Calcul de matage

[mécano41]

Bonjour,

Pour la réaction des billes en tête du tube-châssis, j'ai fait ainsi (en reprenant les dernières valeur de masses des tubes). C'est comme s'il n'y avait qu'un seul tube sur deux appuis et 3 charges appliquées sur ce tube.

Cordialement
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[invitea2955c80]

Bonjour TIBO34 et MECANO 41, bonjour à tous,

Voici les résultats des calculs que je viens d’effectuer.
Les masses des tubes ont été augmentées de la masse des rails
( ou chemins de roulement )
T1 : 472 kg ; T2 : 406 kg ; T3 : 222 kg

Pour une course du tube 3 de 0.7 m :

Guidage 1/ 0 ( 0 = chassis fixe )
Six galets ,distance entre galets extrêmes 1 m
Efforts sur les galets les plus chargés 53490N
Soit 26740 N par galet.

Guidage 2 / 1
Huit rangées de 10 billes
Distance entre les billes extrêmes d’une même rangée 4 m
Effort sur les billes les plus chargées 1306 N
Soit 653 N par bille
( méthode : effort par bille : Fbi = Mt x Ri / somme des (R i=1 à n )²
+ Charge / n
Mt moment au centre de la longueur de guidage ( point O )
R i = distance bille i point O.

Guidage 3 / 2
Huit rangées de 10 billes
Distance entre les billes extrêmes d’une même rangée 4 m
Effort sur les billes les plus chargées 932 N
Soit 466 N par bille.

Résistance au roulement ( 3% de la charge )

Poutres 1+2+3 ( guidage 1/0), FR1 =: 2730 N
Poutres 2+3 ( guidage 2/1) , FR2 = 315 N
Poutre 3 ( guidage 3/2 ) FR3 = 253 N


Puissance théorique à vitesses constantes : 108 W
P= FR1 . V 1/0 + FR2 . V2/0 + FR3 .V 3/0
avec V3/0 = 0.1 m/s, V2/0 = 0.05 m/s....

Puissance théorique nécessaire pour accélérer en 1 s : 113 W
P = (Mi. dVi/0/ dt) Vi/0…..

Puissance minimale théorique à installer : 221 W.
Il reste à estimer le rendemet global du système de transmission.

Question :Si j’ai bien compris, au-delà d’une course de 0.7 m, le système prend en compte le
Guidage à l’intérieur du tube à contrôler,
Quelle charge peut-on espérer appliquer à ce guidage ?

[mécano41]

Bonjour,

Je viens de me rendre compte que je me suis trompé dans l'interprétation de la sortie de 700 mm. Il s'agit en fait de la sortie totale donc chaque tube ne sort que de sort de 234 mm et non de 700 mm. Les efforts sont moindres mais le principe reste le même.

Cependant, je ne comprends pas pourquoi ROBUR71 parle d'un écartement de 1 m entre galets extrêmes. Il faut avoir une course de 5 m de chaque tube, il faut donc que, tube sorti, les galets, s'ils sont inversés, soient très proches (voir dans le même plan s'il sont croisés comme dit plus haut). Si l'on choisit de mettre les galets dans le même sens, de façon telle que les deux jeux soient en contact avec le tube pendant les 234 premiers mm et qu'ensuite on admette de quitter les galets arrières, la charge étant reprise, à l'avant dans le tube contrôlé, on peut les mettre plus vers l'arrière, à environ 250 mm de l'extrémité du tube. Cela réduit les réactions sur les galets.

A moins que je n'aie pas saisi quelque chose ...

Cordialement

[invite981ec232]

bonjour
un petit lien avec plein de cours bien fait sur pas mal de disciplines avec en particulier dans le cours de compression toutes les formules de matages
http://129.194.185.79/grilles/uer3-polycopi%C3%A9s.htm
si ça peut servir

[mécano41]

Bonjour, Seizetheday

Il y a effectivement des choses intéressantes.

Merci

[invitea2955c80]

Cependant, je ne comprends pas pourquoi ROBUR71 parle d'un écartement de 1 m entre galets extrêmes. ..

Il ne reste effectivement que 0.5 m de guidage en fin de course, c’est la contrainte d’encombrement qui limite cette valeur.

