Mécanique : Dimensionnement d'un réducteur de vitesse

[mack1]

Bonjour!
Je suis nouveau dans ce forum j'ai besoin d'aide ou de propositions.
En fait, je veut concevoir un moulin à canne à sucre, mais j'ai du mal à dresser un cahier des charges pour mes calculs.
Le schéma cinématique de l'ensemble du système sera composé de : moteur, transmission par poulie courroie, réducteur de vitesse, et du moulin.
Parmi ces éléments je ne connais que la vitesse des cylindres (vitesse linéaire de la canne entre deux cylindres) du moulin qui est égale v=7m/min et j'ai fixé le diamètre des cylindres à 80mm ce qui me permet de calculer la fréquence de rotation N.

v=r*w; w=v/r; w=0.116/0.040=2.92rad/s

or w=2*pi*N/60; N=60*w/2*pi; N=28tr/min

L'arbre d'entrée du moulin étant accouplé avec l'arbre de sortie du réducteur, ce qui donne la fréquence de rotation de l'arbre de sortie du réducteur N=28tr/min.
Je suis bloqué à ce niveau et je ne sais pas quels sont les paramètres à fixer pour dimensionner le réducteur de vitesse, la transmission poulie courroie afin de faire le choix du moteur.
SVP aider moi, merci d'avance
-----

[XK150]

bonjour ,

Maintenant , vous devez regarder ce qui existe en moteurs ou motoréducteurs ( électriques ? Quelle puissance ? ) et selon leur vitesse de rotation en sortie ,
voir ce que vous devez ajouter pour arriver à environ 28 tr/min .

[f6bes]

Bjr à toi,
Heu si tu connais la vitesse voulue de tes cylindres ( supossons 10 tr:mn)
et que ton moteur tourne à 100 tr:mn.. il te faut donc un rapport de réduction de....
Je te laisse faire le calcul !

Ta fréquence de rotation RIEn ne t'empéche de l'indiquer en tr:mn ..au lieu de ..radian !
Une question:6.28 rad/s...ça fait combien de tour....minute ??
Reste une chose non dite dans ton énoncé....quelle puissance sera nécessaire ?
Broyer 100gr , c'est pas pareil que broyer 100 kg dans un temps égal.
Bonne journée

[Dynamix]

Salut

Je suis bloqué à ce niveau et je ne sais pas quels sont les paramètres à fixer pour dimensionner le réducteur de vitesse, la transmission poulie courroie afin de faire le choix du moteur.

Commence par déterminer la puissance du moteur .
Ensuite choisir le moteur (puissance , type , alimentation , prix , disponibilité)
Le réducteur sera fonction de ce choix .

Ta fréquence de rotation RIEn ne t'empéche de l'indiquer en tr:mn ..au lieu de ..radian !

Tu veux dire en tr/min ...
Rien n' empêche d' utiliser les unités de base , c' est même conseillé .

[A voir en vidéo sur Futura]

[mack1]

bonjour ,

Maintenant , vous devez regarder ce qui existe en moteurs ou motoréducteurs ( électriques ? Quelle puissance ? ) et selon leur vitesse de rotation en sortie ,
voir ce que vous devez ajouter pour arriver à environ 28 tr/min .

Bonjour XK150
Donc si je comprends bien, je dois compléter mon cahier des charges à partir d'un moteur existant qui me donne en sortie environ 28tr/min?
Je rappelle qu'il y aura une transmission par poulie courroie entre le moteur et le réducteur (à deux trains). Cour la courroie je fais comment ?
merci

[XK150]

Re ,

Si par hasard vous trouvez un motoréducteur qui tourne vers 28 tr/min , vous n'avez plus besoin de réducteur !
Si vous tenez absolument à mettre une courroie ( lisse ? crantée ? ) , vous mettrez 2 poulies de même diamètre .
Je ne comprends pas trop bien ce que vous voulez faire , vous tenez à mettre des choses plus ou moins inutiles ?

[Dynamix]

Si c' est que tu veux faire , le calcul de la puissance n' est pas une option accéssoire .
C' est la base de départ .
https://www.youtube.com/watch?v=B_tgl1UN0gc

[f6bes]

Remoi,
Comme TOUJOURS...rien ne vaut un petit schéma/ croquis ..explicatif !
http://forums.futura-sciences.com/te...s-jointes.html
Ca évite de s'égarer dans des élucubrations
Bonne journée

[mack1]

Bjr à toi,
Heu si tu connais la vitesse voulue de tes cylindres ( supossons 10 tr:mn)
et que ton moteur tourne à 100 tr:mn.. il te faut donc un rapport de réduction de....
Je te laisse faire le calcul !

