Aide pour calcul efforts chargeur // mécanique

[invite985bc59c]

Bonjour,

Merci à Mécano41 et à Verdifre pour les nouvelles.

Pour Mécano41, j'ai remarqué pour avoir utilisé différents chargeurs que la position horizontale est la plus étudiée (utilisation de l'outil palette). Mais elle n'est n'est pas parfaite, il y a une légère variation de l'horizontalité pendant l'opération de levage, la course du vérin de déversement ne variant pas. Ceci peut faire bouger légèrement les distances du centre de gravité de l'outil et de la charge entre les positions basse et haute par rapport au bout du bras. Ceci n'est pas du tout gênant dans l'utilisation courante.

Je dis cela car Mécano41 recherche les positions des points dans l'espace sur toute la course du vérin de levage. Effectivement l'effort dans les 2 vérins changent en fonction de la hauteur.

Je vais donc relever les Ø des chambres des vérins et la pression de service maximum du circuit du tracteur.

Cordialement,
PC
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[mécano41]

B...j'ai remarqué pour avoir utilisé différents chargeurs que la position horizontale est la plus étudiée (utilisation de l'outil palette). Mais elle n'est n'est pas parfaite, il y a une légère variation de l'horizontalité pendant l'opération de levage, la course du vérin de déversement ne variant pas...

Bonjour,

Oui, et c'est bien pour cela que je parle de deux cas :

- dans le premier cas, on laisse faire et du fait des deux systèmes à 4 barres, on constate un relèvement de l'outil pour un déplacement du bras vers le haut et un abaissement de l'outil pour un déplacement du bras vers le bas (ceci pour une position donnée de l'outil en position zéro du système)

- dans le deuxième cas, on considère que l'on veut conserver, pendant tout déplacement du bras, la position donnée initialement à l'outil. Si l'on veut obtenir cela, il faut alors piloter le vérin de relevage en fonction de la position du vérin du bras. Dans EXCEL, ça va mais je crains que pour le pilotage de l'hydraulique le problème soit de trouver la fonction PosVérinOutil(PosChoisieOutil, PosBras), en partant des éléments de calculs de mon application (ça va faire une formule de 2 kilomètres à trouver sans faire d'erreur...)

Il doit y avoir d'autres méthodes, mais elles sont hors de mes capacités

Cordialement

[mécano41]

Bonjour,

Voici l'application pour le chargeur à parallélogramme. Je n'ai pas encore intégré les calculs manuels pour ne pas trop charger (ceux relatifs aux efforts sont disponibles mais les principaux calculs relatifs à la cinématique seront mis au propre plus tard...).

Pour l'utilisation il faut :

1- entrer les données dans les cellules jaunes. A noter que les valeurs actuelles sont issues des cotes données sur les croquis de Alpha86200, recalculées dans les repères que j'ai choisis. Comme il y a redondance pour certaines cotes, j'ai dû faire des choix mais tout cela peut être modifié. J'ai volontairement diminué le maxi du vérin de relevage.

2- choisir par la case à cocher, le mode de positionnement de l'outil (avec ou sans maintien auto. de la position)

3- choisir les positions à l'aide des deux curseurs. Les curseurs et la case à cocher étant gérés par quelques lignes de VBA, cela ne fonctionnera probablement pas sous Open Office. On doit néanmoins pouvoir utiliser l'application comme suit :
. déprotéger les cellules N5 et N18
. entrer directement les valeurs des angles dans ces deux cellules (garder une version avec les formules dans ces deux cellules pour une utilisation avec EXCEL car elles vont être écrasées). Les mini et maxi pour ces angles, en fonction des données entrées pour les longueurs des vérins, peuvent être lus dans les cellules AV62:AW63
. mettre VRAI ou FAUX dans la cellule BC62 pour effectuer le choix du mode de positionnement de l'outil

4- lire les résultats pour les efforts et longueurs des deux vérins

Je ferai plus tard, si nécessaire, une mise en tableau des diverses valeurs pour un balayage des angles de bras et de relevage et les courbes correspondantes. Théoriquement, c'est une courbe en 3D mais je ne pense pas que ce soit très lisible alors ... on verra plus tard. Pour l'instant, je vais faire l'application correspondant au cas sans parallélogramme afin de pouvoir comparer les valeurs...

Cordialement

[mécano41]

Il y a une petite erreur, qui n'entraîne aucune conséquence dans la mesure où toutes les valeurs en degrés sont données pour info. et ne servent pas dans les calculs (hormis pour les curseurs) :

- en cellule AL170, il faut mettre = DEGRES(AH170) au lieu de DEGRES(beta2)


Et voici la version sans parallélogramme, issue de la précédente et qui fonctionne de la même façon.

