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calcuks de demarrage d'un volant d'inertie



  1. #1
    jrmbrdn

    calcuks de demarrage d'un volant d'inertie


    ------

    bonjour a tous
    est ce que quelqu'un peut me donner une reponse concrete et comment on l'obtient sur ce probleme perso

    un moteur puissance 2200 W couple 13 Nm vitesse 1500 tours / minutes en 220 volts

    un reducteur rapport 2.5 rendement 0.75

    un volant d'inertie diametre 56 cm largeur 15 cm epaisseur 15cm (en fait la masse est vraiment sur la peripherie) matiere inconue ( acier certainement)
    poids 90 kg. vitesse a atteindre 600 tours minutes

    mes questions : ce moteur peut il entrainer cette roue?
    le demarrage se fait en combien de temps?

    merci d'avance je patauge

    -----

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  3. #2
    mécano41

    Re : calcuks de demarrage d'un volant d'inertie

    Bonjour,

    Avec tes données : diamètre 560 mm et jante de 150 x 150 mm, le volant (si en fonte) devrait avoir une masse de 220 kg. Comme il est fort peu probable qu'il soit construit en matériau léger, j'en déduis que la forme de la section de la jante n'est pas un carré mais probablement un T de 150 x 150 mm hors tout. Pour pouvoir calculer l'inertie du volant, il faudrait d'abord nous donner les autres dimensions de cette section (épaisseur de la barre horizontale et de la barre verticale du T) sinon ce sera complètement faux.

    A bientôt

    P.S : Dis-nous également ce qui te manque ou ce que tu n'as pas compris par rapport à mes réponses dans tes deux autres fils sur les volants

  4. #3
    jrmbrdn

    Re : calculs de demarrage d'un volant d'inertie

    bonjour

    voici plus de details : le T est le suivant la barre transversale 150mm*150mm la barre verticale 30mm*55mmle moyeu diametre ext 150mm diametre int 40 mm largeur 150mm.

    voila ce que je n'ai pas compris en fait:
    comment calculer le volant ideal me rendant un max d'energie pendant un max de temps avec un motoreducteur donné.

    comment faire la comparaison entre l'energie donnée par le volant pendant X secondes et ce que cela represente en terme de Watt, Nm( pour assimiler mon volant a un "moteur"

    merci

  5. #4
    mécano41

    Re : calcuks de demarrage d'un volant d'inertie

    Cela donne le croquis joint. Es-tu sûr du poids car en fonte il devrait faire dans les 250 kg?
    Fichiers attachés Fichiers attachés

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    jrmbrdn

    Re : calcuks de demarrage d'un volant d'inertie

    pour le poids c'est sur ...quant a la matiere aucune idee

  8. #6
    mécano41

    Re : calcuks de demarrage d'un volant d'inertie

    D'après tes données (reportées sur mon croquis précédent) les volumes jante/voile/moyeu sont respectivement : 30,7 dm3, 0,71 dm3 et 7 dm3. Avec la masse de 90 kg que tu me confirmes, le volant est donc en alliage léger d=2,65 (ce qui me laisse perplexe!).

    Avec ces données, les inerties sont respectivement : 3,71 kg.m², 0,019 kg.m² et 0,019 kg.m² soit une inertie totale J=3,75 kg.m²

    Avec ta réduction (2,5 et rendement 75%) on a sur le volant un couple de 24 Nm (au couple nominal du moteur) et la vitesse maxi est de 63 rad/s (600 tr/min).

    En partant sur le couple nominal du moteur, on a:

    accélération angulaire = couple/inertie = 24/3,75 = 6,4 rad/s/s

    pour atteindre la vitesse maxi, il faut :

    temps=vitesse maxi/accé. ang. = 63/6,4 = 10 s

    C'est à mon avis beaucoup trop. Même en prenant le couple de démarrage, on aura encore 5 s. De mémoire, les temps maxi préconisés sont plus faibles que cela.

    Le calcul du démarrage d'un moteur asynchrone est beaucoup plus compliqué que cela (voir liens) mais avec ce raccourci, je pense déjà que ce moteur est trop juste.

