Calcul puissance minimale motoréducteur

[emphyrio0]

Bonjour,

je réalise un bricolage où est impliqué un motoréducteur une boite de vitesse de voiture et un treuil et j'aurais souhaité votre aide pour déterminer la puissance minimale de ce motoréducteur.

Description : 1 motoréducteur est accouplé à une boite de vitesse de voiture , un cardan de cette boite de vitesse est accouplé a un tambour de treuil, le câble du treuil passera par une poulie pour soulever et descendre une masse.

Paramètre
motoréducteur minimal (pour le coût du montage) à choisir entre :
- Sortie 280 tr/mn couple 8 Nm ou 187 tr/mn couple 11 Nm (moteur de 0.25 Kw - 0.33 CV)
- Sortie 280 tr/mn couple 11 Nm ou 187 tr/mn couple 16 Nm (moteur de 0.37 Kw - 0.50 CV)
- Sortie 280 tr/mn couple 18 Nm ou 187 tr/mn couple 25 Nm (moteur de 0.55 Kw - 0.75 CV)
- Sortie 280 tr/mn couple 23 Nm ou 187 tr/mn couple 33 Nm (moteur de 0.75 Kw - 1.00 CV)

La boite de vitesse, réduction suivant la vitesse choisie
1er : 10.8
2eme : 5.5
3eme : 3.9
4eme : 2.8
Si des pertes sont à calculer au niveau de cette boite, je propose 0.8 (?). de plus, les 3eme ou 4eme vitesses seraient à privilégier.

Diamètre du tambour du treuil
je visais ds les 135 mm

Masse a soulever et descendre sur une cinquantaine de mètres en comptant le poids du câble :
Environ 50 Kg

La vitesse souhaité du mouvement de la masse en 3eme ou 4eme de la boite de vitesse serait d'approximativement 0.5 m/s en vitesse de croisière

Le lycée étant (très) loin, si vous pouviez m'aider à choisir le motoréducteur le moins puissant possible (et donc le moins cher) parmi ceux proposés, cela me sera d'une grande aide.

Merci
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[Tifoc]

Bonjour,

Masse 50 Kg
vitesse serait d'approximativement 0.5 m/s en vitesse de croisière

Donc 500N à 0,5 m/s soit 250 W (les autres données sont inutiles à ce stade). Avec un rendement de 0.8 on est à 310 W au moteur.
MAIS ça c'est en régime établi. Il faudrait aussi des données relatives à l'accélération (surtout pour la montée )

ps :

un cardan de cette boite de vitesse est accouplé a un tambour de treuil

L'autre est bloqué ?

[emphyrio0]

Hello Tifoc, merci pour ces éléments de réponses.

Oui c'est une boite de 2 CV avec freins tambours dedans, le frein opposé sera actionné pour la monté et descente et pour l'arrêt du treuil le frein opposé au treuil sera relâché et celui du treuil actionné. Comme cela le motoréducteur continu a tourner treuil arrêté. (Pour la petite histoire il s'agit en fond de trou de laisser retomber en chute libre la masse sur 1 mètre de hauteur d'une façon répétée)

Pour les données relatives à l'accélération pour la montée, je ne sais pas trop quoi répondre, il faudrait juste qu'il remonte et qu'il ne mettent pas trop de secondes à être sur le régime choisi.

En fait si j'ai bien compris la théorie, la puissance finale nécessaire minimum en régime établie ( a priori estimée à 310 W donc) ne dépend pas pas du couple du motoréducteur ni du diamètre du tambour du treuil ?
Ces paramètres ainsi que la vitesse choisie sur la boite de vitesse par contre serait a prendre en considération uniquement par rapport au tr/mn du motoréducteur ?

Merci

[XK150]

Salut ,

La puissance dépend de la masse de la charge à remonter verticalement et de la vitesse de remontée avec coeff. multiplicateur pour les pertes difficiles évaluer ...
Dites à Tifoc ( c'est lui qui fait les calculs , ) que vous voulez atteindre 0.5 m/s en 5 ou 10 s , par exemple .

Il faudrait tout de même vérifier que votre démultiplication tient la route ( si j'ai 280 tr/min en sortie de réducteur , à quelle vitesse linéaire remonte la charge selon le rapport de boîte ,
et le diamètre du tambour du treuil , qui risque de varier un peu si le câble s'enroule en plusieurs couches ? ) .

[A voir en vidéo sur Futura]

[emphyrio0]

Hello,

Oui la vitesse atteinte en 5s me semble intéressante.

Si en sortie réducteur on est a 280 tr/m, cela ferai en 3eme vitesse : 280/3.9=72 tr/mn soit 1.2 tr/s. si le tambour du treuil fait 0.135 m de diamètre soit 0.42 m de circonférence, on est donc a 0.42*1.2=0.5 m/s c'est bien cela ? (sur la 1ere couche de câble)
si je passe la 4eme () on serai a 280/2.8=100 tr/mn soit 1.67 tr/s --> 0.42*1.67=0.7 m/s (mais avec un tps plus long de mise en régime de croisière si j'ai bien compris)

Si je choisi le réducteur a 187 tr/mn, en 4eme on serai a 0.46 m/s puis vitesse décroissante si la 3eme est passée.
Mais il y aurai plus de couple qui si j'ai tj bien compris , ne me servirai qu'a atteindre plus vite cette vitesse.