Pour tibo34, les chemins de roulement peuvent en effet être plus "durs" que les tubes
Avec un contact linéique et pour le galet et la piste un acier de type 100 C6 ( un classique des roulements )
On peut atteindre ,parait-il, des pressions de 2000 MPa.

[mécano41]

Bonjour,

J'ai relu les divers posts et j'ai refait un croquis prenant en compte les dernières données car j'avais fait quelques erreurs dans les longueurs, en particulier pour la cote de sortie, au début de mon post #33. J'ai gardé les masses prévues ; il faut évidemment ajouter celles des éventuelles pistes rapportées comme l'a fait ROBUR71.

Si j'ai bien saisi le guidage de ton dernier post, ROBUR71, il me semble qu'il va y avoir une contradiction entre ce guidage et l'appui auxiliaire des tubes sur le tube contrôlé, sachant que l'on est d'accord sur le fait que la correction géométrique de l'appareil et celle du tube a contrôler ne seront pas parfaites.
Ton guidage est forcément rigide puisqu'il est court et doit néanmoins tenir les tubes en porte-à-faux jusqu'à la reprise par les appuis auxiliaires (position de mon deuxième croquis), ou bien, si tu mets un jeu important, les tubes vont "plonger".

Je pense qu'avec des guidages inversés, comme représentés par les triangles, on aura, au départ, le plus long guidage possible, ce qui permettrait théoriquement de se contenter des guidages "en appui". En pratique, je pense qu'il faut ajouter des guidages supérieurs, de "retenue", par sécurité (par exemple pour une sortie sans présence de tube à contrôler...), mais il faut que l'ensemble présente un jeu permettant de ne pas contrarier les appuis auxiliaires. Dans cette configuration, ce jeu ne nuit pas puisque les tubes restent en appui jusqu'à leur reprise par les appuis auxiliaires. Le guidage ne nécessite donc aucune rigidité.

Cordialement

[invitea4f08f8b]

bonjour
j'ai bien aimé le probleme et surtout qu'on peut être passionné par ce sujet.
Mais pourquoi ne prenez-vous pas en référence les valeurs données
chez les fournisseurs de guidage linéaire.(INA guidage linénaire..)
Sur le site Hepcomotion.com, par exemple, vous trouverez des guidages
qui ressemblent aux votres et en fonction du type de lubrification, le nombre de cycles envisageables. La durée de vie d'un guidage linéaire comme pour celle un roulement, la lubrification est un point important, la part RDM, l'est moins. Restera bien sûr à utiliser un mode de comparaison et là les pressions de Hertz semblent une base interessante.

Bon courage.
A+

[invitea2955c80]

Si j'ai bien saisi le guidage de ton dernier post, ROBUR71, il me semble qu'il va y avoir une contradiction entre ce guidage et l'appui auxiliaire des tubes sur le tube contrôlé,

Pourquoi ne pas guider simplement la totalité du système à l’intérieur du tube à contrôler ?
Les motorisations, ( translation et rotation ) seraient contenues dans le corps rouge.
Les tubes télescopiques deviendraient par conséquent inutiles…Il suffirait d’installer un tube destiné à recevoir le système en position repos .
On éviterait ainsi l’hyperstatisme lié au guidage envisagé précédemment…
Mais il est possible que des données que j’ignore ne rendent pas cette solution possible

[mécano41]

Bonjour à tous,

... Mais pourquoi ne prenez-vous pas en référence les valeurs données...

Parce que les données on évolué et que, souvent, en essayant de répondre rapidement (trop ! ) on laisse passer des choses...

... Pourquoi ne pas guider simplement la totalité du système à l’intérieur du tube à contrôler ? … mais il est possible que des données que j’ignore ne rendent pas cette solution possible

Pourquoi pas. Cependant,comme TIBO34 l'a dit quelque part, à un moment donné, le tube contrôlé doit tourner autour de son axe, probablement pour vérifier une soudure périphérique ; il faudrait revenir à des billes porteuses avec les problèmes de contraintes de contact que cela entraîne. Il y aurait bien les galets omnidirectionnels mais je ne pense pas s'il en existe pour de telles charges dans les dimensions autorisées.

