fixation de 2 poutres pour garantir une continuité des effors

[invitee0613266]

Bonjour,

Je suis actuellement à la recherche d'un système me permettant de bloquer 2 poutres reliées entre elles par une charnière (voir les 2 photos jointes). Lorsque les 2 poutres sont allignées, elles ne doivent plus former qu'un seul bloc afin de garantir une continuité des efforts et des moments qui passent à travers celle-ci. De plus, une cremaillère sera fixée sur les 2 parties de poutres pour permettre à la poutre monobloc de pouvoir se déplacer. Le 3e dessin vous permettra de mieux comprendre mon mécanisme qui est celui d'un robot cartésien.
La poutre verticale du 3e dessin est celle que je dois pouvoir "casser" en deux afin de pouvoir la replierphoto 1.jpgphoto 2.jpgpiece002.png
Tout fonctionnera en électrique, y compris le vérin qui sert au pliage-dépliage.
Le système auquel j'ai pensé est de souder un écrou dans chaque morceau de la poutre et de faire passer une tige filetée a travers ces 2 écrous pour maintenir les 2 poutres. Cette tige filetée serait mise en mouvement par un moteur électrique qui se déplacerait avec la tige dans son mouvement linéaire.
Le seul problème est alors de synchroniser ces 2 écrous pour que la tige filetée puisse bien entrer dans le 2e écrou lorsque elle sera irrémédiablement en mouvement à cause de son passage dans le premier. Il est a noté que le moteur entrainant cette tige filetée serait placé dans la poutre ne contenant pas le vérin et cette tige aurait donc un mouvement de bas vers le haut.

Si vous avez d'autres idées je suis preneur parceque je ne suis pas convaincu que mon système puisse fonctionner
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[mécano41]

Bonjour,

Avant toute recherche de système, il faudrait avoir une idée des dimensions et des masses des sous-ensembles fixes et mobiles ainsi que des efforts appliqués une fois le système déplié et verrouillé...

Le dispositif risque de ne pas être le même si le robot complet fait 20 kg ou si c'est un engin capable de porter un autobus à bout de bras

Cordialement

[invitee0613266]

calculs faits, le système de maintien va voir passer 20.000 N en contrainte normale. Les dimensions de la poutres sont : carrés creux de 350 mm de coté et épaisseur 8mm

[mécano41]

Ton système à une tige filetée et deux écrous ne pourra pas serrer. Il faudrait une vis arrêtée en translation dans l'une des parties et un écrou dans l'autre partie cependant, ce dispositif n'est pas très facile à engager en automatique, il faut prévoir un système de compensation qui permet d'engager l'amorce du filet sans coincer, quelle que soit la position initiale des pièces.

Il vaudrait mieux penser à un système de baïonnette à trois branches en hélice (trois cames comme sur les objectifs de certains appareils photo). En fin de déploiement, le système s'emboîte à une position qui est toujours la même, puis se verrouille en se bloquant sur environ 1/6 de tour. La rotation serait commandée par un moto-réducteur équipé d'un limiteur de couple dans le sens du serrage et dimensionné pour débloquer le système en tournant dans l'autre sens. Ne pas mettre une pente trop faible sur les trois cames sinon : coincement trop important

Précautions :

- il serait bon que le système de déploiement comporte les deux articulations et deux appuis réglables placés dans les angles du tube carré de façon à reprendre les éventuels efforts transversaux de la poutre sur la plus grande distance possible (350 mm). Le système à baïonnette serait placé entre les deux appuis, au plus près d'une ligne commune à ces derniers.

- il serait bon de prévoir un calage axial du système baïonnette de façon à avoir le serrage voulu en position "blocage"

- même si les cames sont elles-mêmes irréversibles, il serait bon que le moto-réducteur le soit aussi.

- je pense qu'il serait bon de prévoir une remise en marche du vérin dans le sens "déploiement" pour remettre toute la mécanique en tension avant de débloquer le verrou (je suppose que ce vérin est équipé d'un limiteur d'effort) ceci pour le cas où il y aurait eu une légère réversibilité du système de déploiement sous les vibrations de travail du robot. Cette disposition vise à diminuer les contraintes sur les cames de la baïonnette, donc à diminuer l'effort de déblocage.

