YVb=0). Plus le vérin s'éloigne de la ligne AC, plus les efforts augmentent
- le point Vb peut être placé à droite ou à gauche du point C (valeur de Xvb)
- évidemment avec 4 niveaux et vérin en bas, l'effort est énorme : 8800 N pour une masse charge + masse table de 30 kg et des bras de 2 kg (en supposant que des bras de 2 kg résistent aux efforts de réactions également énormes ; voir tableau Résultats)...

Enfin, c'était pour te faire comprendre le calcul... à toi de construire ce qui convient.

Cordialement

[eskenaut]

C'est bien reçu. Tout est clair !

Je vous remercie pour tout votre temps et votre patience !

Je vais passer tous mon temps maintenant à dimensionner les pièces et tout.
Merci encore une fois.

Bien cordialement