Bras de levier

[Vincent70]

Bonjour,

J'aurais aimé êter sur de mon travail. Je concois un outil servant à manutentionner des pièces cylindriques, et le principe de l'outil est comme les pinces à sucre (cijoint une vue d'ensemble de l'outil).

Or la force de serrage de l'outil provient de la masse de la pièce que l'on souleve par un bras de levier et un coefficent de frottement.

Je pense que le calcul du bras de levier est celui présenté ci dessus (Confirmer moi cela si possible). Mais je ne sais pas comment faire pour savoir si la force de serrage est assez important afin que l'outil ne glisse pas. On doit utiliser le coefficent de frotement entre l'outil et la pièce ? Je suis bloqué.

Merci de votre réponse. Bonne journée
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[cardan]

Bonjour,

Pour l'équilibre de votre levier coudé qui est soumis à trois forces, le bras de levier L2 est mal coté, nous n'avons pas le coefficient d'adhérence entre le sabot de serrage et la pièce (donc les matériaux finalement) car il s'agit au niveau du contact levier pièce d'une liaison complète par adhérence et du coup c'est mieux de pouvoir modéliser ce contact de définir les matériaux en présence.

A bientôt

[Vincent70]

Merci de votre réponse

Pour ce qui est du coefficient de frottement entre la pièce et l'outil, les deux pièces sont en acier. Mais je peux rajouter une matière du genre caoutchouc ou une matière anti déranpeante permettant d'augmenter le coefficient de frottement sur le contact.

Je ne comprend pas ce que vous voulez dire pas le bras de levier L2 est mal coté ? En fait je n'arrivais pas à modéliser les efforts aux trois points.

J'ai celle qui maintien les bras en place qui est verticale et qui correspond au poids de la pièce divié par 3.
J'ai celle qui est présente au niveau de la chape.
Et la dernière qui modélise l'effort de serrage outil/pièce. Mais je ne sais pas modéliser cette dernière. Je ne sais si elle est horizontale ce que je ne pense pas. Elle sera incliné mais de quel angle ? Sera t'elle présente dans le cône de frottement outil/pièce ? C'est ce que j'aurais voulu savoir afin d'ajuster mon bras de levier ou mon coefficient de frottemnt en fonction de si l'effort de serrage est suffisant pour lever la pièce ou non.

Merci

A bientôt

[cardan]

Bonjour,

La force de serrage n'est pas horizontale bien entendu sinon ça va être compliqué de lever votre pièce.....Cette force est inclinée vers le haut d'un angle que vous pourriez définir de cette façon là: vous considérez que la pièce à lever est à l'équilibre strict (donc à la limite du glissement vers le bas) et avec cette modélisation on aura la force de serrage qui sera inclinée vers le haut de la valeur de l'angle d'adhérence. Il y a vraisemblablement intérêt ici à prévoir un patin en élément en caoutchouc entre le sabot de serrage et la cloche afin d'améliorer l'adhérence au niveau du serrage et de protéger la pièce serrée.
la cote L2 à prendre en compte pour vos bras de levier est la cote entre l'axe du levier et l'horizontale qui passe par le point de contact pièce / sabot de serrage.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[cardan]

Re,

Au niveau de la conception de cette pince je pense que les patins articulés sur chacun des leviers devraient être orientés vers le haut afin d'assurer une rotation au moment du serrage qui évite que la pièce ne tombe, donc en résumé il y a peut être une réflexion à avoir sur la forme des patins de serrage, cordialement

[Vincent70]

Merci,

je vais voir cela, si j'y arrive et je vous recontacterrai si jamais j'ai des problèmes. Encore merci pour votre réactivité, c'est vraiment sympa

[djodjo44]

Bonjour,

Il y a-t-il une raison pour ne pas se prendre avec un aimant sur la partie haute centrale qui a l'air plane ?

Le fait de mettre des patins pour améliorer l'adhérence outillage/pièce à soulever, implique qu'il faut aussi calculer en cisaillement/glissement la liaison entre le patin et la partie métallique de l'outillage.

Dans le cas d'une pièce circulaire, il faut aussi tenir compte des tolérances de fabrication, car les surfaces en contact ne sont pas les mêmes.

Vu la configuration de l'outillage, au "pif", la force F sera égale à P/12. Le moment d'une force par rapport à un point est égale à cette force multipliée par la distance entre le point et la droite qui supporte la force. Dans le cas du dessin, ce n'est pas L2.
Pour augmenter la force F, il faudrait reporter, l'articulation du bras de levier le plus loin possible de l'axe vertical de la pièce à soulever.