Ta fréquence de rotation RIEn ne t'empéche de l'indiquer en tr:mn ..au lieu de ..radian !
Une question:6.28 rad/s...ça fait combien de tour....minute ??
Reste une chose non dite dans ton énoncé....quelle puissance sera nécessaire ?
Broyer 100gr , c'est pas pareil que broyer 100 kg dans un temps égal.
Bonne journée

Ta fréquence de rotation RIEn ne t'empéche de l'indiquer en tr:mn ..au lieu de ..radian !
Une question:6.28 rad/s...ça fait combien de tour....minute ??
Reste une chose non dite dans ton énoncé....quelle puissance sera nécessaire ?
Broyer 100gr , c'est pas pareil que broyer 100 kg dans un temps égal.
Bonne journée[/QUOTE]

bonjour f6bes
D'après ce que j'ai eu comme info : la limite de vitesse d'extraction où les rendements sont meilleurs se situe entre 7 à 15m/min.
C'est tout ce que je connais et que j'ai comme donnée pour l'instant. J'ai fixé le diamètre des cylindres à 80mm.
C'est ce qui m'a permis de connaitre la vitesse en sortie du réducteur. Pour le moteur je ne connais encore rien comme caractéristique.

pour ta 1ère question 6.28rad/s donne 60tr/mim ou bien?

Pour la 2ème question si vous pouvez m'éclairer ça va beaucoup m'aider. Est ce il me faut d'abord connaitre l'effort nécessaire pour broyer une canne? le moulin sera capable de broyer 5 cannes en même temps.
J'ai cherché le couple et l’effort nécessaire pour broyer une canne sur le net, je trouve que dalle.
merci f6bes

[mack1]

Si c' est que tu veux faire , le calcul de la puissance n' est pas une option accéssoire .
C' est la base de départ .
https://www.youtube.com/watch?v=B_tgl1UN0gc

Bonjour Dynamix
Oui c'est ça à peu près, mais le mien sera capable de broyer 5 cannes en même temps.
Mais comment faire pour calculer la puissance si je ne connais que N (fréquence de rotation) et le nombre de cannes à broyer?
merci

[mack1]

Remoi,
Comme TOUJOURS...rien ne vaut un petit schéma/ croquis ..explicatif !
http://forums.futura-sciences.com/te...s-jointes.html
Ca évite de s'égarer dans des élucubrations
Bonne journée

ok merci

[mack1]

Salut


Commence par déterminer la puissance du moteur .
Ensuite choisir le moteur (puissance , type , alimentation , prix , disponibilité)
Le réducteur sera fonction de ce choix .


Tu veux dire en tr/min ...
Rien n' empêche d' utiliser les unités de base , c' est même conseillé .

Dynamix
Est ce que vous pouvez m'indiquer comment déterminer la puissance si je n'ai pas les données pour le calcul? De quoi ça va dépendre?

[mack1]

Par exemple si je ne connaissais rien comme donnée de ce système quelle serait la procédure pour faire un cahier des charges?

[mécano41]

Bonjour,

Tu as un système composé de quatre parties principales :

- une motorisation
- un système d'adaptation de vitesse et de couple
- un système de liaison entre cylindres
- une sortie constituée de trois cylindres

Tu te poses les questions auquelles tu réponds :

- Q : où sont les besoins?
- R : d'abord en sortie. On a besoin d'avoir, pour chaque cylindre, une rotation avec un sens, une vitesse (variable ou non) et un couple imposés. Les entraxes entre cylindres peuvent être variables ou non (les choix et calculs dépendent du procédé).Cela va déterminer le principe de la chaîne cinématique de cette partie (en particulier si entraxe variable, pignons intermédiaires supplémentaires)

- Q : quels sont les efforts radiaux appliqués aux cylindres et et leur répartition (procédé)?
- R : valeurs qui vont permettre de vérifier si le diamètre des cylindres est suffisant, de dimensionner les éléments de cette chaîne cinématique, des paliers et de définir, s'il y a lieu, les frottements

- Q : quel mode de motorisation envisage-t-on?
- R : électrique, thermique... vitesse standards envisageables...etc

- Q : a-t-on des impositions de position relative de la motorisation et du système de liaison entre cylindres
- R : coaxiale, parallèle, orthogonale...etc... Cela permet de définir les dispositions du système d'adaptation vitesse et couple. Cela va d'un premier train parallèle suivi d'un réducteur à entrée/sortie parallèles (comme représenté) à l'utilisation d'un ensemble motoréducteur à roue et vis. Attention ici : un réducteur 1/50 par ex. sera totalement irréversible alors qu'un réducteur parallèle le sera moins (s'il y a des à-coups importants, il faudra interroger les techniciens des fabricants...)