    Attends de voir si quelqu'un de plus affûté sur le sujet peut te répondre. Cependant, il va te poser des questions sur le mode d'alimentation du moteur, si tu admets d'allonger le temps de démarrage (ce que doit permettre un variateur électronique)...

    Deux liens intéressants montrant que ce n'est pas simple :

    http://www.ac-poitiers.fr/cmrp/get/pdf/Egt01.pdf[/url]
    http://www.gel.usherbrooke.ca/leroux/projet/data/Moteur/chap09.htm#9.10%20-%20L'accélération%20d'une%20ch arge[/url]

    Bon courage
    Dernière modification par mécano41 ; 02/06/2006 à 12h11.

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  10. #7
    mécano41

    Re : calcuks de demarrage d'un volant d'inertie

    je viens de voir que sur le site de Leroy Somer, il y a un configurateur qui doit te permettre de déterminer un moteur. Je suppose que ton cas doit pouvoir être traité.

    http://www.leroy-somer.com/configura...urateur_F.html

    Il suffit de s'inscrire

  11. #8
    jrmbrdn

    Re : calcuks de demarrage d'un volant d'inertie

    je m'inscris de suite et tente le calcul
    merci

  12. #9
    jrmbrdn

    Re : calcuks de demarrage d'un volant d'inertie

    rebonjour
    bon pour le demarrage je me suis renseigné et apparement c'est avec le variateur que l'onregle le probleme

    quelques petites questions sur le volant d'inertie pour vraiment me le faire rentrer dans le crane..

    1) si je me sert de la formile E=1/2 J *w²j'obtient un resultat en joules que je divise par 3600 mon resultat est mantenant en Watt heure et cela correspond a l energie disponible en sortie de mon volant
    est ce correct??

    2)supposons que mon resultat precedent soit 10 000 watt heure qu'est ce que cela veut dire ? pour moi ca veut dire que j 'ai la meme puissance dispo que si j'avais un moteur de 10 KW

    3 ) comment je sais pendant combien de temps cette energie est disponible?

    4 ) je n'ai pas compris comment on differencie l'energie necessaire a la mise en rotation d'un volant d'inertie et l'energie necessaire au maintient en rotation du meme volant

    merci a tous pour vos reponses je vous jure que ca va rentré... enfin j'espere
    si quelqu un a un cours sur ce sujet qui commence par la base(je crois que c'est la que j'ai un probleme je confond certaines choses) c'est avec plaisir
    merci

  13. #10
    mécano41

    Re : calcuks de demarrage d'un volant d'inertie

    Bonjour,

    Pas du tout. Tu ne peux pas comparer l'énergie et la puissance. L'énergie emmagasinée dans ton volant est (théoriquement) disponible pendant le temps que tu veux. S'il n'y avait aucun frottement, ton volant n'arrêterait jamais de tourner et son énergie cinétique resterait :



    avec W = énergie cinétique en joules, J = inertie du volant en kg.m² et = vitesse angulaire du volant en radians/s

    Maintenant, si tu captes cette énergie par un moyen quelconque, tu vas en transférer tout ou partie dans un récepteur qui va la consommer (ou l'emmagasiner à son tour). Si ton volant a transmis régulièrement une énergie W pendant un temps t (c'est à dire a transmis la même quantité d'énergie pendant le même laps de temps), la puissance transmise pendant ce temps t aura été constante et égale à :

    P = W/t

    avec P en watts, W en joules et t en secondes

    Tu peux constater que si tu as transmis régulièrement 10000 J en 10 s la puissance aura été de 1000 W et que si tu as transmis la même énergie en 1 s elle aura été de 10000 W

    Il ne faut pas faire de confusion entre les W.h et kW.h qui mesurent une énergie et les W et kW qui mesurent une puissance.

    Tu ne peux pas dire que ton volant correspond à un moteur de telle ou telle puissance. Dans ton cas, il faut calculer l'énergie fournie au volant, par le moteur, puis calculer l'énergie absorbée par l'action de l'outil de presse sur la pièce à travailler pendant la fraction de tour de volant correspondante, puis voir ensuite si le moteur est capable de fournir, au volant, pendant la fraction de tour où l'outil ne travaille pas, l'équivalent de l'énergie perdue précédemment, comme je te l'avais expliqué dans un autre fil.