En rebondissant sur ta solution, il me vient à l'idée d'utiliser une chaîne pousseuse ( SERAPID ou autre ...) pour déplacer la tête de contrôle portée par un petit châssis monté sur des billes (ce devrait être compatible avec le poids de l'ensemble). Peut-être faudra-t-il mettre deux chaînes parallèles, reliées par des entretoises, en vue de résister à l'effort latéral dû au frottement de roulement lors de la rotation évoquée plus haut.

Cordialement

[invite5e06574b]

Bonjour,
j'espère que vous passez un bon week-end , le mien a était assez fatigant (célébration d'un mariqge sur tout le week-end).
Donc je reprend le fil (assez difficilement) ce matin.
Tout d'abord merci Mécano 41, votre schéma du post #37 résume vraiment bien le problème (sauf que pour prendre un peu de sécurité je vais prendre 800 voir 900mm de course de chaque tube soit 2400 à 2900 de course totale).
Ensuite, une fois cette course atteinte j'ai choisi d'utiliser des billes pour guider mon bras dans le tube à controler. (car mouvement de translation puis rotation du tube à controler).
Je retrouve bien vos résultats au niveau des efforts de réactions. (je vais calculer chaque effort sur chaque billes de chaque tube).
Je suis d'accord aussi avec Mécano 41 pour le guidage en ce qui concerne l'ajout d'un guidage supérieur sur les tubes pour une question de sécurité (j'ai pensé a des patins graissés réglables).
D'autres part le guidage que vous proposez Robur 71 es interressant mais il fait intervenir 2x8 rangées de 10billes ce qui fait 160billes (que pour guider les tubes du bras!!). Sachant que je me suis renseigner sur le prix d'une billes acceptant 250Kg 300Kg et le prix fait assez mal : 40€ pour en acier et voir 120€ tout en inox.
Cela me ferait 6400€ de billes si je prend qu'en acier.) Résultat c'est vraiment trop cher, en plus il m'en faut en inox).

Pour conclure , je vais regarder en détails tous les post pour bien m'y remettre et je vous tient au courant de l'avancement
Je vous remercie encore pour toute l'aide que vous me donner.

[invitea2955c80]

Ne peut-on pas embarquer le système de contrôle sur la partie jaune de mon croquis ?
Il y a une liaison pivot entre les éléments rouge jaune

La rotation du système de contrôle éviterait celle du tube, à moins qu’il n'y ait d’autres contraintes que j’ignore.
Si la rotation du tube est nécessaire : la partie rouge participe à la rotation et la partie jaune reste fixe dans le référentiel terrestre…( lest ou au pire asservissement sur la verticale )

Pour tibo34, on peut réduire le nombre de billes…Mais attention, 6400 Euros sont rapidement atteints par la fabrication de pièces mécaniques spécifiques .

[invite5e06574b]

Ne peut-on pas embarquer le système de contrôle sur la partie jaune de mon croquis ?
Il y a une liaison pivot entre les éléments rouge jaune

C'est le tube à controler qui est mis en rotation. Ce qui veut dire qu'avec votre système il faudrai faire tourner les tube du bras télescopique?
dsl mais j'ai pas trop bien compris.

Pour le tarif, je m'éforce de trouver des éléments standards avec le moins d'usinage possible, je préferai les billes au galet pour cette meme raison. (la bille demande un trou plus un aneeau élastique alors que le galet il faut un guidage, une pièce d'adaptation pour le positionner etc..).
Cordialement.

[mécano41]

...C'est le tube à controler qui est mis en rotation. Ce qui veut dire qu'avec votre système il faudrai faire tourner les tube du bras télescopique? dsl mais j'ai pas trop bien compris...

Relis bien les posts #39 et #40 ; avec nos 2 suggestions réunies, il n'y a plus de tubes télescopique ! Avec la suggestion du post # 42, il est même possible de supprimer la rotation du tube contrôlé, en faisant faire à la tête une rotation de + ou - 180° (à cause des câbles de cette tête).

Cordialement

[mécano41]

Une idée du principe évoqué plus haut pour le cas où... (Ce n'est pas du tout à l'échelle). Pour des grandes longueurs, la chaîne pousseuse, bien qu'auto-bloquante, doit être soutenue. Il faut donc voir la possibilité de mettre des galets ou des patins, sans provoquer de gêne dans le boîtier d'entraînement.