Voilà...ce sont juste quelques idées en passant...d'autres intervenants compléteront.

Cordialement

[f6bes]

Pièce jointe 356883

Par exemple si je ne connaissais rien comme donnée de ce système quelle serait la procédure pour faire un cahier des charges?

Remoi, Ben faut connaitre l'effort qu'il faut appliquer pour broyer des cannes de tel diamétre et telle résistance au broyage...
et la quantité que l'on met.
Ca nous ne pouvons pas l'inventer...il n'y a que toi qui puisse le déterminer.
SANS connaissance de cela...on ne peut en dire plus.
C'est la connaissance de cette donnée qui conditionne le reste.
Bonne journée

[mack1]

Remoi, Ben faut connaitre l'effort qu'il faut appliquer pour broyer des cannes de tel diamétre et telle résistance au broyage...
et la quantité que l'on met.
Ca nous ne pouvons pas l'inventer...il n'y a que toi qui puisse le déterminer.
SANS connaissance de cela...on ne peut en dire plus.
C'est la connaissance de cette donnée qui conditionne le reste.
Bonne journée

Merci beaucoup f6bes
Supposons que l’effort nécessaire pour broyer une canne est de 1500N. Nombre de cannes 5 de diamètre 2.5cm.

Je trouve F=7500N.

P=F*V P=875w avec V=0.116m/s
A partir de là, comment faire pour déterminer la puissance du moteur?

[mack1]

Bonjour,

Tu as un système composé de quatre parties principales :

- une motorisation
- un système d'adaptation de vitesse et de couple
- un système de liaison entre cylindres
- une sortie constituée de trois cylindres

Tu te poses les questions auquelles tu réponds :

- Q : où sont les besoins?
- R : d'abord en sortie. On a besoin d'avoir, pour chaque cylindre, une rotation avec un sens, une vitesse (variable ou non) et un couple imposés. Les entraxes entre cylindres peuvent être variables ou non (les choix et calculs dépendent du procédé).Cela va déterminer le principe de la chaîne cinématique de cette partie (en particulier si entraxe variable, pignons intermédiaires supplémentaires)

- Q : quels sont les efforts radiaux appliqués aux cylindres et et leur répartition (procédé)?
- R : valeurs qui vont permettre de vérifier si le diamètre des cylindres est suffisant, de dimensionner les éléments de cette chaîne cinématique, des paliers et de définir, s'il y a lieu, les frottements

- Q : quel mode de motorisation envisage-t-on?
- R : électrique, thermique... vitesse standards envisageables...etc

- Q : a-t-on des impositions de position relative de la motorisation et du système de liaison entre cylindres
- R : coaxiale, parallèle, orthogonale...etc... Cela permet de définir les dispositions du système d'adaptation vitesse et couple. Cela va d'un premier train parallèle suivi d'un réducteur à entrée/sortie parallèles (comme représenté) à l'utilisation d'un ensemble motoréducteur à roue et vis. Attention ici : un réducteur 1/50 par ex. sera totalement irréversible alors qu'un réducteur parallèle le sera moins (s'il y a des à-coups importants, il faudra interroger les techniciens des fabricants...)

Voilà...ce sont juste quelques idées en passant...d'autres intervenants compléteront.

Cordialement

merci bcp mécano41
J'envisage la motorisation thermique.
Les entraxes entre les cylindres seront variables.

Cordialement

[plumele]

Merci beaucoup f6bes
Supposons que l’effort nécessaire pour broyer une canne est de 1500N. Nombre de cannes 5 de diamètre 2.5cm.

Je trouve F=7500N.

P=F*V P=875w avec V=0.116m/s
A partir de là, comment faire pour déterminer la puissance du moteur?

