Bonjour,
J'envisage de construire une petite grue (schéma ci-joint).
Je voudrais pouvoir calculer la charge qui va s'exercer sur le vérin au point C (bras à l'horizontale).
Je suis niveau zéro en physique.
Pouvez-vous m'aider ?
Merci d'avance.
Bien amicalement.
Bernard
Bonjour,
Attention, je ne sais pas la raison exacte de ta question mais je te signale que la position horizontale n'est pas forcément celle pour laquelle l'effort du vérin est maxi...
En plus, cela dépend aussi de la position du point A dans le sens X (tu ne l'as pas donnée).
Je vais te faire une petite application sous EXCEL qui te permettra de calculer l'effort du vérin pour plusieurs dimensions de la grue et plusieurs positions du bras.
Cordialement
Super merci, Mecano41,
Le chargeur hydraulique (voir en avril 2009) est presque trop efficace, et je compte me lancer dans une petite grue à grappin pour mécaniser l'évacuation des herbes et algues.
Et là, je butte sur les calculs de charge, domaine où je n'y connais rien.
Le point A (axe du vérin) est sur une colonne verticale fixe.
Autre question: comment équilibrer à gauche le porte-à-faux de droite ? Les formules théoriques que j'ai trouvées ne me permettent pas de comprendre la prise en compte du poids du bras lui-même en plus de la charge terminale.
Je vais être absent jusqu'à lundi.
Merci encore.
Bien amicalement.
Bernard
Voici déjà l'appli. dont j'ai parlé. Tu as juste à mettre tes valeurs dans les cellules jaunes (j'ai mis tes valeurs mais pour Xa, c'est au pif) puis à lire les résultats dans les colonnes verte et bleue. Les colonnes à droite sont des calculs intermédiaires. Les forces de frottement ne sont pas prises en compte.
Pour un éventuel équilibrage, il faudrait donner un peu de détails sur ce que tu veux faire... A partir du moment où tu as un vérin hydraulique, je ne vois pas trop l'intérêt...C'est possible en prolongeant le bras vers la gauche et en lui mettant des contrepoids mais cela va charger un peu plus la colonne... enfin c'est à discuter à ton retour.
Cordialement
Bonjour, Bernard45160,
Je n'ai pas compris les dimensions Bras double 50x100x3.
C'est deux méplats de 50 [mm] épaisseur x 100 [mm] de haut et 3 [m] de long ?.
Cordialement.
Jaunin__
Merci à vous, Mecano41, Jaunin,
Super le fichier Excel. Avec mon raisonnement primaire, j'avais imaginé une charge approximative de 600kg sur le vérin de ce schéma.
Bon, je vous livre en pièce jointe mon projet de mini-grue.
Si j'ai fournis un schéma simplifié dans un premier temps, c'est que j'avais peur d'être noyé sous des formules trop compliquées pour mon inculture dans ce domaine.
Cette mini-grue nous servirait à reprendre des paquets d'herbes et d'algues ramassées dans la rivière et déposées sur des pontons par un chargeur, pour les mettre dans des bennes.
50x100x3, c'est la dimension des tubes rectangulaires que j'envisage d'utiliser.
Ma principale interrogation concerne la compensation du poids en porte-à-faux de la flèche. De façon tout à fait pifométrique, j'imagine que la charge devrait avoisiner la tonne. Pour compenser, il y aura bien le groupe hydraulique (50kg à 0,5m) et l'opérateur (75kg à 1m), mais j'avoue mon incompétence sur le calcul d'un contrepoids éventuel en sachant qu'on ne cherche pas à compenser complètement la charge...
Merci encore pour votre aide.
Bernard
Bonjour,
Je n'avais pas compris car je pensais à un équilibrage du bras par rapport à la colonne or, il s'agit de l'équilibrage global de l'engin sur le sol. Là quand tu dis ... et le poids du conducteur...je dis non car s'il descend il ne faut pas que cela bascule pour autant! En plus, il faudra de la marge car il ne faut pas non plus que ça bascule si cela accroche quelque chose ou s'il y a des secousses. Je pense qu'il faudra limiter l'effort fourni par l'hydraulique en fonction de l'équilibrage possible. Papykiwi, Michel Dhieux Hydrochristian...te diront mieux que moi ce qu'il faut faire.