Cordialement

[invite5e06574b]

Bonjour,
je viens de déterminer l'effort de réaction sur chaque billes.
Cela m'apermis de déterminer la contrainte de matage et il s'avère que pour la bille la plus chargée, je trouve un contrainte 11 fois plus importante que la limite élastique du E24.
Cependant, l'aplatissement (rapprochement des tubes du a la déformation) est vraiment minime.
Donc je me demande si ces formules sont vraiment adaptées à mon cas.
Par ailleurs, j'ai fait comme hypothèse que la bille s'enfonçait de 0,2 mm et la je trouve que la contrainte engendré est inférieure à Re. (Que pensez vous de cette méthode très très grossière).

Pour ce qui est de l'idée du petit chariot, elle est vraiment géniale, on y avait pensé mais pas en faisant tourner la tete, en faisant tourner le tube à contoler (il faut que je demande si cela est possible).
Le problème reste toujours l'alimentation en énergie de la tete, il font trouver un système pour amener les servitudes.
Cela reste à réfléchir (il faut que j'en discute avec mon chef).
Merci encore pour tous.

[invite5e06574b]

Voila le fichier joint

[mécano41]

Quels sont les diamètres des billes, dans tes calculs?

[invitea2955c80]

Les câbles de puissance et de commandes peuvent être facilement guidés par une chaîne porte-cables du commerce spécialement conçue pour cet usage, disposée comme sur le croquis de MECANO41.

Si un collecteur est autorisé pour alimenter le système de contrôle, la rotation sera sans limite angulaire.

Quel est le diamètre intérieur des tubes à contrôler, ce diamètre est-il constant ?

[invitea2955c80]

Quels sont les diamètres des billes, dans tes calculs?

Une contrainte de 2714 MPa est totalement inacceptable pour l' E24?
On admet 2000 MPa pour du 100 C6...

[invite5e06574b]

Bonjour,
dans mes calculs, j'ai pris un diamètre de billes de 45mm.
Pour le guidage des cables de puissances et de commandes, il faut un point fixe (il ne faut pas que toute la chaine translate).
Je me suis renseigner sur les enrouleurs et des chaines portes cables, et le problème est que j'ai deux cables d'informations à amener à la tete (coaxial et ethernet).
C'est sur qu'avec un joint tournant(collecteur), c'est faisable mais a quel prix. Pour un enrouleur pour le cable coaxial et ethernet, ~9000€.
Ensuite j'ai d'autres cables d'alimentation 3x 3G1,5 et 1x 3G16.
Il y a deux type de tubes à controler mais ils ont le meme diamètre intérieur : 489mm. L'épaisseur diffère, un de 30.2 et l'autre de 22,2.
En ce qui concerne le matage, je peux peut etre choisir des tubes dans un autre matériaux.
J'ai choisi du E24 car c'est assez répandu mais conaissez vous d'autre matériaux pour des tubes pliés soudés de ce type.
Ma dernière question sera : que pensez vous alors de ce calcul de matage (surtout la différence entre les pressions de Hertz et mon petit calcul avec F/S).
Merci par avance

[mécano41]

Bonjour,

Pour les câbles : qu'as-tu prévu comme principe pour l'alimentation de la tête dans la configuration à tubes coulissants? Je ne vois pas trop la différence avec l'autre système.

A toutes fins utiles, je te donne l'adresse d'un fabricant de câbles spéciaux de toutes sortes. Ils peuvent réunir par un surmoulage, des câbles de diverses natures, en donnant, si nécessaire, au câble formé, la forme d'une hélice genre "fil téléphone" :

http://www.mullercables.com/index_flash.html

Il y a probablement d'autres fournisseurs.

Dans le cas de la chaîne pousseuse, pour éviter l'enrouleur on pourrait envisager un câble se posant sur la chaîne au fur et à mesure de l'avance, et un système de moufflage à contrepoids à l'arrière de la machine. Je l'ai déjà vu faire. Tout dépend de la hauteur dont tu disposes...