Voilà, c'est juste une idée...

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[Zozo_MP]

Bonjour

Je plussois en demandant ! est-ce que les efforts sont seulement en compression une fois les deux bouts de la poutre à touche touche ou est-ce que les efforts sont aussi en traction.

SI ce n'est que de la compression il suffit de mettre un plan de joint avec un vé et un contre-vé le vérin n'ayant que la poutre à soulever avec toutefois un bras de levier pas bien grand. De ce point de vue l'attache pourrait être bien mieux faite que celle du dessin que vous avez récupéré.
Je ne comprendra pas pourquoi vous parlez des tiges filetées vu que le vérin électrique est à vis. De plus il y a une astuce mécanique d'auto-blocage (n'est-ce pas mécano41) pour que le vérin ne supporte aucun effort une fois que les deux bouts de poutre sont alignés.

Par contre il faut indiquer le poids qu'il y a au bout de la poutre qui bouge et ce en dehors de son poids propre. C'est cette donnée qui va servir à dimensionner le vérin de relevage.

De quel espace disposez vous autour de la poutre (à l'endroit de la pliure une fois que la poutre est pliée à 90°). Car autrement vous avez la technique des candélabres de la SNCF très simple autobloquant et tout est tout avec une simple ficelle ou un mini-câble ou une biellette dans votre cas.

Cordialement

[invitee0613266]

comment explique ca ... en regardant le schema ci joint : la partie 1 va se relever et venir s'alligner avec la partie 2. Cet ensemble va alors descendre perpendiculairement au bras 3 afin que celui-ci se retrouve tout en haut du morceau 1. Il n'y aura que de la traction dans l'élément. Il n'y a aucun poids au bout de la poutre qui bouge, le vérin n'aura que le poids propre de la poutre a relever

[Zozo_MP]

Bonsoir

Merci pour votre dessin très explicite.

Cela indique aussi où se situe le problème car une fois le bras déplié à la vertical il va subir lors de l'élévation un effet de bras de levier important.
Moralité le seul point à traiter avec rigueur et le verrouillage du tube carré qui se plie et se remet à la verticale et aussi de vérifier que la charnière est correctement située et dimensionnée comme l'a fait remarquer mécano41 (que je salue )

Pour le blocage dans le sens radial il y a d'une part la charnière si elle est mise chappe et d'autre part il est possible de mettre des flancs en coins et un vé et contre vé sur le coté opposé de la charnière.
Le vé facilitera et simplifiera le verrouillage en position verticale.

Finalement cela se réduit à un seul problème le verrouillage c'est déjà pas mal mais pas trop difficile à résoudre me semble-t-il.

Attendons les remarques de mécano41

Cordialement

PS : mon histoire de candélabre SNCF ne fonctionnera pas du fait du glissement vers le haut. Donc à oublier !

[invitee0613266]

Serait-il possible d'avoir un petit schéma pour me permettre de mieux voir ce que vous expliquez ?

[Zozo_MP]

Bonjour thejeje01

Je vous ferais ça demain avec aussi les suggestions pour la fixation du vérin à vis sur la tige et à la chape.

Je laisse mécano41 vous faire la proposition pour le mécanisme de blogage.

On pourra éventuellement le rajouter au schéma dessin 3D sous Solidworks que je vous ferais.

La question qui tue ! Est-ce que votre demande est relative à un exercice d'étudiant ?

Cordialement

[mécano41]

Bonjour,

Je n'ai pas grand chose de plus à dire sinon ce croquis vite fait d'une autre solution possible...peut-être plus simple à faire et à mettre au point que la baïonnette...

Le système comporte une genouillère agissant sur deux levier de bridage. Pour assurer le serrage correct et pour pouvoir dépasser légèrement le point où les biellettes AB sont alignées (irréversibilité), il vaudrait mieux prévoir une souplesse (toute relative!) dans le système, soit par des axes conçus pour fléchir, soit par adjonction d'une coulisse et de rondelles-ressorts dans l'une des biellettes.