[Vincent70]

Bonjour,

Je ne peux pas prendre un aimant pour soulever la pièce. Cela contraint les différentes opérations effectués sur la pièce ensuite. Mais cela aurait pu être une idée simple et facile d'utilisation.

Oui très juste mais dans l'idée, les patins serait recouvert sur 5 faces de caoutchouc et non sur la seule face de contact outil/pièce. il faudra en tenir compte également pour le dimensionnment des rivets ou autres.

Merci pour l'information sur le bras de levier. j'avais également pensé faire un triangle à la place de la partie cylindrique permettant d'éloigner les axes des chapes des leviers. Ceci comme vous l'avez dis permettrait de gagner en effort de serrage.

Merci de vos réponses.

[djodjo44]

Autre question, l'arête basse de la pièce à soulever a-t-elle un chanfrein d'ébavurage et si oui de combien ?

Je pense à des bras qui se termineraient comme ceux des "arrache moyeu" ou autres "arrache roulement".

Autre problème pour votre outillage, tel qu'il est présenté, c'est que sans la pièce à soulever, les pinces seront les unes contre les autres. Cela ne sera pas facile de les écarter les unes des autres pour mettre l'outillage en place sur la pièce à soulever.

[Jaunin]

Bonjour, Vincent70,
Encore bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Pourriez-vous nous donner quelques indications de dimensions et de masse à soulever pour que l'on puisse se faire une meilleure idée.
Cordialement.
Jaunin__

[Vincent70]

Bonjour,

Pour répondre à ta question djodjo44, l'arrête basse de la pièce n'a pas d'ébavurage, elle est brute de forge donc légéremment arrondi mais il y a impossibilité de faire des bras comme les arrache moyeu avec une sorte de languette permettant de maintenir la pièce.

Sinon pour ce qui de la configuration pièce sans outil, une fois l'outil fabriqué, il faudra ajuster l'ouverture mini de la pince à l'état repos si l'on peut dire. Tel que l'outil est concu actuellment, j'avais pensé à venir placer, dans les chapes du gros cylindre , des plats de la hauteur désirée afin de régler la fermeture mini des pinces et ainsi avoir une certaine facilité à écarter les bras et donc de'utiliser l'outil.

Merci Jaunin. Oui je peux vous donner cela

Les diamètres des pièces varient de 670 à 740 mm. Un outil avec une gamme allant de 600 à 800 mm sera bien au cas si il y a des pièces plus grosse à manutentionner
Les hauteurs des pièces varient de 320 à 380 mm.
La masse des pièces varient de 140 à 260 Kg.

Merci de vos réponses

[mécano41]

Bonjour à tous,

Juste deux remarques en passant ... (sauf erreur ou incompréhension de ma part...)

Voir ci-dessous

NOTA : si la pièce a toujours le même diamètre de préhension, le patin articulé est peut-être superflu ; un patin fixe et élastique pourrait suffire...

Cordialement

[mécano41]

Je viens de voir le message avec les masses, ...etc ... attention au cisaillement de l'élastomère comme évoqué par djodjo44.

Si c'est une pièce brute, il vaudrait peut-être mieux garder des leviers articulés mais en forme de spirale logarithmique (angle constant) avec des dentelures (pièces acier trempé)

Cordialement

[cardan]

Bonjour,

Effectivement il semble qu'il y ait (me concernant) méprise au niveau du cahier des charges qui du reste apparaît seulement.....maintenant. En regardant les deux croquis fournis tout au début je trouvais que les efforts étaient dérisoires (je crois qu'il y a une force de serrage de 0.11 N ?) maintenant on en est à lever des pièces de 260 kg (maxi) donc là effectivement la solution qui consiste à mettre un élastomère pour augmenter l'adhérence est à rejeter (risque de cisaillement) mais disons qu'au départ le problème d'effort n'était pas le même. Après la question qu'il reste à voir c'est finalement: le principe de pince que vous proposez est-il définitivement retenu ou alors en êtes vous au stade de la recherche d'une solution ?

Cordialement

[mécano41]

...En regardant les deux croquis fournis tout au début je trouvais que les efforts étaient dérisoires (je crois qu'il y a une force de serrage de 0.11 N ?) ...

J'avais eu la même réaction et tout en me disant qu'il avait une erreur, je ne m'attendais pas à une telle masse ...Mon croquis avec l'élastomère n'a plus lieu d'être... Pour les autres, c'est à réfléchir...

cordialement

[Vincent70]

Oui effectivement j'avais pas pensé à mettre le CDC, je m'en excuse.

