Adhérance ou glissement (mécanique)

[invitea39e5203]

Bonsoir, voici mon problème.

Je suis occupé a développé un "robot soudeur".

Pour cela j'ai utiliser un moto réducteur permettant de le faire avancer. L'axe de ce moto réducteur fait tourner un engrenage conique, qui celui ci fait tourner un autre engrenage conique (rapport de réduction 1/1). Cela me permet d'avoir un mouvement de rotation, perpendiculaire au mouvement de rotation que le moteur me fournis.Au bout de cet axe ce trouve deux roue.

Alors j'ai calculer le moteur qui pourrais me tracter le robot (les force opposé : le poid du robot, la force d'inertie et la force de roulement)

Mais comment savoir si mes roue vont rouler ou bien patiné ??

Quand mon robot est a l'arrêt, il démarre pour arrivé a la vitesse de 0,01m/s ( (10 mm/s) mon accélération vaut donc a=0,01mm/s². Mon poids est de 17 Kg.j'ai deux roue motrice donc 8,5Kg par roue .Mon coefficient de fortement acier/acier vaut 0,15 (environ)

La force de fortement doit donc subir mon accélération donc la force d'inertie. (si on ne prend pas en compte la force de roulement du a l'écrasement de la roue)
ca devient Fi = m . a => Fi = 17 / 0,01 = 0,17 N
comme ma force est donc de 0,17 N mon coefficient de fortement devras valoir au minimum f = F / N => f = 0,17 / 17 = 0,01

Cela me parait trop facile qu'en pensez vous ?
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[invite897678a3]

Bonjour,

mon accélération vaut donc a=0,01mm/s².

Je ne sais pas de quelle manière vous parvenez à ce résultat.
Voici comment je vois les choses (sans aucune garantie quant à leur véracité):

Nous cherchons l'accélération du robot soudeur
avec
Vitesse v = 10^-2 m/s ==> V² = 10^-4
Distance x = 10^-2 m

V² / 2 * x = 10^-4+2 / 2 = 0,5 10^-2 m/s²

La force à appliquer pour accélérer, c'est peanuts.

Par contre, les forces de frottements roue/surface d'appui vont être prépondérantes.
Il ne faut surtout pas les négliger. Mais qui dit forces de frottement dit adhérence.

[invitea39e5203]

Effectivement ma déduction de l'accélération n'est pas bien réalisé ....

Cela m'arrange encore mieux car si mon accélération d'iminue (de moitier) mon inertie sera encore plus petite donc encore meilleur adhérance ...

Personne n'aurais d'autre subjection sur les frotements ?. ( dans se cas ? )

[invite983ae26f]

Bonjour !

Sans revenir sur le calcul de l'accélération, le calcul du coef de frottement minimum entre les roues et le "sol" se fait comme tu l'as indiqué:
T/N<f, avec T effort tangentiel (due a l'accélération, T=m.a = 17 * 10^-2), N effort "normal" au sol opposé au poids de l'engin (P=m.g = 17*10= 170N).
Si l'accélération de ton robot est effectivement de 0.01m/s², tu vas trouver un coef de frottement minimum tres faible (f>0.001). Donc les roues adhèreront sur le sol (et ne patineront pas).

Bon courage !

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite897678a3]

Bonjour,

La force de fortement doit donc subir mon accélération donc la force d'inertie. (si on ne prend pas en compte la force de roulement du a l'écrasement de la roue)

Ce qui m'a ennuyé dans ta proposition initiale, est le fait que tu ais délibérément
négligé les forces de frottement roue/surface d'appui.
(cela se fait dans des exercices, afin de simplifier les calculs, mais en réalité,
ces forces sont loin d'être négigeables)

Conclusion:
Ton robot soudeur se trouve dans des condition identiques celles d'une automobile
qui tenterait de démarrer sur une route fortement verglacée.
L'accélération souhaitée, qui conditionne le couple devant être appliqué aux roues motrices,
est suffisemment réduite pour que les roues ne patinent pas.

Merci de nous tenir au courant de l'expérimentation.

PS: Tous les calculs sont entachés d'erreur, car ton robot possède sans doute une troisième
roue qui reprend une partie de la charge (à moins qu'il ne s'agisse d'un "robot pendulaire")

[invitea39e5203]

Voici en image mon calcul (pour pas tout retapé ici)

j'ai modifier tout mon procédé de calcul. Désormais je calcul l'accélération maximum que mon robot pourrais avoir. Et je vérifie que mon accélération maximum est inférieur a mon accélération réelle (avec une formule plus logique)



Je pense que cette solution est bien plus complète car je prend en compte tout les facteur résistant possible. Qu'en pensez vous ? Est-ce une bonne solution ?

Merci pour toute vos réponse qui mon déjà bien guidé

[invite897678a3]

Bonjour,

Votre présentation montre un souci de lisibilite, cependant plusieurs données me tracassent.
Pour commencer, un détail mineur: pourquoi utliser le même paramètre "a" pour l'accélération
et l'écrasement de la roue? Cela peut prêter à confusion dans la fièvre des calculs.

Ensuite, vous confirmez 17 kg sur les 2 roues motrices,
et vous utilisez cette même masse pour calculer la force nécessaire pour vaincre les forces d'inertie, c'est-à-dire pour le démarrage du robot.
Comme il ne s'agit pas d'un engin pendulaire (comme le Segway), il y a forcément 1 ou 2 autres roues pour assurer la stabilité du chariot.

Je renouvelle donc ma question:
-- soit la masse sur les roues motrices (17 kg) est bien celle supportée par les roues motrices, et alors on nous cache quelquechose (la masse totale de l'engin est supérieure à cette valeur, et nous avons besoin de cette masse totale pour calculer la force pour l'accélération),
-- soit la masse sur les roues motrices est inférieure à 17 kg, car le reste de la charge est repris par ailleurs, et dans ce cas l'adhérence sur les roues motrices sera inférieure au calcul effectué, d'où une réduction de la valeur limite de l'accélération.

Admettons que m soit égal à 17 kg.
La force verticale exercée sur le sol par les 2 roues motrices est 170N (avec g= 10 m/s²).
D'après vos données concernant l'adhérence, la force (horizontale) de traction maximale serait 170 * 0,15 = 25,5 N.

Par ailleurs je remarque que votre vitesse maxi est passée de 10 à 27 mm/s (et la V. max est atteinte en 7 millimètres!).
S'agit-il de la vitesse d'avancement optimale permettant d'effectuer correctement le cordon de soudure?

Désolé d'être un peu