A noter que dans toutes les solutions, il faudra une charnière sans jeu et un réglage selon deux plan pour aligner les deux parties...

Cordialement

[invitee0613266]

cela s'insert effectivement dans un travail étudiant sur lequel je suis occupé depuis 4 mois. Cette partie me cause des soucis depuis pas mal de temps

[Zozo_MP]

Bonsoir

Est-ce que vous êtes toujours intéressé par la résolution de vos problèmes.

C'est résolu pour les jonctions qui suppriment tous les risques de déplacements en Radial dans les deux sens.
De plus une astuce pour que le tube n'est pas besoin d'être usiné pour la charnière. Le tube du haut peut ainsi basculer sans toucher l'arête du rayon interne.
Tout fonctionne avec des pièces soudées à l'intérieur des 2 parties du tube.
Ainsi le tube reste parfaitement lisse sans trous ce qui permettra d'assurer le glissement du collier carré pour la montée de la potence.

Pour le blocage je dois le terminer mais comme c'est du TAF je veux savoir où vous en êtes.
Pour le bocage je n'ai pas utilisé le schéma proposé par mécano41 mais j'en ai utilisé un autre créé par Mécano41 sur une autre affaire (M 41 pour mémoire : Blocage des trappes).
Cela permet d'avoir en un seul mouvement de vérin pour les différentes phases de bascule et remise en position verticale et le blocage.

Cordialement

[invitee0613266]

Je suis toujours intéressé, j'ai d'ailleurs commencé une petite représentation 3d pour me permettre de voir correctement ce qui serait à faire
C'est vraiment l'idée de solution qui me fait défaut, pour le dimensionnement je peux m'en charger sans soucis.

[Zozo_MP]

Bonsoir

Voici un petite vidéo qui montre notamment le blocage en Vé contre Vé déjà évoqué.
les biellettes sont normalement à l'intérieur du tube mais là pour aller vite je les ai placé à l'extérieur.

Demain je vous ferais une image de la vue de coté qui vous montrera le blocage radial dans l'autre sens.
Demain Je vous ferais le 3D complet ce sera plus explicite.

Cordialement

[Jaunin]

Bonjour,
Je ne connais pas le poids du bras à soulever, mais ne risque t-il pas de se déchirer du coté de la charnière et de sa fixation ?
Cordialement.
Jaunin__

[Zozo_MP]

Bonjour Jaunin

Tu as raison cela rejoint la remarque de mécano41 qui préconisait de fixer la charnière sur les flancs pour que justement les déformations soient moindres voire NS.

De toute façon la charnière en triple chape est bien curieusement dimensionnée si l'on se rappelle que ce qui compte c'est le cisaillement de l'axe en rapport avec la largeur de la chappe. Surtout si l'axe est en acier 10.9.

Mettre des boulons laisse supposer qu'il y a des têtes de vis de l'autre coté à moins que ce soit des goujons soudés (gloupssss dans du 8 mm d'épaisseur) puisque rien ne doit dépasser de l'autre coté) me parait moins solide que des soudures dans les coins qui en plus reprendront mieux les efforts avec moins de déformations.

Autre avantage de repousser les efforts dans les coins c'est que la poutre mobile twistera moins lors des phases d'inclinaison horizontale et verticale (car à deux ou trois mètres de longueur cela fait un sacré bras de levier et cela m^me si'l n'y a que le poids propre de la poutre ce qui est faux d'ailleur dans l'énoncé). Cela bougera moins si on n'adopte deux charnières plus petites mais distante de 300mm.

Je ne sais pas si tu as remarqué attentivement mais il y a un d'autre os dans la charnière proposé par thejeje01. Il ya un coté de la charnière qui est prise entre un talon de rehausse (fixé comment ????? soudé???) et le tirant de la tige de vérin. Donc si l'on ramène les efforts poids plus traction vérin au coin intérieur de la rehausse j'imagine des concentrations de contraintes très importantes. Si cela ce déchire ce sera là au talon de rehausse qui est notoirement sous dimensionné. La pièce de traction en L sur laquelle vient se fixer la tige de vérin est trop petite aussi ce qui nécessitera un vérin bien trop poussant pour l'usage qui sera vraisemblablement épisodique.