Je vais regarder ce que je peux faire pour le calcul des efforts avec les deux bras. On verra ensuite pour l'équilibrage.
Cordialement
Bonjour,
Merci déjà pour ces premières réponses par le fichier Excel car ça me permet de mieux dimensionner mes vérins.
Pour l'axe (la colonne), je pense utiliser un système composé de deux tubes tournant l'un dans l'autre et s'appuyant sur deux plateaux associés à chacun des tubes, le tout bien graissé... si vous avez des suggestions, je suis preneur.
Pour le groupe, je pense reprendre un fendeur de marque allemande, comme je l'avais fait pour le chargeur.
Où je suis effectivement vraiment dans le potage, c'est au niveau de l'équilibre général, car le porte-à-faux est important même si la charge à soulever (50kg) reste relativement faible.
Merci encore. C'est très sympa.
Bonjour, Bernard45160,
Je suppose que votre grue non seulement doit pouvoir descendre de 1.5 [m] et monter à 2.5 [m], mais doit pouvoir aussi tourner sur son axe de fixation.
Un autre problème de fixation de l'ensemble sur la remorque.
Cordialement.
Jaunin__
bonjour,
pour la realisation d'une grue, sa securité et la depense energétique je me poserai quand même la question de la cinematique choisie
partir sur un type de grue à "flechette" ne serait il pas plus judicieux ?
http://www.edu.upmc.fr/sdi/berthaud_...inematique.pdf
le mecanisme est plus complexe, mais les efforts sont mieux "gerés"
fred
Merci à vous, Jaunin et Fred,
Oui bien sur, la mini-grue est partiellement pivotante.
Oui, elle est solidement fixée sur la remorque.
Oui, des jambages stabilisateurs sont déployés de part et d'autre (jusqu'à 1,5m de chaque côté, soit 4,5m en tout), tout en conservant la remorque attachée au fourgon.
A propos du choix de construction, les critères qui ont été privilégiés sont les suivants: maniement simple et rapide, extension du bras, facilité de transport (repliage sur la remorque), solidité, coût.
Rappel: cette mini-grue doit servir essentiellement à saisir (rapidement) des paquets d'environ 50kg de déchets verts sur des pontons pour les déposer dans des bennes. Elle pourra aussi ponctuellement servir à retirer de la rivière d'autres déchets tels que caddies, sièges de voitures, etc.
J'ai besoin d'être rassuré sur la résistance de la construction envisagée.
Mais ma grande interrogation est d'estimer la charge exercée sur les roues de la remorque et sur les stabilisateurs, et dans quelle mesure compenser partiellement cette charge.
Merci pour votre aide.
Bernard
Bonjour,
Voici l'appli. faite selon ton croquis. N'oublie pas de cliquer "Activer les macros" à l'ouverture.
La partie stabilisation est indiquée mais elle n'est pas encore prise en compte ; je voulais déjà que tu voies les efforts dans les vérins et aux articulations ainsi que le moment de basculement...(très élevés pour certaines positions...)
Le croquis des bras est volontairement biscornu pour se différencier des traits de cotation en coordonnées ; les valeurs indiquées sont quelconques. Il suffit d'entrer tes valeurs dans les cellules jaunes (en faisant attention aux signes) puis, dans le cadre bleu, de choisir les angles à l'aide des curseurs (j'ai mis une petite image pour faciliter l'interprétation des angles). Les résultats sont dans les cellules vertes.
Regarde déjà cela ...on verra ensuite...
Cordialement
Dernière modification par mécano41 ; 13/10/2009 à 11h41.
Bonjour
Tout d’abord un grand bravo à mécano41 pour la qualité de ses feuilles de calculs.