Bonjour,
le principe est de calculer le couple nécessaire pour faire tourner le moulin.
Il faudrait connaître la force tangentielle sur le pourtour du moulin.
Connaissant le diamètre du cylindre, on peut calculer le couple minimal qu'il faut obtenir.
Le régime de rotation du cylindre est connue, on peut donc calculer la puissance par la formule habituelle P= Cw

Le plus difficile est justement de connaître cette force tangentielle.
et même en connaissant la force que tu donnes 1500N qui, je suppose est une force latérale de pression, il est toujours difficile d'en déduire la force tangentielle.
Elle dépend elle-même de la canne à sucre, de la pression excercée elle même dépendante de la distance varaible entre les cylindres.

Avant toutes nouvelles constructions d'appareil, des mesures sont toujours réalisées et qui servent de base de calcul.
Dans le cas où c'est impossible, on ne peut que faire des comparaisons avec des systèmes existants.

[mack1]

Bonjour,
le principe est de calculer le couple nécessaire pour faire tourner le moulin.
Il faudrait connaître la force tangentielle sur le pourtour du moulin.
Connaissant le diamètre du cylindre, on peut calculer le couple minimal qu'il faut obtenir.
Le régime de rotation du cylindre est connue, on peut donc calculer la puissance par la formule habituelle P= Cw

Le plus difficile est justement de connaître cette force tangentielle.
et même en connaissant la force que tu donnes 1500N qui, je suppose est une force latérale de pression, il est toujours difficile d'en déduire la force tangentielle.
Elle dépend elle-même de la canne à sucre, de la pression excercée elle même dépendante de la distance varaible entre les cylindres.

Avant toutes nouvelles constructions d'appareil, des mesures sont toujours réalisées et qui servent de base de calcul.
Dans le cas où c'est impossible, on ne peut que faire des comparaisons avec des systèmes existants.

Bonjour,
est ce que vous ne pouvez pas me proposer une idée sur la détermination de cette force tangentielle?

[mack1]

Bonjour f6bes, Dynamix,...

Encore un peu de coup de pouce SVP.
Vos explications m'aident à avancer et à comprendre beaucoup de choses.

cordialement

[cardan]

Bonjour,

La question qu'il faut se poser c'est de savoir s'il s'agit d'un exercice d'école ou si c'est un cas concret de type industriel. Vu le schéma cinématique que j'ai vu précédemment j'opterai pour la première version: projet universitaire ou scolaire. Si c'est le cas il faudra prévoir une modélisation de l'écrasement de votre canne à sucre entre les deux rouleaux presseurs...et à mon avis c'est pas trop simple. S'il s'agit d'un projet industriel, il suffit de regarder ce que fait la concurrence donc si les gens prennent un moto réducteur de 5 kW pour tirer 5 cannes ensemble c'est que ça va...et que sans problème et surtout sans faire de calcul on peut partir là dessus. C'est ce que ferait un industriel et le temps serait plutôt pris à réfléchir aux problèmes de sécurité "machine" qu'à faire du calcul ou alors des calculs de couts d'amortissement...A bientôt

[Dynamix]

Expérimentalement le plus simple serait d' écraser un morceau de canne type (longueur , largeur , épaisseur) en posant dessus des poids de plus en plus lourds et en mesurant l' écrasement .
De là calculer le travail nécessaire à l' écrasement complet .

[Zozo_MP]

Bonsoir
L'écrasement simple ne peut être qu'une indication de départ mais c'est insuffisant.

En effet dès qu'un canne passe en deux cylindres elle a tendance à se fendre dans le sens de la longueur, c'est-à-dire dans les sens des fibres, ce qui facilite d'une certaine façon le broyage MAIS avec un effort supplémentaire au passage de chaque noeud qui sont réputés de très grands briseurs de machine.
Quand on voit déjà la solidité des machines à vocation artisanale on constate que les efforts sont conséquents

Par contre un truc intéressant du point de vue mécanique c'est comment assurer la prise des pignons sur le cylindre du haut qui est réglable en hauteur


Peut-être quelques pistes ici pour le dimensionnement

Cordialement

PS : Peut être que si notre grand ami POLO974 passe par là car chez lui il doit y avoir de tels broyeurs

[mack1]

Bonjour,

La question qu'il faut se poser c'est de savoir s'il s'agit d'un exercice d'école ou si c'est un cas concret de type industriel. Vu le schéma cinématique que j'ai vu précédemment j'opterai pour la première version: projet universitaire ou scolaire. Si c'est le cas il faudra prévoir une modélisation de l'écrasement de votre canne à sucre entre les deux rouleaux presseurs...et à mon avis c'est pas trop simple. S'il s'agit d'un projet industriel, il suffit de regarder ce que fait la concurrence donc si les gens prennent un moto réducteur de 5 kW pour tirer 5 cannes ensemble c'est que ça va...et que sans problème et surtout sans faire de calcul on peut partir là dessus. C'est ce que ferait un industriel et le temps serait plutôt pris à réfléchir aux problèmes de sécurité "machine" qu'à faire du calcul ou alors des calculs de couts d'amortissement...A bientôt

