Aide pour calcul efforts chargeur // mécanique

[alpha86200]

Bonjour, je visite ce forum depuis un certain temps déjà. J’y trouve des choses intéressantes et surtout de quoi satisfaire ma curiosité.

Je me suis décidé à m’inscrire car je recherche une aide pour valider la transformation d’un vieux chargeur (en très bon état) tout simple, en version avec parallélogramme mécanique pour déplacer en toute sécurité des charges de toutes natures que j’ai stockées sur des palettes ou dans des bacs. Si la partie mécanique ne me pose pas de problème particulier à réaliser, ce sont plutôt les conséquences de ce montage sur le chargeur qui m’intriguent:

Je recherche le moyen de calculer les efforts dans le vérin de levage et dans le vérin de déversement en fonction de la position de la charge dans l’outil est aussi en fonction de la hauteur de levée. Connaître ces efforts vont me permettre de calculer la valeur des clapets de sécurité que je vais devoir installer sur le circuit de déversement pour éviter la casse du chargeur. Le dilemme est que si les clapets sont tarés trop faibles, il y a un risque de perdre la charge si les angles du parallélogramme sont défavorables.

J’aimerai aussi pouvoir connaître le gain en puissance de levage apporté par la fonction parallélogramme, car certaines palettes sont un peu trop chargées.

Je me suis penché sur un sujet déjà évoqué pour le calcul de charge d’une grue dont les réponses de Mécano41 sont très pertinentes mais je n’arrive pas à extrapoler son application pour mon projet.

Je remercie d’avance les membres qui m’aideront à résoudre ce problème de physique en quelque sorte. Car c’est un domaine quelque peu obscur pour moi,
Cordialement.
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[verdifre]

Bonjour,

J’aimerai aussi pouvoir connaître le gain en puissance de levage apporté par la fonction parallélogramme, car certaines palettes sont un peu trop chargées.

tu va perdre en force de levage, ton verin de bras va devoir reprendre une partie des efforts de ton verin d'outil

pour ce qui est de ce qui se passe au niveau du systeme d'outil, je te joint un schéma qui permet de determiner le rapport de transmition dans une position donnée
le rapport des longueur [CIR A]/[CIR B] te donne le rapport de reduction (ou son inverse, a toi de verifier le sens)
fred

[verdifre]

tu va perdre en force de levage, ton verin de bras va devoir reprendre une partie des efforts de ton verin d'outil

je me demande si j'ai pas ecrit une c.... la, il va falloir que je verifie
fred

[alpha86200]

Bonjour, Verdiifire
Merci pour la réponse mais je pense effectivement que la fonction // apporte un gain de puissance mais je sais pas de combien. La partie avant se déforme sous l'action du vérin de déversement mais aussi sous l'effet du bras lui même quand celui-ci monte et descend.

Le maintien à niveau est assuré par la bielle AR et le triangle de renvoi au dessus du bras. C'est à dire que l'on positionne l'outil dans une position choisie avec le vérin de déversement, cette bielle est chargée de conserver au plus juste selon la cinématique cette position par rapport au sol lors du débattement du bras. Par contre l'effort supporté par le vérin de déversement change pour une même position d'outil en fonction du débattement en hauteur du bras.
C'est cet effort que j'aimerai quantifier pour mon projet et son influence sur les performances globale du chargeur.


Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[verdifre]

Bonjour,
je suis a priori pas d'accord avec ton interpretation, il n'y a qu'une solution pour en avoir le coeur net c'est de calculer tout cela
donc sur tes deux dessins, tu mets les cotes, tu nomes les pieces et les points des pivot et puis on pose les equations et on voit ou cela mène
fred

[alpha86200]

Oups, Verdifre, je crois que j'ai quelque peu écorché votre pseudo dans mon post précédent.

Cordialement

[alpha86200]

Ok, je prépare tout çà.

Pour ce soir ce sera peut-être un peu juste.
En tout cas , merci pour l'aide.

PC

[verdifre]

bonsoir,
je part demain soir pour deux jours de concours, mais aprés je serai chaud pour enchainer
fred

[verdifre]

Bonjour,
aprés mure reflexion, je suis certain que ton //ograme , dans cette configuration, augmente la charge du verin principal
fred

[mécano41]

Bonjour,

Je n'avais pas vu ce sujet... Je vais voir si je peux faire quelque chose ...

Cordialement

[verdifre]

Bonjour,
il n'y a qu' a attendre des données chiffrées, mon analyse pour mon affirmation precedente est que dans le deuxiemme cas le verin va devoir equilibrer le couple du à la charge / bati + le couple du à la charge / bras. Alors que dans le premier cas il n'equilibre que la charge /bati
cordialement
fred

[invited987c90b]

Bonsoir,

A iso charge entre les deux configurations, la deuxième solution charge moins le vérin de levage.

