Problème limiteur de couple

[drouux]

Bonjour,

J’ai un souci concernant un projet, je dois concevoir une machine de ré-enroulement de rouleaux.

Le moteur va mettre en rotation un axe qui va faire tourner un rouleau et enrouler des couches de nappe.

Le rouleau a pour diamètre 300mm, il est demandé qu’un limiteur de couple s’enclenche quand l’opérateur retient le rouleau à une force de 200N (déterminé par essai de traction).

J’ai déterminé le couple d’entrée : 200*(0.300/2) = 30 n/m

J’ai déterminé à partir de ce couple un moteur en me basant sur une fréquence de rotation de 1500tr/min : P(kW) = 0.105* C(Nm)*N(rpm) / 1000 = 0.105*30*1500 / 1000 = 4.7 kW.
Donc utilisation d’un moteur électrique 230/400V 5.5 kW 1500 tr/min.

Le problème étant que le rouleau doit tourner à une fréquence de 50 tr/min.
Une réduction est donc nécessaire : 1500/50 = 30
Rapport de réduction de 1/30.

Mon problème concerne la transmission, il est nécessaire de réduire la fréquence de rotation en sorti mais cela augmente le couple (conservation de l’énergie).
Couple de sortie = P/w = 4700/(50*Pi/30) = 900 n/m

Pour la réduction je compte utiliser un réducteur de vitesse, mais je ne sais pas comment mettre en place le limiteur de couple, est-ce que je dois me baser le couple d’entrée ou le couple de sortie ?
Est-ce que je dois placer mon limiteur à la sortie moteur ou après la réduction ?

Si l’opérateur retient un rouleau qui admet un couple de 30n/m cela ne pose pas de problème, mais 900 n/m …

Mon gros problème est l’utilisation du limiteur de couple, j’ai fait des recherches mais je ne trouve pas spécialement ce que je veux.

Merci d’avance.
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[Black Jack 2]

Bonjour,

"J’ai déterminé le couple d’entrée : 200*(0.300/2) = 30 n/m"

C'est 30 Nm

Quand à la puissance nécessaire (au rendement près) , c'est le produit de ce couple par la vitesse angulaire (en rad/s) du rouleau (et pas du moteur)

"Le problème étant que le rouleau doit tourner à une fréquence de 50 tr/min"
... Et donc la vitesse angulaire du rouleau est : 50 * 2Pi/60 = 5,24 rad/s

P = 5,24 * 30 = 157 W

Il faut tenir compte du rendement (moteur + réducteur + transmission) ... que je ne connais pas.

Si le rendement global est de 50 % (mais il faudrait le savoir) ... la puissance nécessaire au moteur serait d'environ 300 W

Si la vitesse au moteur est de 1500 tr/min et que le rouleau tourne à 50 tr/min, il faut une réduction de 30

On aurait donc un moteur de 300 W tournant à 1500 tr/min avec un couple de sortie de 2 Nm

Et on aurait un réducteur de rapport 30 (1500 tr/min à 50 tr/min) avec un couple à la sortie de 30 Nm ou un peu plus pour tenir compte du rendement de la transmission entre la sortie du réducteur et le mécanisme d'entraînement du rouleau.

... A corriger en fonction du rendement réel ...

Pour le limiteur de couple ... cela dépend où il est inséré, si c'est à la sortie du moteur, c'est environ 2Nm (à corriger avec le rendement réel)

Si c'est à la sortie du réducteur, c'est 30 Nm ou un peu plus pour tenir compte du rendement de la transmission entre la sortie du réducteur et le mécanisme d'entraînement du rouleau.
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Il y a encore une chose à prendre en compte ...

Tu écris : "Le rouleau a pour diamètre 300mm, il est demandé qu’un limiteur de couple s’enclenche quand l’opérateur retient le rouleau à une force de 200N"

300 mm c'est le diamètre du rouleau avec ou sans le tapis enroulé ?
Si l'épaisseur de tapis enroulé n'est pas négligeable devant 150 mm, la force de 200 N sur le tapis n'exercera pas le même couple au niveau de l'axe du rouleau en fonction de l'épaisseur de tapis enroulée.

Toutes distractions incluses.

[drouux]

Merci pour votre réponse,

Ces valeurs de puissances sont déjà bien plus cohérentes merci beaucoup.

Concernant le rendement je ne le connais pas, je dois déterminer le moteur (vraisemblablement un moteur électrique triphasé 230/400V) , pour la transmission j'avais pensé à une courroie crantée (quoi qu'une courroie plate suffirait étant donné le faible couple transmit qui ne devrait pas poser de problème de glissement), et je ne me suis pas vraiment penché sur le réducteur.

J'ai regardé rapidement pour calculer le rendement du moteur, sachant que je dois le déterminer je n'ai pas accès à la plaque signalétique, et j'avoue que l'élec n'est pas mon fort ...

300mm correspond au rouleau avec le tapis enroulé, j'ai surement oublié de dire que l'opérateur retient le rouleau uniquement quand le tapis est entièrement enroulé, donc à un diamètre de 300mm.