Bonjour,
Oui vous avez raison et j'avais oublié de le préciser. C'est un projet de fin d'études pour Master Électromécanique. J'aime bcp la méca malgré ses caprices.
Ce projet parlera un peu de méca, d'élec et d'automatisme. Avant de toucher les autres domaines, je dois d'abord dimensionner ce système méca et faire le choix du moteur. Mais cette partie me parait trop compliquée.

Bonne journée à vous

[cardan]

Bonjour,

La modélisation de la canne à sucre pendant son broyage n'est pas simple, peut être que dans un premier le temps le projet devrait se limiter à la réalisation d'un banc d'essais ou à l'instrumentation d'une machine de broyage pour une mesure en couple pendant la phase de broyage, à bientôt

[mack1]

Bonjour,
par rapport à mes recherches j'ai trouvé l’effort nécessaire pour broyer une canne est de 1500N, une autre personne m'a dit que cet effort varie entre 1500 et 2000N ça dépend de la famille et à l'age de la cannes (ça reste toujours à vérifier).

Le nombre de cannes à broyer 5 de diamètre 2.5cm.

En utilisant 1500N, Je trouve F=7500N (effort nécessaire pour 5 cannes).

P=F*V P=875w avec V=0.116m/s

C=F*r C=300N.m

puissance transmissible, Ptr=P/rg, rg: rendement global du système

j'ai quelques questions, est ce que par rapport au système le rendement global sera : rg=rend.courroie*rend.engrenag e*rend.moulin?? ou il faut ajouter le rend.palier et le rend. de l'engrenage en triangle à l'entrée du moulin qui assure la rotation sans glissement des cylindres??

Bonne journée à vous

[mack1]

Bonjour
J'ai toujours envie de vous lire, car grâce à vous j'ai compris pas mal de choses. Si ma question a été mal posée je pourrais essayer de la reformuler.

cordialement

[Zozo_MP]

Bonjour

Il y a quelque chose qu manque dans votre calcul à mon avis car la canne agit comme un coin. Alors que les efforts que vous indiquez sont presque parallèle aux deux axes.

Dans un train de laminoir on met plusieurs cylindres en séquentiel jusqu'à obtenir l'épaisseur voulue.

De plus dans votre cas cela permettra de sortir d'avantage de jus


Si vous mettez un coin entre deux cylindres vous allez bloquer les cylindres. D'une certaine façon la canne agit un peu comme cela.



Il faudrait fait un dessin avec les différents moments de force. Je ne sais pas faire mais peut être que Cardan ou mécano 41 seraient capables de dessiner cela et de l'expliquer.

Ce qui n'est pas clair non plus c'est que nous n'avons aucun dessin et je pense que le fait de n'avoir que deux cylindres lisses ou légèrement striés en opposition n'est certainement pas la meilleure méthode pour diminuer les efforts et diminuer la masse des cylindres.
Nous ne savons toujours pas si c'est pour une application industrielle ou pour un artisan qui vend son jus round the corner avec des glaçons

Vouloir calculer la puissance moteur sans plus d'information me paraît hasardeux.

C'est certainement pourquoi personne n'a répondu à votre message du 30/12/2017

C'est un projet de fin d'études pour Master Électromécanique. J'aime bcp la méca malgré ses caprices.

Certe mais rien ne vous interdit d'être un peu innovant car c'est comme ça que vous apprendrez à réfléchir et surtout montrer que vous avez un peu gambergé.

Cordialement

[mack1]

bonjour ZOZO

C'est pour une application artisanale, si vous voulez avoir l'idée sur la machine vous pouvez suivre le lien youtoube que DYNAMIX avez posté. C'est un moulin à 3 cylindres.
Effectivement au départ je n'avais que 2 données ( vitesse de rotation en sortie N=80tr/mn et le diamètre des cylindres 80mm), c'est ce qui m'a poussé de consulter les anciens dans ce forum histoire de savoir si c'est possible de fixer d'autres données qui me permettront de déterminer la puissance du moteur.

cordialement