Calcul de l'effort d'enroulement d'une bande cuivre autour d'un axe ???

[rizmo]

Bonjour à tous
Je vais vous exposer une problèmatique que je rencontre aujourd'hui sur un système d'enroulement que je suis en train de mettre de route et que je pensais pouvoir résoudre simplement mais force de constater que cela n'est pas si simple que je le pensais...

je précise que notre enroulement doit se faire à plat :
Notre axe d'enroulement est donc vertical réalisé par un moteur qui couvre le couple et la vitesse nécessaire (vitesse linéaire de 25m/min) pour le diamètre initial bobine vide :axe de 150mm bobine pleine : 600mm
Le produit est une bande en cuivre de 38mm de hauteur et de 0.03mm d'épaisseur. (masse de ~17kg / km)
L'enroulement final est d'environ 6km soit donc une bobine ~102kg
Le produit étant plutot très fin il ne peut pas prendre appui sur un flasque, il doit donc être maintenu par son propre poids dans rien toucher.

Nous sommes équipé de plusieurs capteurs sur l'enrouleur:
- mesure du diamètre (qui permet de garantir une vitesse linéaire de 25m/min)
- gauge de contrainte (qui permet de mesurer la tension sur la bande)

Coté dérouleur nous avons un frein.
et en fonction de l'effort que nous souhaitons sur l'enrouleur nous allons gérer le frein (asservissement en PID) et la consigne par exemple de 25Nm est atteinte presque immédiatement.
Donc après de multiples essais nous nous rendons compte qu'il faut une certaine tension pour garantir une bonne trajectoire de la bande sur l'enrouleur.
En démarrant par exemple (diamètre 150)avec un effort de 25Nm nous nous rendons compte qu'arrivé au diamètre (350mm) il y a des stries sur le cuivre : l'effort est donc trop fort pour ce diamètre. Après de multiples essais en changeant l'effort au fur et à mesure, nous déduisons que vers le diamètre 600 une force de 15Nm est suffisante.
Notre idée était tout simplement d'appliquer un effort proportionnellement seulement au diamètre avec un équation de type
Nous avons donc appliqué une simple courbe
y = -0,0444x + 56,667
Mais une application de l'effort sur la bande proportionnellement au diamètre ne suffit pas car au final la bobine va d'un coup descendre signifiant donc quelle n'est pas assez serrée.
une autre composante est surement à prendre en compte ? la masse enroulée ? moment d'inertie.....
Je sèche....

Merci d'avance
-----

[f6bes]

Bjr à toi, Un petit croquis serait bienvenue.
Nota: il y a de moins en moins de poids ( donc d'effort) du à la partie...débitrisse. Nécessite donc moins d'effort.
Faudrait enrouler à tension constante (freinage variable).
Bonne journée

[harmoniciste]

au final la bobine va d'un coup descendre signifiant donc quelle n'est pas assez serrée.
une autre composante est surement à prendre en compte ? la masse enroulée ? moment d'inertie.....

Bonjour,
Vous oubliez de prendre en compte le frottement des couches entre elles, alors que c'est la seule force qui empêche leur poids de les faire descendre.

[rizmo]

Bonjour

voici un petit schéma



Oui pour être à tension constante nous faisons varier le frein avec un asservissement en PID sur la jauge. Mais le fait d'être en tension constante entraine une grosse contrainte sur le produit enroulé de l'autre coté.

Il y a une certaine proportionnalité à respecter surement sur la partie enroulage. Comme indiqué nous avons essayé en appliquant une droite sur l'effort d'enroulement mais le résultat n'est pas probant et effectivement le poids à enrouler augmente et les frottements....Si nous travaillerions avec des axes verticaux le poids ne rentrerait pas en compte directement dans l'équation.
Mais malheureusement nous sommes obliger de travailler à l'horizondale...

[A voir en vidéo sur Futura]

[yaadno]

bjr:

je précise que notre enroulement doit se faire à plat :
Notre axe d'enroulement est donc vertical réalisé

Si nous travaillerions avec des axes verticaux le poids ne rentrerait pas en compte directement dans l'équation.
Mais malheureusement nous sommes obliger de travailler à l'horizondale...

j'avoue ne pas comprendre le schéma;si l'enroulement se fait à plat(c.a.d le feuillard est posé à plat sur une table)son axe d'enroulement est parallèle à la table et donc horizontal?

En démarrant par exemple (diamètre 150)avec un effort de 25Nm nous nous rendons compte qu'arrivé au diamètre (350mm) il y a des stries sur le cuivre : l'effort est donc trop fort pour ce diamètre. Après de multiples essais en changeant l'effort au fur et à mesure, nous déduisons que vers le diamètre 600 une force de 15Nm est suffisante.

une force de 15Nm? tu veux dire un couple; ou une force de 15daN?
qu'il y ait une variation de couple dans le rapport des diamètres (à peu près)ça parait normal;
Si tu considères ton pb comme un pb de statique en étudiant "l'équilibre" de la bobine à l'instant t1 et t2 et que tu fais l'inventaire des forces appliquées à cette bobine,peut-être vas-tu voir ce qui est variable et ce qui peut-être négligé?
La bande est-elle sans fin;peut-on considérer que son effort résistant est constant?
cdlt

[JeanYves56]

Bjr ,

C'est un systéme qui est tres utilisé apres une phase de découpage dans la bande à la presse par outil à suivre ,
il y a toujours une joue inferieure , sans cela c'est bazar garanti !...

[le_STI]

Salut

Le produit étant plutot très fin il ne peut pas prendre appui sur un flasque......

Et pourquoi pas ?
La bobine étant constituée d'une multitude de couches, je ne vois pas ce qui empêcherait qu'elle repose sur un flasque (quitte à ce que ce flasque soit mis en place après qu'un certain nombre de tours aient été faits)

[le_STI]

Réponse à moi-même : l'impossibilité d'utiliser un flasque viendrait-elle du risque de déchirement à cause des frottements ?