Dans le permier cas, toute la charge passe dans ce vérin de levage, alors que dans le second cas, une partie des efforts passe dans la bielette composant le parallélogramme (le ratio de passage des efforts entre la bielette et le bras correspondant au ratio de raideur entre le bras et la bielette).

Comme le dit Verdifre seules une analyse méca avec des données chiffrées pourrait en dire plus...

Cordialement,
Kiri

[alpha86200]

Bonjour,
Un peu pris par mon travail, je n'ai pu relever les côtes ni suivre le forum que ce dimanche. Je suis en train de les mettre au propre sur un plan. J'en ai aussi profité de relever les cotes des pièces nécessaires à la modification de la version standard en version // . La fonction parallélogramme ne sera pas parfaite, mais amplement suffisante pour ne pas prendre les palettes sur la figure ou de les perdre pendant l'opération de levage ( ce n'est pas simple voir dangeureux de corriger l'horizontalité de la palette avec un chargeur standard, il faut en permanence jouer avec les distributeurs).
Pour simplifier la prise de côtes au niveau de l'outil, le cadre d'attelage et l'outil pour les palettes ne formeront qu'un bloc.
Je vais essayer de déterminer les centre de gravité du bras avec ses accessoires (sans la potence fixée sur le châssis du tracteur) et celui de l'outil palette.
Je reste persuadé que la fonction // apporte un gain de puissance de levage ainsi qu'une sécurité dans l'utilisation.
Dès que les plans seront faits je reviens vers vous.

Encore merci de prêter un intérêt à ce sujet.
Cordialement,
PC

[alpha86200]

Bonjour,

J'ai donc préparé les plans de la version //.
Le chargeur est dessiné en position intermédiaire avec les axes de rotation AR et AV à l'horizontale.

Les côtes ne sont pas critiques, mais très proches de la réalité pour permettre de faire les calculs. Certaines ont été arrondies.

Pour le centre de gravité du bras, je n'ai pas pris en compte la potence et l'outil palette.

Je vais aussi dessiner le bras en version standard pour comparer les calculs.

Cordialement,
PC

[alpha86200]

Bonsoir,

Je viens de finir le plan du chargeur en version standard.

Le 3ème point sur la potence n'existe plus et le vérin de déversement est fixé directement sur le bras, il est donc plus court.

Les éléments constituant la fonction // n'apparaissent donc plus. Le centre de gravité du bras se trouve déplacé vers l'avant.

Sinon le reste des côtes sont identiques.

Voilà qui devrait faciliter la comparaison des performances des 2 versions.

Cordialement.
PC

Pièce jointe supprimée. Voir plus loin.

[JPL]

Merci de fournir cette image au format gif, png ou jpg. Lire http://forums.futura-sciences.com/te...s-jointes.html

[alpha86200]

Bonsoir,

Je viens de finir le plan du chargeur en version standard.

Le 3ème point sur la potence n'existe plus et le vérin de déversement est fixé directement sur le bras, il est donc plus court.

Les éléments constituant la fonction // n'apparaissent donc plus. Le centre de gravité du bras se trouve déplacé vers l'avant.

Sinon le reste des côtes sont identiques.

Voilà qui devrait faciliter la comparaison des performances des 2 versions.

Cordialement.
PC

Bonsoir,
Suite à la demande de JPL, je reposte ce message avec la pièce jointe en .jpg
Je n'ai pas trouvé le moyen d'éditer mon post pour changer la pièce jointe.

Cordialement,
PC

[verdifre]

Bonjour,
j'ai fait quelques calcul concernant ton bras, un petit graphique vaut mieux qu'un grand discours
je tient à dispo le fichier open office pour qui a le courage de la controler
cordialement
fred

[verdifre]

bonsoir,
je joint le zip du fichier open office, je ne sais pas si il sera validé
cordialement
fred

Bonsoir Fred
Hélas non, Windows ne reconnait pas le format de fichier (.ods)

[verdifre]

bonjour,
a y bien regarder, ma courbe avait quand même une tête bizare.
celle ci devrait être un peu plus "normale"
pour ma part, je constate que la solution avec parralélogramme augmente jusqu'a 60% les efforts dans le verin de bras.
si meccano41 passe dans le coin et qu'il peut jetter un coup d'oeil pour confirmer que j'ai pas fait une erreur ce serait pas mal.
tu peux eventuellement envisager un asservissement de ton verin de fourche. ceci eviterai ces efforts supplementaires
fred

[verdifre]

bonsoir,
je retente avec une convertion en xls
fred

[alpha86200]

Bonsoir, merci Verdifre pour la feuille de calcul.