J’ai vu sur le croquis que le vérin du bras inferieur était simple effet, et double effet pour celui du bras supérieur.
Le choix est-il fait par rapport à du matériel de récupération ?
Ou l’installation sera réalisée avec du matériel neuf ?
Comment sera réalisée la rotation, par vérin inspiré de la rotation d’un bras arrière de tractopelle ou par moteur ?
cordialement
Bonjour,
Je n'ai pas encore bien étudié ce que m'a envoyé Mecano41 (merci), mais je m'empresse de répondre à Hydrochristian:
Le simple effet est neuf (et je vais m'adapter aux calculs de Mecano41), le double est déjà dans le garage.
J'ai prévu de réaliser la rotation avec un vérin double effet déjà dispo. Je devrais pouvoir disposer d'un mouvement suffisamment large pour nos travaux. Je ne connais pas le fonctionnement du bras arrière de tractopelle.
Merci, à bientôt.
Fabuleux travail, Mecano41 !
Romorantin-Olivet...si le projet est entériné, il faudra faire le voyage pour l'inauguration !
J'ai essayé de remplir au plus juste les différentes cases.
Concernant les masses, j'ai codé 40kg pour le bras1, 20 pour le bras2, et 65 pour la masse suspendue (grappin+matière).
J'ai codé aussi les déport des axes de vérins (u et w) en fonctions de mes prévisions et de mes contraintes de construction.
J'ai des difficultés pour situer le repère K et la distance d'appui DA3. Je compte utiliser une remorque classique double-essieu du commerce : 750kg de charge à l'essieu, 250cm de longueur utile, soit le pivot à 30cm du bord avant et 220cm du bord arrière, timon d'environ 100cm, la remorque restant attachée au fourgon. Je ne comptais pas mettre de stabilisateur vers l'arrière mais uniquement sur les côtés, en me servant du double-essieu comme stabilisateur. Est-ce bien raisonnable ?
Tu peux me commenter la force exercée sur le pivot ? Verticale N=-1226, Moment N(m)=-3844 Est-ce à dire que l'effort directement exercé sur le pivot peut représenter une charge de près de 400kg en position défavorable ? J'ai compris un peu ou pas du tout ?
Bonjour
Je vous ai dessiné un premier schéma afin que vous puissiez estimer le matériel que vous aurez besoin.
Dommage que le vérin du bras inferieur soit à simple effet.
Le schéma évoluera en fonction des besoins et des contraintes de conduite et financière.
Quelle sont les dimensions des vérins?
cordialement
Merci Christian,
En fait, j'ai choisi (pas encore acheté) un vérin SE pour le bras inférieur parce que je pense que le poids le fera redescendre par gravité (ce que nous avons fait sur notre fourche du chargeur (projet d'avril). Et ça réduit d'autant les flexibles...
A priori, ce serait :
- vérin 1 un SE long 500 course 400 (je dois corriger ma feuille Excel)
- vérin 2 un DE long 660 course 500 (nous l'avons déjà)
- vérin grappin un DE long 255 course 100
- vérin rotation un DE de récup de fendeur (long environ 800, course environ 600)
Pour la rotation, j'avais imaginé que le vérin pouvait pousser (et tirer) un bras fixé au pivot, ce qui donnerait un mouvement d'environ 160°. On peut mieux faire ?
Bien cordialement.
Bernard
Dans tes données, tu as dû te tromper pour la valeur de W du point G dans le repère VFW ; ce doit être -100 et non pas 100 mm, sinon, tu as des efforts énormes lorsque le bras 2 est à un angle faible et le bras 1 horizontal...
Ce n'est pas la peine de remplis les cellules grisées ; les valeurs en Y ne servent à rien pour les moments de basculement (sauf si la grue commence à se retourner mais je ne crois pas que ce soit ce que tu veux !). A ce sujet, je ne connais pas la législation sur le sujet mais je ne suis pas sûr que de considérer que, rester attaché au véhicule empêche de basculer, soit très normal...