Pour répondre globalement, le principe de pince n'est pas définitevement retenu. Je suis prenuer de toute idée possible. Mais j'ai une question est ce que simplement par bras delevier, peut on soulever ces pièces ? bien sur sans avoir un outil qui fais 10 fois la taille del apièce à manutentionner.

Merci

[djodjo44]

Bonjour,

l'arrête basse de la pièce n'a pas d'ébavurage, elle est brute de forge donc légèrement arrondi mais il y a impossibilité de faire des bras comme les arrache moyeu avec une sorte de languette permettant de maintenir la pièce.

Du fait que la pièce est brut de forge, les parties cylindriques du dessin sont en réalité légèrement coniques du fait des angles de dépouille et en plus dans le mauvais sens pour la préhension.

Le "légèrement arrondi", c'est un rayon de combien ?

Du fait que la pièce est brut de forge, les accrochages genre "pointes diamants" sont-ils autorisés ?

L'accrochage de la pièce doit-il être automatique ou l'intervention humaine autre que la commande du "pont roulant" est-elle possible ?

[cardan]

Bonjour,

Peut être qu'en fin de fabrication on pourrait imaginer que ces pièces soient posées sur des cales afin de glisser des élingues dessous afin d'en faciliter le levage. Par adhérence et pour une solution complètement mécanique évidemment c'est moins simple, il y a peut être la possibilité de placer à 120 ° 3 fois deux roulettes excentrées. Chaque paire de roulettes (légèrement striées et placée) se bloquerait au moment du remontage de la pince sur la pièce grâce à un pré serrage manuel.

Cordialement

[djodjo44]

Bonjour,

Des élingues sous une pièce circulaire est une très mauvaise idée car les élingues ne demandent qu'à glisser pour se retrouver les unes auprès des autres. Une fois que le mouvement est amorcé, il ne fait que s'amplifier et de plus en plus vite. Avec une pièce ronde, qui ne peut que rouler, il vaut mieux "prendre ses jambes à son cou" pour évacuer le plus rapidement possible la zone.
Faisable, une fois avec d'infinies précautions, avec en particulier pas de mouvements brusques et au départ une très bonne répartition des brins des élingues. C'est parfois long en temps de passer les élingues sous la pièce.
Si la pièce est décollée du "sol", le mieux est la "pince à sucre". C'est sécuritaire et rapide à mettre en place si c'est bien conçu.

[cardan]

Bonjour,

Le questionnement était plutôt de savoir si après la fabrication de cette pièce elle pouvait être posée sur des cales afin de pouvoir la saisir par en dessous, crochets, pinces ou élingues peut importe pour l'instant, donc dans son processus de réalisation peut - on la poser sur cales ou pas. A mon avis quand on est capable de fabriquer des pièces de cette taille on y a déjà pensé.....mais bon on cherche une solution au levage d'une pièce qui est obligatoirement posé sur un plan, cette condition est elle obligatoire ? Après n'étant pas spécialiste des élingues (en fait je n'en utilise pas dans la vie de tous les jours) je retiendrai: " jamais d'élingues sur des pièces circulaires", impressionnant de se dire jamais mais bon....Quitte à prendre 4 à 90 ° fixées sur un disque en acier placé sous la pièce....Bref.

Cordialement

[mécano41]

Dans mon message précédent, je parlais d'un système de ce type :

Cordialement

[Jaunin]

Bonjour, Mécano41,
C'est génial; en plus, une question, paf, une solution.
Désolé, c'est un peu tôt pour moi, que représente la section verte.
Cordialement.
Jaunin__

[mécano41]

Bonjour, Mécano41,
C'est génial; en plus, une question, paf, une solution.
Désolé, c'est un peu tôt pour moi, que représente la section verte.
Cordialement.
Jaunin__

Bonjour,

La section verte est un anneau qui comporte trois pattes formant chacune, en haut, l'articulation d'un levier et, en bas, faisant office de pied. En posant l'ensemble sur la pièce, les leviers s'écartent et les cames pivotent vers le haut pour enserrer la pièce. Si le diamètre de préhension était toujours le même, on aurait pu se dispenser des leviers.

Bien sûr, il faut écarter les cames à la main pour pouvoir retirer l'outillage...

Cordialment

[cardan]

Re,

Plus modestement.....au brouillon, pour compléter ma réponse précédente.

A bientôt

[Vincent70]

Merci pour toutes vos réponses, ça fait plaisir

En fait le rayon de congés 'est pas connu mais est quasiment insignifiant pour la taille de la pièce. Par contre il y a une dépouille de 5° sur toute la basse circulaire.
Je ne sais pas si les accroches du type pointe diamant sont autorisés mais je e pense pas parce que ça doit marquer fortement la pièce ? et cela coûte cher ?
L'intervention humaine n'est pas un problème.