Un point en passant : on envisage parfois d'utiliser un câble plat sur un enrouleur ; pas la peine d'y penser : ça ne fonctionne pas (il se couche et se glisse entre la joue et le câble déjà enroulé - dixit fabricant d'enrouleur)



Pour le calcul sommaire de contrainte le raisonnement n'est pas bon :

1 - parce que tu n'es plus dans le domaine élastique. Avec ton raisonnement, si tu enfonçais la bille jusqu'à son diamètre, tu trouverais encore moins pour la contrainte

2 - parce que même dans le domaine élastique, tu ne pourrais pas le calculer ainsi car les deux surfaces (sphère et plan) se déforment et la zone de contact n'est plus une sphère


Pour le choix d'un autre matériau pour les tubes : cela ne changera pas grand chose au problème car, même si tu en trouves de plus résistants dans tes dimensions, tu ne les trouveras qu'en un matériau dont la limite élastique sera au mieux de 50% supérieure. Si tu veux les faire fabriquer, cela ne changera rien non plus car pour avoir un acier soudable, il ne peut pas être très dur (en plus, cela te coûtera très cher).

En mettant une pièce fixe de même rayon que le tube à contrôler (ROBUR71 a dû en parler quelque part), les appuis auxiliaires extérieurs venant rouler dessus, les efforts maximaux s'en trouveraient sensiblement diminués, mais ce n'est pas suffisant.

A part mettre des systèmes genre bogies ou chenilles, multipliant les points de contact et répartissant la charge, je ne vois pas bien comment résoudre ce problème. Il faudrait qu'il ne soient pas trop éloignés dans le sens longitudinal (voir remarques dans autres posts) et qu'ils puissent osciller (axes ou systèmes élastiques) pour que tous les points portent. Cependant, on va rapidement arriver à une mécanique compliquée et chère.

Cordialement

[invite5e06574b]

Bonjour, je ne peux pas stocker la chaine porte cable sous le tube à controler, les tubes sont soulever par dessous pour etre changer de poste. J'ai donc penser a ces deux systèmes (en pièces jointes).
Merci pour le lien, je ne l'avait pas trouver ce fournisseur.
Il est vrai que j'ai effectué des demandes sur les chaines portes cables et les enrouleurs, mais pas sur les files style téléphone).
Je vais dessuite m'en occuper.
Merci encore pour les informations.

[invitea2955c80]

je ne peux pas stocker la chaine porte cable sous le tube à controler, les tubes sont soulever par dessous pour etre changer de poste. J'ai donc penser a ces deux systèmes (en pièces jointes).
.

Bonjour,
Comme le montrent tes croquis, le problème du guidage des câbles existe aussi dans la solution " bras télescopique ",
J’imagine que ce problème est plus facile à traiter dans la solution du chariot, puisque l’arrière de ce dernier est totalement dégagé, on pourrait ainsi comme le suggère MECANO 41 , passer l’ensemble des cables dans un tube formé en hélice..
En ce qui concerne l’alimentation de la tète, les dimensions du système (autorisées par le diamètre des tubes à contrôler ) permettent de disposer les câbles de façon à ce qu’une rotation de 360 ° soit possible ( il faudra que l’automate se souvienne du signe de la rotation précédente ).
Le mieux est de demander un devis ici : http://www.airprecision.com/collecte...reference=MA01
La fonction rotation du tube à contrôler existe-t-elle actuellement ?

[invite5e06574b]

Bonjour,
La fonction rotation du tube à contrôler existe-t-elle actuellement ?

Je ne sais pas, je m'occupe de la partie mécanique. Celui qui gère la partie automate est un stagiaire dans l'entreprise pour laquelle on travaille (il faudra que j'y demande). Ce que je sais c'est qu'on amène un tete magnétique en un point en suite grace à un pulvérisateur, on jette un produit sur la soudure pour effectuer le procédé de le magnétoscopie. Ensuite, on visualise avec la caméra la ou la soudure n'est pas parfaite (en gros!!). Il s'agit d'un controle visuel donc le mieux est vraiment d'avoir la caméra fixe.
On vient de me signaler que l'on est obliger de faire tourner le tube à controler, donc pas possible d'utiliser le petit robot.
En ce qui concerne l'alimentation en cable je vien de contacter pas mal de fournisseur.
Des que j'ai des nouvelles je vous tient au courant.
Cordialement

[mécano41]

Bonjour, je ne peux pas stocker la chaine porte cable sous le tube à controler...

Sur mes croquis du post #45, ce n'était pas une chaîne porte-câbles mais une chaîne pousseuse qui actionnait le chariot. Mais si tu ne peux rien mettre sous le tube, ce n'est plus possible (j'ai essayé avec un boîtier de repliement de la chaîne mais ça ne passe pas).