Pour la stabilisation partielle, je vais voir ce que je peux faire, mais si l'on appuie sur les roues il faudra faire un calcul prenant en compte la raideur globale des pneus et de la suspension (que l'on ne connaitra jamais) et la raideur des bras de stabilisation. Il faut également être sûr que les patins ne rentrent pas dans un sol mou...
Regarde bien les efforts nécessaire avant de choisir définitivement (voir remarque de Verdifre - Bonjour Fred, j'aimerais bien avoir également ton avis sur la stabilisation...)
Ci-joint un petit dessin pour t'expliquer le moment de basculement et la force sur l'appui.
Cordialement
Dernière modification par mécano41 ; 13/10/2009 à 17h48.
On ne peut pas faire directement 160° avec un levier et un vérin ; il y a trop de variation de la vitesse et il est difficile de réguler le mouvement. On peut cependant faire 180° mais avec un vérin et 3 leviers et là c'est plus régulier.Envoyé par bernard45160
Tu parles de 160° ou plus mais il faudrait préciser si tu comptes partager cette course par rapport à l'axe de la remorque ou choisir un côté ; ce n'est pas du tout pareil pour la stabilisation...
Cordialement
Bonjour
Pourquoi un vérin double effet :
Ca permet de monter une valve d’équilibrage pilotée par la pression d’alimentation coté tige comme pour le vérin du bras supérieur.
Et d’avoir un contrôle de la charge motrice et une sécurité en cas de rupture du flexible.
En plus dans ce cas, la descente par gravité doit être contrôlée par un gicleur et à mon sens tu vas avoir une trop grande variation de la vitesse causée
par la variation de pression importante dans la chambre du vérin selon la position de tes bras.
Lorsque les bras sont verticaux la pression est faible lorsqu’ils sont horizontaux la pression est importante et la vitesse aussi.
Il y a une correction qui s’opère par la cinématique c’est à voir.
J’ai fait une erreur de schéma si le bras supérieur se replie complètement il faut prévoir un contrôle coté tige aussi.
cordialement
bonjour,
personellement pour traiter de la stabilité de l'ensemble je ne me risquerai pas à prendre en compte l'attache de la remorque sur le vehicule tracteur (on ne sait pas si c'est une 2cv ou un 38 T et il y a toujours le risque d'utiliser la grue sans qu'elle soit attachée
Pour le calcul, le negigerai les phenomenes dynamiques et j'envisagerai les choses sous la forme du polygone de sustentation.
prendre cette approche évite de se poser trop de questions sur l'hyperstatisme de la liaison au sol de l'ensemble et ramene le problème dans le domaine de la geometrie qui est souvent conceptuellement plus facile.
donc je determinerai les positions extremes du centre de gravité de l'ensemble grue + remorque + charge, cela te permet de positionner les jambes pour que le polygone de sustentation englobe les positions extremes du cdg
Ce n'est que mon point de vue, mais il me semble qu'il menne à une solution simple à calculer et relativement sure (si on a pas un Fangio de la grue aux commandes)
si on voulait faire les choses dans les regles de l'art il faudrait aussi prendre en compte la pente eventuelle du sol et les accelerations maxi des charges. Je sent au pif, qu'en prenant une petite marge de secu sur le polygone de sustentation il n'y aura pas de problèmes (centre de gravité bas et accelerations faibles)
cordialement
fred
C'est également le mien et c'est là-dessus que je travaille. Merci pour cette confirmation.
Cordialement
Bonjour,
J'ai revu ma copie (Excel joint), en faisant travailler le vérin du bras 2 en extension (idem tractopelle).
Merci pour toutes vos remarques.
Bernard
Bonjour,
Je vous suis pour toutes vos remarques sur la stabilisation.
J'envisage de partager la course de rotation par rapport à l'axe de la remorque de façon à renforcer la stabilité.
Mecano41"On peut cependant faire 180° mais avec un vérin et 3 leviers et là c'est plus régulier". Je veux bien apprendre la technique des 3 leviers. Compliqué à réaliser ?