Cordialement

[invite985bc59c]

Bonjour,
Un grand merci à Mécano41 pour ses applis . Je suis quelque peu interloqué par la qualité de son analyse et par sa facilité apparente de transcrire cela en une feuille de calcul aussi explicite.
D'autant plus que l'on peut apporter des correctifs et constater les effets immédiatement.
Je vais m'imprégner de ces calculs mais d'un premier abord cela me semble conforme à mes impressions.
Cordialement,
PC

[mécano41]

Bonjour,

Voici les nouvelles versions du chargeur, avec et sans parallélogramme.

J'ai corrigé quelque petites erreurs et ajouté un exemple de vérification par les travaux virtuels.

J'ai inclus le traçage des courbes d'effort des vérins, soit en fixant l'angle de l'outil et en faisant varier l'angle du bras, soit en fixant l'angle du bras et en faisant varier l'angle de l'outil. C'est fait en VBA. Les noms des feuilles de calculs peuvent être modifiés car j'ai utilisé un nom de code de feuille. Si les données ou un graphique, dans la feuille Courbes, sont effacées, cela n'a pas d'importance car le VBA les reconstruit à chaque fois.

J'ai laissé les longueurs de vérins telle quelles, mais dans certaines positions, il y a probablement des arc-boutements, interférences, etc...


J'ai également joints les calculs d'efforts dans la troisième feuille.

Cordialement

[mécano41]

Bonjour,

ALPHA86200 : Nous n'avons plus de nouvelles... tu avais un doute relatif aux efforts. As-tu fait les rélevés de vérins (diamètres chambre et tige, pression...) que tu avais prévu de faire dans ton message 31? As-tu comparé des efforts trouvés aux efforts calculés?

Tiens-nous au courant.

Pour info. comme je l'avais dit au #33, j'ai fait les tableaux (et les graphiques en 3D correspondants) des efforts pour toutes les positions du bras et de l'outil. Cela permet surtout d'avoir les efforts maxi des vérins et une vue rapide des "anomalies" qui surviennent aux limites des courses des vérins si les quadrilatères de leviers s'aplatissent trop, par exemple. Si cela intéresse quelqu'un...

Cordialement

[invite985bc59c]

Bonjour, effectivement j'ai un peu laissé de côté mes visites sur le sujet, car le travail est quelque peu prenant en ce moment. Mais j'ai quand même fait des essais avec le chargeur modifié en version //. Il y a effectivement un gain de puissance qui n'est pas négligeable environ 20% de plus.
Je n'ai pas pu faire avant la modification les relevés aussi précis que pour le chargeur en version //.
Pour ce qui concerne les clapets de sécurité des vérins de déversement, je n'ai pas noté de défauts de fonctionnement, je suis donc rassuré sur ce point. Ils ne s'ouvrent pas lorsque je lève la charge maximum que permettent les vérins de levage. Donc pas de crainte pour la sécurité. J'ai du adapter les courses des vérins pour éviter les interférences mécaniques pour ne pas casser le chargeur.

Au niveau des performances je trouve une différence si je me réfère aux résultats donnés par l'application // de Mecano41. Par rapport à la charge au sol le chargeur ne peut lever à hauteur maxi que 23% de charge en moins. Ce qui semble conforme aux caractéristiques techniques de chargeurs équivalents chez les constructeurs.

Maintenant je ne sais pas si Mecano41 saura expliquer cette différence. Je vais lui transmettre mes relevés.

Salutations,
PC

[mécano41]

Bonjour,

Voici les versions avec graphique 3D. J'ai ajouté le curseur de variation de la charge, comme dans le fichier que tu m'as fait passer en privé.

J'ai également reporté ton tableau dans la feuille "Ensemble" (version avec parallélogramme).

Pour les écarts de charges, je pense qu'il faudrait vérifier :

- que le CDG de la charge est bien là où je l'ai mis( car c'était des valeurs quelconques en X et en Y). Il faudrait aussi être sûr de la position du vérin de bras car en position haute, le moindre écart joue beaucoup sur le moment...