Sous réserve de cette question d'accélération que je ne sais pas résoudre, théoriquement, le 0.37 Kw me suffirait donc, mais peut être faudrait 'il mieux viser le 0.55 Kw, 0.37 Kw n'étant pas bien loin du minimum requis

[XK150]

Oui , le calcul paraît bon ; Donc , ces rapports de boîte tiennent compte du rapport du différentiel intégré ?
En général et souvent , la 4 ème , c'est la prise directe pour les boîtes .

[emphyrio0]

On aborde des notions inconnues pour moi , sorry . J'ai mesuré ces rapports sur cette boite de 2CV en bloquant un cardan (frein tambour) et j'ai fait tourner avec une perceuse et pris des mesures sur l'autre, c'est très empirique. Vu que je ne fonctionnerai que en ayant un des cardans bloqué, j'espère que ma logique est bonne.

[XK150]

Bizarre , bizarre , vous avez la moitié des démultiplications de 2 ch ...
Est ce à cause du différentiel bloqué , je pense que oui ...
http://www.nobug.be/2CV/Boites.html

[emphyrio0]

En effet, intéressant !

[Tifoc]

En fait si j'ai bien compris la théorie, la puissance finale nécessaire minimum en régime établie ( a priori estimée à 310 W donc) ne dépend pas pas du couple du motoréducteur ni du diamètre du tambour du treuil ? Ces paramètres ainsi que la vitesse choisie sur la boite de vitesse par contre serait a prendre en considération uniquement par rapport au tr/mn du motoréducteur ?

Vous avez très bien compris

Pour la petite histoire il s'agit en fond de trou de laisser retomber en chute libre la masse sur 1 mètre de hauteur d'une façon répétée
Pour les données relatives à l'accélération pour la montée, je ne sais pas trop quoi répondre, il faudrait juste qu'il remonte et qu'il ne mettent pas trop de secondes à être sur le régime choisi.

Mais là c'est moi qui ai du mal. Vous voulez faire quoi exactement ? Parce que si l'amplitude du mouvement est de 1m, 5s pour être en régime établi, heu...
Et vous voulez changer de rapport en cours de mouvement ?

théoriquement, le 0.37 Kw me suffirait donc, mais peut être faudrait 'il mieux viser le 0.55 Kw, 0.37 Kw n'étant pas bien loin du minimum requis

Ce serait une bonne solution pour ne pas faire les calculs, qui seront de toute façon entachés d'incertitudes et donc la conclusion va surement être la même : 550 W !
C'est beaucoup plus cher que 370 ?

Oui , le calcul paraît bon ; Donc , ces rapports de boîte tiennent compte du rapport du différentiel intégré ?

Oui, je confirme vu ceci :

La boite de vitesse, réduction suivant la vitesse choisie
1er : 10.8
2eme : 5.5
3eme : 3.9
4eme : 2.8

Sauf que ce ne sont pas des rapports de réduction (de vitesse) mais de multiplication (de couple), et c'est très bien de les eprimer ainsi !!!

J'ai mesuré ces rapports sur cette boite de 2CV en bloquant un cardan (frein tambour) et j'ai fait tourner avec une perceuse et pris des mesures sur l'autre, c'est très empirique.

Empirique, mais très juste !

[emphyrio0]

Merci pour ce retour, bon je crois qu'il y a consensus sur le 550 W
Non cela reste cher mais pas tellement plus que le 370, au moins je suis sur de ne pas avoir à partir sur un 750 ou 1100 w...

Pour les 1 mètres de chute libre, ce n'est pas l'amplitude du mouvement qui est bien de 50m maximum, la chute sert a briser la roche une fois arrivé à destination. (je descend au fond du forage à 40m à 0.5m/s, arrivé à destination je relève d'un mètre et je fais chuter x fois de cette hauteur) Je n'aurais pas du l'évoquer cela ne fait qu'embrouiller les choses

Ne me reste plus qu'a trouver, sur cette partie là du moins, des méthodes d'accouplement élastiques pour relier le motoréducteur et l'axe de la boite de vitesse, mais ce n'est plus de la physique cela.

Merci encore pour l'expertise.

[Tifoc]

Masse a soulever et descendre sur une cinquantaine de mètres

J'avais zappé cette info. Au temps pour moi...

mais ce n'est plus de la physique cela.

Encore un peu quand même Donc nous disons, énergie disponible : 500 J (E=m.g.h)
Après il faut consulter des géologues pour savoir, selon le type de roche, si ça va vraiment lui faire mal.
Et ça c'est le point de départ de votre projet : inutile de dimensionner quoi que ce soit avant.