Bref il y aurait beaucoup de points à discuter il me semble.

Cordialement

[mécano41]

Bonjour à tous,

Je n'ai pas beaucoup de temps pour réfléchir au sujet ... mais je ne vois pas non plus pourquoi on met la charnière dedans. Elle pourrait être constituée (pour faire court) de deux plaques épaisses articulées entre-elles ** et fixées (soudées?) sur toute la largeur de l'extérieur du tube carré. De toutes façons, je suppose que la partie femelle coulissante sera pas gênée par cette plaque car je ne pense pas qu'elle coulisse directement sur le tube ; il doit bien y avoir des règles et des patins de glissement ou des galets de roulement. On peut donc garder un passage pour cette charnière.

D'autre part, on ne connaît ni :

- la fréquence des déploiements
- la fréquence et la vitesse des coulissements
- le couple de relevage lors des déploiements/repliements
- les efforts en fonctionnement "assemblé"
- la précision du bazar...

... ce dernier point serait intéressant à connaître pour voir si la précision est compatible avec les dispositifs choisis ou envisagés (va-t-on savoir raccorder les deux crémaillères avec suffisamment de précision?...pourquoi deux crémaillères opposées?, cela va forcément se contrarier avec le guidage...)

Enfin, il doit y avoir de bonnes raisons...

Nota ** ; la charnière peut être à multi-cisaillement comme représenté plus haut pour diminuer le diamètre d'axe si nécessaire.

Cordialement

[nornand]

une subjection pour rigidifier la poutre en position "fermée" de facon a ce ne soit pas la charnière qui supporte tous les efforts. avec une emboiture eventuellment male femelle.

[Jaunin]

Bonjour,
Ecouter, (façon de parler) j'ai un doute affreux, est ce que ce système pourra faire lever le bras ?
Bonjour Normand,
Vous avez fait des calculs, une étude de faisabilité ?
Cordialement.
Jaunin__

[mécano41]

Bonjour Denis,

... d'où ma remarque au 3ème point : Couple de relevage...

Cordialement

[Zozo_MP]

Bonjour

Voici en image ce qu'à suggéré ici

Elle pourrait être constituée (pour faire court) de deux plaques épaisses articulées entre-elles ** et fixées (soudées?) sur toute la largeur de l'extérieur du tube carré

@ M 41 le débordement lié à la charnière est contenu dans 8mm ce qui est tout à fait raisonnable contenu de la taille du tube (350 mm x 350mm).

Noté que il y a dans ce cas une soudure à l'extérieur et un à l'intérieur plus la reprise d'effort sur le talon.

Egalement en plaçant l'axe pile-poil sur l'arrête de la partie haute et basse pas besoin de faire d'échancrure supplémentaire (plus rien ne touche). On peut aussi virer les biellettes que j'avais proposé dans un post précédent (plus simple puisqu'il qu'il n'y aurait plus la contrainte de continuité des faces.).

@ thejeje01 avec le PDF3D cliquez sur l'image et vous pouvez zoomer avec la roulette et tourner en maintenant enfoncé le bouton gauche.

Cordialement

Pour la modération merci de bien vouloir valider le PDF 3D en l'état SVP (doc made in zozo sans copie riche)

[mécano41]

Bonjour,

Lorsque les divers efforts seront connus, il faudra probablement augmenter la dimension des plaques (120 à 150 mm) de manière à reporter les réactions le plus loin possible de l'articulation et souder également ces plaques au plus près des rayons du tube carré, là où ce tube est le plus rigide. Les plaques étant agrandies, il faudra les épaissir. Il sera peut-être nécessaire de renforcer le bord du tube à l'intérieur de celui-ci... Idem pour la partie "verrouillage".

Cordialement