Petit doute sur un moteur entraînant un système pignon-crémaillère

[invitec510eefe]

Bonjour à tous,

je suis actuellement en terminale Ssi et je dois réaliser un ballast de sous-marin dans le cadre de mes PPE. Voilà pour les présentations.

Voici mon "problème" (si c'en est un) :
je réalise un système composé d'un moteur + pignon (Z=18 dents, rayon=0.5cm) qui entraîne une crémaillère. Cette dernière compresse ou décompresse un ballast en silicone de diamètre 5cm.

A 10 mètres de profondeur, la pression s’exerçant sur le soufflet est de 2 bars. La pression atmosphérique étant de 1 bar on à une différence de pression de 1 bar soit 100 000 Pa.
Cela donne pour la force que doit contrer la crémaillère : F=P*S=100 000*(Pi*R²)=100 000*0.0019635=196.35N
Donc un couple de : C=F*R=196.35*0.005=0.98 Nm

La crémaillère fait 10cm de long. Or à chaque tour la roue dentée se déplace de 2*Pi*R soit 3.14cm. Il faut donc environ 3 tours environ pour que la crémaillère est bougé de tout son long.
Si on considère qu'avec une vitesse de 3tr/min on réalise le mouvement en 1 minutes, il faut 18 tours/min (ou 1.88 rad/s) pour le faire en 10s.

On peut maintenant calculer la puissance : P=C*w=0.98*1.88=1.84W. Le rendement d'un système pignon crémaillère est de 95% donc Pmoteur=1.84/0.95=1.94W soit environ 2W.

Mais je n'arrive pas à trouver de tel moteur dans le commerce ... Me suis-je trompé dans les calculs ou bien un tel moteur est très rare ?
Merci d'avance de votre aide !
-----

[invitec510eefe]

Je me suis trompé de section, sujet à fermer

[Antoane]

Bonsoir et bienvenue sur Futura.

Je déplace en technologie, c'est probablement plus approprié.

[Zozo_MP]

bonsoir

Pour ce type de montage ce n'est pas un moteur au sens strict, mais un motoréducteur en général un pignon avec une vis sans fin qui en plus te règle le problème de l'irréversibilité du système. Avec un système à peine plus gros que l'animation que je t'ai donné tu meut obtenir entre 3500 N et 8000 N en faisant tourner un vis en sortie de moto-réducteur (vis sans fin ) au lieu d'une crémaillère (crémaillère qui n'est pas la bonne solution car plus compliqué mécaniquement et moins compact).
Ca devrait le faire pour ton sous-marin

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef29758b5]

Salut
Un moteur de cette puissance tourne facilement 20 000 tr/min et a un couple ridicule .
Pour tourner à 18 tr/min , il faut un réducteur de l' ordre de 1/1000 .

[invitec510eefe]

Merci à vous deux pour vos réponses !
En fait je dois passer à l'oral dans 3 jours et la coque n'étant pas fini, je vais réaliser mon expérimentation sur une maquette de ballast donc la taille n'est pas un problème. De plus je n'ai plus le budget pour me tourner vers un autre système ...

En effet, un réducteur semble s'imposer. Mais il va modifier à la fois la vitesse de rotation ET le couple n,on ?

[Zozo_MP]

Bonjour

Poste un dessin même à main levée que l'on puisse t'aider un peu là on ne peut t'aider.

Est-ce que la crémaillère t'est imposée ?

est-ce un exposé théorique ou avec une maquette physique qui doit réellement fonctionner.

Cordialement

[Zozo_MP]

A 10 mètres de profondeur, la pression s’exerçant sur le soufflet est de 2 bars.

est-ce que tu est sur de cette valeur ?

[invitef29758b5]

En effet, un réducteur semble s'imposer. Mais il va modifier à la fois la vitesse de rotation ET le couple n,on ?

OUI .
Si la vitesse est réduite de 1/1000 , le couple est multiplié théoriquement par 1000 si on ne tiens pas compte des pertes .
Lesquelles perte ne sont pas négligeable avec des taux de réduction aussi importants .

[invitec510eefe]

Voici en pièce jointe ma maquette. Il ne me manque que le moteur et le reducteur.

Si je choisis ce moteur et que j'y rajoute une reducteur 1:1200 cela conviendrait non ? http://www.conrad.fr/ce/fr/product/2...25-02?ref=list
On a un couple de 0.93Nmm soit 0.00093Nm ainsi qu'une vitesse de rotation de 13800 tr/min. Avec le reducteur on aurait une vitesse de 11.5 tr/min et un couple de 1.116Nm. Mais j'ai un doute concernant la puissance ... Je ne sais pas si cela sera suffisant :/

Merci d'avance !

[invitef29758b5]

C' est un peu juste .
Prend un moteur de 5 à 6 W .
Tu consommeras moins .

[le_STI]

Salut,

juste une petite question: qu'est-ce qui va empêcher le ballast d'être écrasé radialement par la pression de l'eau ?

[invitec510eefe]

Normalement le fait que j'utilise un reducteur. Mais j'ai 2 questions : comment puis-je déterminer la force de "résistance" qu'oppose mon motoréducteur ? En gros je cherche à savoir la pression de l'eau pourra faire tourner le moteur en sens inverse.
Ma deuxième question concerne la résistance que va opposer mon soufflet. En effet, plus il sera comprimé, plus il sera difficile de le comprimer ... Comment déterminer cette force ?

Merci d'avance à vous !

[le_STI]

A température constante, le produit pression*volume est constant.
Ca devrait te permettre de trouver la pression dans le soufflet en fonction de son écrasement.

[invitef29758b5]

Il contient quoi le soufflet ?
De l' eau à 2 bars ou de l' air à 1 bar ?
Il me semble que c' est de l' eau

[le_STI]

Je voyais ça comme la vessie natatoire des poissons, donc remplie d'air.