Merci encore.
Bernard
Dans tes dernières données, je pense que le point H n'est pas à V =2000 mais plutôt de l'ordre de 1000 mm...
Pour le système 180°, je joins une appli. que j'avais faite pour un basculeur. Le point A correspond à ton pivot. Il faut créer un second pivot O lié au bâti et tu actionnes le levier bleu à l'aide de ton vérin placé à 45°. Ta partie tournante est liée à la barre verte.
(Attention : lorsque j'écris que le mouvement est presque linéaire, c'est entre le levier bleu et le levier vert. Comme tu attaques le levier bleu par un vérin, le mouvement d'entrée n'est pas linéaire et le mouvement de sortie non plus)
Cordialement
Merci Mecano41,
Pour le point H, j'avais pris en compte le grappin et son vérin. Mais il est comptabilisé dans la masse suspendue.
Je vais étudier ce basculeur.
Bien amicalement.
Bonjour,
J'ai joint un petit croquis du châssis qui viendrait occuper tout la place utile de la remorque, avec les emplacements des stabilisateurs que j'ai répartis sur les 4 côtés. Je devrais pouvoir en calculer la longueur mini avec les informations que vous m'avez bien sympathiquement fournies.
Je retourne sur ma copie...
Bonjour,
si je compte un poids de base de 400kg (remorque +base grue), une charge à 5m de 150kg et des stabilisateurs de 2m, j'arrive à un moment de basculement positif de 3433 N.m si j'ai bien retenu la leçon.
C'est suffisant, non ?
J'ai aussi rempli à nouveau la feuille Excel pour avis.
Bien amicalement.
Bernard
Voici l'appli. terminée, avec le contrôle du basculement et les forces d'appui des patins. Pas besoin de patin côté flèche. Tu peux positionner les patins d'appui comme tu veux en fonction de ta construction (voir repérage dans la vue de dessus)
Tu peux modifier l'angle Phi de rotation (il est donné par rapport à l'axe de la remorque) et je l'ai limité de 0 à 90° (pour l'autre côté, ce serait les mêmes valeurs).
Il y a une cellule pour entrer la limite au-delà de laquelle l'alerte survient (je l'ai mise à 80%. A 100% cela signifierait que l'alerte survient quand ça commence à basculer)
Pour le calcul de la force d'appui, on considère 3 patins formant un triangle, le 4ème, plus éloigné du CdG de l'ensemble est considéré comme ne touchant pas le sol. En revanche, pour le test de non-basculement, les 4 patins forment le polygone de sustentation.
J'ai pris en compte également la masse de la colonne (partie tournante) et son CdG.
Dans la configuration de l'appli., j'ai mis une charge pendue de 100 kg pour monter que si l'angle Phi est inférieur à 60°, tout va bien mais que s'il dépasse 60°, ça bascule (enfin... on est à 80% de la limite)
Voilà à peu près tout ce que je peux faire là-dessus. Fais bien attention aux efforts, en particulier sur les axes en B et F (efforts Rb et Rf) ; ça tire pas mal !
Si tu veux renvoyer l'appli. avec d'autres valeurs, fais-le plutôt en privé (je te mets mon E-mail en message privé) car l'appli. est assez volumineuse et ça charge le forum - En plus, les modérateurs n'aiment pas trop les Zip mais là on ne peut pas faire autrement.
Si tu as un doute sur un résultat, dis-le...
Bon courage.
Cordialement
Bonjour,
Merci à tous pour votre aide, et plus particulièrement à Mecano41.
Je n'ai malheureusement jamais fait de physique, et vos conseils et explications me sont fort utiles.
La décision d'engager la construction sera prise en décembre, mais je ne m'inquiète pas sur le résultat, et je ne manquerai pas de vous tenir informés.
En attendant, je vais m'attacher aux aspects pratiques et notamment chercher ce qui pourrait me servir de pivot.
Encore merci à tous.
Bien amicalement.
Bernard