C'est un peu ardu à déchiffrer pour moi, mais on sent une certaine maitrise du sujet pour la réaliser, ce dont je suis incapable.

Tu dis que le vérin de levage serait plus chargé dans la version // que dans la version standard. Pourtant quand je consulte les documents commerciaux des constructeurs de chargeurs, les versions avec // lèvent grossièrement 20 à 25% de charge en plus.

J'avoue ne pas comprendre, car pour avoir utilisé différents types de ces chargeurs, il m'a semblé que les chargeurs en version // sont plus à l'aise avec les fortes charges. J'ai aussi constaté que la position de la charge dans l'outil influence nettement l'effort dans les vérins de déversement mais pas dans ceux de levage, car le chargeur garde la même dynamique.

L'avis de Mécano41 sur le sujet nous éclairera peut-être.

Cordialement,
PC

[verdifre]

Bonjour,
il est tout à fait possible que j'ai des erreurs de signes qui se soient glissées dans ma feuille. Cependant cela corespond quand même à mon analyse qualitative du probleme.
tu aurais pas une doc ou une photo d'un chargeur // parce que a priori le seul truc que je verrais qui aurai ce genre de performances serait cela
http://www.claas.com/countries/gener...ang=fr_FR.html
fred

[alpha86200]

Bonjour Verdifre,
Je te joins une photo, mon chargeur lui ressemblera car il est de la même marque.

Il y a plusieurs systèmes de //:
-> mécanique comme celui que nous étudions en ce moment.
-> hydraulique comme celui de l'adresse web du post précédent

Tous sont réputés pour apporter un gain de puissance.

Cordialement,
PC

[Whisper_]

Bonjour,
en voila un sujet qu'il est intéressant!
Voila un petit raisonnement simplifié pour bien montrer que le vérin de levage est effectivement moins chargé avec la version parallélogramme:

Ancienne version (donc sans le tirant):
F₂.x₂ = F.x
F₂ = F.x/x₂

Nouvelle version:
F₂.x₂ + F₁.x₁ = F.x
F₂=F.x/x₂ - F₁.x₁/ x₂ ce qui est bien inférieur à F.x/x₂

[verdifre]

bonjour,
mea culpa, je vais remettre ca sur le metier
fred

[mécano41]

Je travaille dessus également, mais j'ai quelques soucis...

Cordialement

[alpha86200]

Bonsoir,

Pour étayer mes propos et le commentaire de Whisper vous pourrez trouver à l'adresse ci-dessous une Doc technique avec en dernière page les caractéristiques techniques comparatives de chargeurs en version standard colonne H et en version // colonne P.
La charge manipulable est identique en bout de bras pour les 2 versions ce qui est logique. Elle diminue dans l'outil pour les versions standard. mais elle reste identique quelque soit sa position dans l'outil dans les versions //. Je ne pense pas que ce soit tout à fait la réalité car il ne prenne pas en compte le poids de l'outil.

Maintenant, quand à exprimer et quantifier celà sur une feuille de calcul j'imagine bien que ce ne soit pas si simple.
J'espère que je ne mobilise pas trop Verdifre et Mécano41, mais je les remercie encore pour leur intérêt pour ce sujet.
Voici le lien:
http://www.stollfront.de/Admin/Publi...e_P1513_FR.pdf

Cordialement,
PC

[mécano41]

Bonsoir,

Quelques nouvelles. C'est long mais ça vient

J'ai fait les calculs de cinématique (pour ta nouvelle version). J'avais commencé en traitant les deux cas (avec et sans maintien de la position de l'outil) dans les mêmes formules mais cela devenait incompréhensible et j'ai tout recommencé.

Maintenant que j'ai les coordonnées de tous les points quelles que soient les positions, je traite le calcul des efforts. Pour l'instant, j'ai fait le calcul de l'effort du vérin de relevage...

A bientôt

Cordialement

[verdifre]

Bonsoir,
pour verifier mes calculs et m'assurer que je m'étais bel et bien planté royalement, j'ai utilisé une methode energetique qui permet d'acceder à la force dans le verin mais pas aux autres
le travail du verin est egal au travail de la pesenteur, je pense que tu vois ou je veux en venir, tu vas avoir Fdx = Pdh, aprés tu exprimes dh en fonction de dx
cette facon de faire demontre immediatement que le parralelograme diminue les efforts sur le verin.
pour le meme dx sur le verin, tu as un dh plus faible (la palette reste horizontale) donc un travail de la force de pesenteur plus faible.
les forces aux liaisons pivots ne travaillant pas on ne prend en compte que le verin et le poid
fred