Dans le système que tu as représenté, je vois pas bien comment tu vas guider cette chaîne sur les tubes carrés, ni comment tu va réussir à la faire plier autour des poulies de moufflage ; il va falloir mettre des diamètres énormes. Attention également, les chaînes porte-câbles les plus courantes ne se plient que dans un sens.

Cordialement

[invitea2955c80]

Je ne sais pas, je m'occupe de la partie mécanique. Celui qui gère la partie automate est un stagiaire dans l'entreprise pour laquelle on travaille (il faudra que j'y demande). Ce que je sais c'est qu'on amène un tete magnétique en un point en suite grace à un pulvérisateur, on jette un produit sur la soudure pour effectuer le procédé de le magnétoscopie. Ensuite, on visualise avec la caméra la ou la soudure n'est pas parfaite (en gros!!). Il s'agit d'un controle visuel donc le mieux est vraiment d'avoir la caméra fixe.
On vient de me signaler que l'on est obliger de faire tourner le tube à controler, donc pas possible d'utiliser le petit robot.

Je ne comprends pas très bien, est-ce l’électroaimant, le pulvérisateur de mixture ferromagnétique ou la caméra de lecture qui est installé au bout du bras télescopique ?
La totalité du cycle de contrôle s’effectue-t-elle sur un seul poste ?

[invitea2955c80]

Autre question , la présence de cordons de soudures sur la surface interne des tubes à controler ne peut-elle pas géner le passage des billes ?

[invite5e06574b]

Bonjour,
En ce qui concerne les chaines portes cables, je me suis renseigné chez brevetti france, et on m'a répondu que la premère solution que je proposai n'était pas possible mais je n'est pas bien compris pourquoi. Je vais en savoir plus aujourd'hui. Par ailleurs, ils existent des chaines porte cables à double sens de courbures, elle sont utilisées pour etre rangées en forme de S.
J'ai dessiné cette solution (avec les poulies de mouflages) car je pensais que les chaines portes cables réagissait comme des flexibles (je me trompe surement mais je vois pas pourquoi ça ne fonctionnerai pas).

Pour Robur 71 :
On positionne en bout du bras tous les éléments: la tete magnétique + une caméra + un pulvérisateur + lumière blance et lumière UV. Tous ces élements formes un groupe pour moi (c'est une autre société qui s'en occupe)
Mon étude consiste juste à prévoir un système permettant d'amener ce groupe d'élement en prévoyant le passage des cables.
Pour ce qui est des soudures, elles sont melées avant contrôle.

Mon plus gros problème est vraiment le stockage des servitudes, je viens d'avoir des réponses négatives pour les cables spiralés, pour les chaines portes cables c'est en mauvaise voie, il me reste plus que les enrouleurs.
Cordialement.

[mécano41]

Bonjour,

Si tu mets un seul enrouleur pour plusieurs câbles de natures différentes, tu vas avoir des problèmes de tension même si, comme semble l'indiquer la taille énorme de l'enrouleur dessiné, tu ne fais qu'un tour.

Pourquoi ne pas faire un moufflage par câble avec contrepoids? (simple et facile à régler. Les moufflages de câbles peuvent être placé de part et d'autre du tube-châssis, en vue de gagner de la hauteur, les câbles étant déviés par des poulies inclinées avant l'entrée dans le tube.

Mais, attention ! : dans tous les cas, il n'est pas sûr du tout que les câbles utilisés soient capables de résister à la traction nécessaire pour leur donner une forme (chaînette) admissible sur 5 m. Je ne vois pas, en effet, comment mettre des supports espacés de moins de 5 m (genre cornes de vache, portant un galet, au bout de chaque tube). Pense également au fait que ces câbles vont subir un frottement sur les tubes. Une réunion de plusieurs câbles par surmoulage (Muller...) pourrait peut-être améliorer cela, au détriment de la souplesse il est vrai. Un câble pour les puissances et un câble pour les contrôles constitueraient un bon compromis. Il faudrait voir si dans chaque câble, on ne pourrait pas passer un élément capable de résister à la traction. Enfin, n'oublie pas de tenir compte de l'effort de traction exercé par les câbles entre deux tubes coulissants, et qui augmente l'effort de poussée sur le tube 1, que tu as précédemment calculé.

Cordialement