    J'espère avoir été clair mais si quelqu'un d'autre pouvait te l'expliquer d'une autre manière, je pense que ce serait encore mieux.

    Bon courage

    P.S : L'énergie nécessaire à l'entretion de la rotation du volant, si celui-ci n'est pas sollicité, est faible ; il s'agit seulement de compenser les divers frottements des parties entraînées
    Dernière modification par mécano41 ; 07/06/2006 à 08h53.

  14. #11
    jrmbrdn

    Re : calculs de demarrage d'un volant d'inertie

    bonjour re re re volant d'inertie
    le resutat me parait faible, ou est l'erreur ou le mauvais choix
    roue d’entrain (disque plein) diametre 600mm epaisseur 36mm vitesse 600 tour/mn>soit62.8 rad/s

    poids 80 kg soit masse 784.8 N
    Moment d’inertie : J=0.5*784*0.3*0.3=35.28N.m²
    Energie developpée E = 0.5 *J*w²=0.5*35.28*((600*2*3.14)/60)=69569 joules soit 19,324watt

    cela voudrait dire qu'une roue de 80 kg lancée a 600 tour minute ne donne que 19 watt je trouve ca pas terrible non ?? ou alors c'est moi qui ne suis pas terrible en calcul?ca va finir par rentrer...
    a bientot

  15. #12
    mécano41

    Re : calcuks de demarrage d'un volant d'inertie

    Non, je t'ai expliqué que tu ne pouvais pas assimiler directement une énergie cinétique à la puissance d'un moteur.

    De plus, tu t'es trompé dans ton calcul : c'est la masse du volant qui est en kg et le poids en N ! Ton volant a une masse de 80 kg. Son inertie est J=0,5.M.R² soit 0,5.80.(0,3)²=3,6 kg.m²
    Sa vitesse est de 62,8 rad/s
    L'énergie cinétique emmagasinée est : soit 0,5.3,6.(62,8)²=7100 Joules

    Supposons que tu en utilises une partie, par ex. 2000 joules, pour effectuer un travail, et que l'absorption de cette énergie s'effectue en 0,5 s, ton volant aura fourni 2000/0,5=4000 watts ou bien si tu raisonnes sur la force fournie : en supposant que ta transformation de mouvement vers un outil à déplacement rectiligne soit linéaire (ce qui n'est pas le cas sur ce type de presse) et que la course de travail soit de 5 mm, l'effort fourni sera de 2000/0,005=400000N

    Relis bien tout ce que j'avais écrit dans les autres posts.

    Bon courage

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  17. #13
    jrmbrdn

    Re : calcuks de demarrage d'un volant d'inertie

    bonsoir
    et voici ce qui m a aide a faire mon calcul faux...c est un message sur les volants d inertie adresse a paulb.


    <<<<<<<<<<<<<<<<<<Effectivemen t, le moment d’inertie est bien : J=1/2 m*R² (pour un cylindre plein)
    Et l’énergie développée est : E=1/2 J*ώ² (oméga s’exprime en radians par seconde)

    Ainsi, par exemple, pour un cylindre plein en acier, de 1 mètre de diamètre par 1 mètre de hauteur (soit 10 dm de diamètre par 10 dm de hauteur):

    Masse : Pi * R² * h *d (densité) * g (9,81 m.s²)
    soit : 3,1416 * 5 *5 * 10 * 7,85 * 9,81 = 60.482 N
    (Dans ce calcul, j’utilise les décimètres pour les dimensions, ce qui donne un volume en litre et permet d’avoir directement la masse en Newtons)

    J = 0,5 * 60452 * 0,5 *0,5 = 7560,3 N.m²
    (Dans ce calcul-ci, j’utilise les mètres afin d’obtenir directement le moment d’inertie en N.m²)>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> >>>>>>>
    il y a donc dans ce calcul erreur sur la masse non??
    si il n y a pas d'erreur c'est que je n 'ai rien compris...
    ce que j ai compris par contre c'est que je n 'ai pas de predisposition aux calculs mécanique...

    bonne nuit et merci encore de m'avoir accordé tout ce temps

  18. #14
    mécano41

    Re : calcuks de demarrage d'un volant d'inertie

    oui, bien sûr, c'était faux.

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