- que dans la position extrême basse, le vérin n'est pas en butée côté fond mais quelques mm en deçà de la butée

- la contre-pression dans la chambre côté tige. Je ne suis pas hydraulicien mais je sais qu'il peut (je dirais même qu'il doit) y en avoir une assez importante pour permettre une bonne régulation du mouvement (existe-t-elle en statique ? ...je n'en sais rien). Cette contre-pression réduit l'effort fourni par le vérin. Je vais brancher quelques uns de nos distingués hydrauliciens sur le sujet... Si l'on fait le calcul inverse en partant de la différence entre calcul et relevé, pour la position "2 m" on trouve 22 bars de contre-pression.

En dehors de cela, je ne vois pas ce qui peut réduire les efforts (les frottements se font sur des diamètres relativement faibles et ne jouent pas beaucoup...)

S'il n'y a pas d'explication hydraulique, je revérifierai les calculs mais je ne vois vraiment pas d'où cela pourrait venir étant donné que j'ai fait une vérification par les travaux virtuels...

Cordialement

PS : je ne serai pas disponible pour répondre pendant 4 jours à partir du mardi 16

[mécano41]

Si c'était possible, il faudrait vérifier les écarts de position d'un point quelconque de l'outil entre position à vide et position en charge car, en position basse, les flexions tendent à rapprocher la charge du pivot principal alors qu'elles tendent à l'en écarter en position haute (au milieu, cela ne joue pas beaucoup). Mais est-ce que cela joue beaucoup....(en gros, est-ce que les positions affichées dans le tableur pour une position se retrouvent sur le terrain)

Cordialement

[mécano41]

Un petit oubli :

Dans les appli. avec parallélogramme (versions 01 et 02) j'ai oublié de remplacer les formules par des valeurs afin de "bloquer" les valeurs de la vérification par les travaux virtuels. La comparaison n'est exacte que pour les masses suivantes que j'avais choisies au moment de la vérif. :

- masse bras : 470 kg
- masse outil : 180 kg
- masse charge : 1200 kg

Je ne mets pas de nouveau fichier pour ne pas charger le forum.

Cordialement

[mécano41]

Petit rappel : pour utiliser les valeurs des tableaux et courbes 2D et 3D, ne pas oublier de cliquer le bouton correspondant après toute modification( longueur vérin, charge....etc) sinon, c'est évidemment faux.

[invite985bc59c]

Bonjour, merci Mecano41 pour les infos.

Pour vérifier la pression, je vais faire un test en mettant une charge connue. Je vais mettre le chargeur en position haute et je vais mesurer la pression en le faisant descendre très lentement avec un robinet pour voir la variation de pression dans les vérins de levage en fonction de la hauteur.

Maintenant l'effet de charge en faisant basculer légèrement le tracteur vers l'avant peut avoir une influence sur la position des points dans l'espace entre le sol et environ 2m00 de haut. Mais entre la position basse et haute, la charge se trouve plus près des essieux en position haute et donc devrait au contraire améliorer les performances.

Sur le plan hydraulique, il se peut -voir certain- qu'une contre pression exerce une perte de performance mais ce phénomène reste proportionnelle au différentiel entre les Ø du fût et de la tige. Dans ce cas les chiffres seraient inférieurs mais avec un ratio de perte lui aussi proportionnel.

Le mieux serait de faire ce que j'ai cité plus haut. Ce qui viendrait à mesurer la pression statique due à la charge à différentes hauteurs.

Si les chiffres corroborent avec ceux de l'appli de Mecano41, il va falloir chercher les pertes de puissances ailleurs.

Salutations,
PC

[mécano41]

Bonjour,

Quelques infos :

- j'ai demandé à un mécanicien (ZOZO-MP) de vérifier la cinématique à l'aide de son logiciel de DAO : les déplacements des points du système qu'il a obtenus pour les mêmes angles aux curseurs sont identiques

- j'ai entré le système (sous forme de barres rigides et articulées) et les efforts appliqués (poids) dans le logiciel de résistance des matériaux RDM6 (gratuit) : Je trouve pratiquement les mêmes valeurs d'efforts des vérins et d'efforts dans les bielles. L'écart maxi est pour le vérin de bras à la position +58° et l'effort donné par mon appli est plus élevé de 2,8% que celui trouvé par RDM6 ce qui n'est pas grand chose... J'ai travaillé à charge constante de 1800 kg.

- j'ai demandé leur avis aux hydrauliciens (Hydrochristian, Papykiwi...), la contrepression est probable mais elle devrait être la même quelle que soit la position... je pense qu'il serait bon de leur donner une idée du schéma hydraulique afin qu'ils puissent raisonner en fonction des divers appareils utilisés...

Je ne dis pas qu'il n'y a pas d'erreur mais...où?

A bientôt.

Cordialement