Pour les élingues, ça n'ira pas parce que d'une part ce n'est as sécuritaire et d'autre part la pièce est disposée sur chevrons lors de sa prise et de sa repose sur palette mais lors de l'étape à réalisé dans l'atelier, elle n'est pas posé sur chevrons, elle est posée sur sa surface plane.

Pour ce qui est de ton croquis, Mécano41, le dispositif vert joue dans l'effort de serrage ? il permet un effort de serrage plus important ? mais l'idée est franchement bien (avec cela on a un ras de levier qui est maximum puisque les axe sont aux extrémités des leviers).
Après pour ce qui est des cames, elles tiennent par le fait qu'elles sont excentriques ?

Si je comprends bien ton croquis Cardan, l’hélicoïde sur ton schéma sert de réglage pour serrer la pièce ? le système de came excentrée est parfait Mais en ce qui concerne le serrage des leviers sur la pièce, il se fait manuellement ou par le fait des cames excentriques et des barres, il peut se faire automatiquement ?

Cordialement, à bientôt.

[mécano41]

Bonjour à tous,

...Pour ce qui est de ton croquis, Mécano41, le dispositif vert joue dans l'effort de serrage ? il permet un effort de serrage plus important ?

La pièce verte est indispensable pour que le dispositif puisse serrer. Elle est l'équivalent de la partie supérieure de la pièce bleue de Cardan ; sinon les leviers ne sont pas en équilibre...Les pieds servent juste à positionner plus facilement le système sur la pièce ; ils décollent lors de la préhension

...Après pour ce qui est des cames, elles tiennent par le fait qu'elles sont excentriques ?

Les cames correspondent à ce qui est dit dans mon message 12 sur le dessin en haut à gauche et son commentaire ; elles agissent comme le petit levier. J'avais parlé de came à profil logarithmique parce que, quelle que soit la position angulaire de sa partie active, l'angle au contact est toujours le même ; mais les excentriques vont bien aussi, surtout dans la disposition choisie par Cardan puisque l'approche initiale met cet excentrique toujours dans la même position (à noter que l'on pourrait ajouter une butée bras/pièce qui permettrait cette approche en fonction du diamètre sans avoir à réfléchir pour savoir où s'arrêter de serrer)

Le calcul de l'équilibre est plus facile à faire dans le cas du système proposé par Cardan (enfin...je pense...je n'ai pas essayé)

Cordialement

[cardan]

Bonjour,

Le dispositif avec l'écrou permet de pré régler la pince car je ne savais pas s'il y avait des diamètres différents de pièces à lever, au niveau de l'excentrique on peut chercher à augmenter le coeff d'adhérence en les striant car ils sont en acier, la pièce aussi donc on ne peut pas jouer sur les matériaux pour augmenter le coeff d'adhérence. Je n'ai pas fait de calcul mais intuitivement je pense qu'il faut faire attention à la valeur limite de l'excentricité car sinon le serrage risque d'être compromis. En effet la valeur de l'excentricité maxi est bornée par le coeff d'adhérence excentrique / pièce.

Perso je préfère la solution de Mécano 41 mais disons que j'ai envoyé la mienne en parallèle, déjà comme ça vous avez aussi le choix, elle présente déjà un premier défaut c'est que le contact est quasi ponctuel. Dans les deux cas je pense qu'on a une sorte d'autoserrage indépendamment du poids à lever mais il vous faudra quand même faire une étude de RDM pour voir les efforts transmis par chaque pièce, axe etc et vérifier aussi le matage au niveau du serrage pendant la phase de levage.

Bonne continuation

[djodjo44]

Bonjour,

 Je ne sais pas si les accroches du type pointe diamant sont autorisés mais je e pense pas parce que ça doit marquer fortement la pièce ? et cela coûte cher ? 
  

La "pointe diamant" représente la forme. Je pensais à une pièce en acier avec de multiples pointes du fait que les pièces sont circulaires, un peu comme les pinces utilisées pour le levage des tôles en position verticale.

Cela signifie qu'il ne faut pas marquer la pièce.

Personnellement, je ne vois que le type "pince à sucre" avec les pinces qui viennent soutenir la pièce par le dessous. Vu le poids de la pièce, la surface de soutien, sera très faible, si j'ai bien lu les posts précédents, 26mm X 1mm, 13X2, 52X0,5, avec une contrainte de cisaillement faible dans le bras en acier.

Lors de son passage à l'atelier la pièce peut-elle reposer sur sa surface plane par l'intermédiaire d'une petite cale ?