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Calcul puissance moteur entrainement vis a billes



  1. #1
    TONYGTI16

    Calcul puissance moteur entrainement vis a billes


    ------

    Bonjour,

    je cherche a dimensionner le moteur pour l' entrainement d' une vis a billes.

    la masse à déplacer est de 150 kg, le sens de déplacement est horizontale et la masse repose sur 2 rails trapézoïdale à patins, parallèle.
    La vis a billes est au centre de c'est 2 rails.

    cette vis a une longueur de 1000mm un diamètre de 32mm et un pas de 32mm.

    Mon problème est que, j' ai du mal a savoir quoi choisir comme vitesse et comme temps pour atteindre cette vitesse pour les calculs.

    Et j'ai peur de complètement me tromper a ce niveau la.

    En fait je voudrais pouvoir faire bouger cette masse sur 1m de distance en 2 seconde , et en déduire la puissance moteur nécessaire a celà.

    Si quelqu'un veut bien me conseiller,
    Merci.

    -----

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  3. #2
    Jaunin

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Bonjour,
    C'est juste pour information pour l’instant, si pas déjà vus.
    Cordialement.
    Jaunin__

    https://docs.google.com/viewer?url=h...-Speedline.pdf

    https://docs.google.com/viewer?url=h...is-a-bille.pdf

  4. #3
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Bonsoir,

    Merci pour les liens.

    De mon côté j'ai trouvé ceci :

    Couple nécessaire pour déplacer l'autre élément (transformation de rotation en translation:

    Ma = (Fmax *p*s)/(2000*pi*rendement)

    et
    puissance motrice nécessaire:

    Pa= (Ma*n)/9550


    avec Fmax = charge max en N
    p = pas de filetage mm
    s = facteur de securité (1.25 à 2)
    rendement >0.9
    Ma =couple nécessaire
    Pa = puissance moteur kW
    n = vitesse de rotation tr/min

    ce qui donne pour une vis a billes avec p =32 mm , fmax = 1500N , n = 2500tr/min et s =1.25

    Ma = 10.61 Nm
    Pa = 2.169 kW

    Alors, est ce correct ?
    et donc avec ces résultats j'en déduis que avec un moteur de cette puissance et cette vitesse de rotation la masse 150kg se trouvant sur les rails se déplacera a une vitesse de :
    2500tr/min > 41,66 tr/s * pas de 32 mm = 1333.12 mm/s.

    Quelq'un peut il vérifier ma théorie )???
    Merci.
    Dernière modification par TONYGTI16 ; 09/10/2019 à 19h07.

  5. #4
    goaoute

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Déplacer 150Kg à 1,33m/s avec 2Kw paraît aussi optimiste que le rendement >0,9 (sauf à ce que le tout baigne dans l'huile), sans parler du couple au démarrage avec un pas de 32mm; en attendant les experts...
    Dernière modification par goaoute ; 09/10/2019 à 19h22.

  6. #5
    Jaunin

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Avez-vous tenu compte de l'accélération de départ pour la distance de 1.0 [m] en 2 [s] et de son freinage ?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Non bien-sûr je n'ais pas tenu compte de cela pour l'instant.
    je veut juste savoir en régime établi si je fais pas fausse route.

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  10. #7
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Pardon je n'ai pas pu modifier mon erreur sur le résultat de Pa (trop tardé)qui est en fait de Pa = 2.77kW

  11. #8
    mécano41

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Bonjour,

    Sauf erreur d'interprétation de ma part, tu as dit que le mouvement était horizontal et plus loin, tu calcules la force en partant du poids ; ce serait vrai en déplacement vertical. La force à prendre en compte n'est pas le poids mais l'effort qu'il faut pour déplacer l'objet soit : poids x coeff. de frottement de roulement.

    Ensuite, il faut ajouter l'effort d'accélération. Si tu n'as pas de contrainte particulière de vitesse maxi tu considères une accélération sur la moitié de la course pendant la moitié du temps. Cela suppose ensuite que la commande de ton moteur pilote celui-ci selon cette loi.

    Cordialement

  12. #9
    mécano41

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Pas sûr d'avoir été clair...

    Citation Envoyé par mécano41 Voir le message
    .... Si tu n'as pas de contrainte particulière de vitesse maxi tu considères ...
    Tu calcules ainsi mais si la vitesse maxi trouvée dépasse celle fixée pour le moteur, il y aura une phase accélération, une phase à vitesse constante et une phase décélération.

    Cordialement

  13. #10
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Je suis un peut perdu là...

    je vais essayer de partir autrement:

    admettons que j' ai un moteur de 500w 24V 20A 2500tr en sortie d' arbre et que je peut jouer sur le rapport de réduction avec les poulies courroie.

    quelle vis a billes peut me permettre la meilleur accélération sur 50 cm de déplacement de la masse de 150kg qui au départ est statique?

  14. #11
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    le coeff de frottement rail/patin est donné pour 0.004

  15. #12
    mécano41

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Bonjour,

    Il ne faut pas partir dans tous les sens...Tu avais des données de départ, il faut faire avec et ne les modifier que si un premier calcul te dit que cela ne va pas bien.

    Tu as :

    - une masse m qui se déplace horizontalement sur rails
    - un espace e à parcourir
    - un temps t de déplacement total (accélération, palier s'il y a lieu et décélération)

    Il faut d'abord calculer l'accélération a minimale pour répondre aux critères de temps et d'espace. Pour cela il faut considérer un accélération sur la moitié de la course et une décélération sur l'autre moitié :

    a=2.e/t² avec tes valeurs t=1 s et e=0,5 m, tu as a=1 m/s/s

    ensuite, vérifier qu'avec le vis utilisée, le moteur ne tourne pas trop vite pour la configuration choisie :

    La vitesse maxi du chariot sera : V=a.t soit, avec tes valeurs : V= 1 m/s

    La vis ayant un pas p de 0,032 mm, elle tournera à : N=1/0.032 = 31,25 tr/s soit 1875 tr/min

    Efforts :

    Pour accélérer, il faut Fa=m.a soit, avec tes valeurs : Fa=150.1 Fa=150 N
    Pour le frottement des patins, avec µr=0,004 on a Ff=m.g.µr ou Ff=150.9,81.0,004 Ff=5,88 N mais il y aura des joints, de la précontrainte dans les patins... etc je multiplie par 5 (cela joue peu) ce qui donne Ff=30 N d'où un effort total F=180 N

    Puissance P=F.V = 180 W et un couple C=F.p/(2.pi) C=0,92 N.m à 1875 tr/min (il faudrait aussi calculer l'inertie de la vis et son accélération puis le couple d'accélération à ajouter)

    Qu'il faut affecter d'un coeff. x2,5 pour rendement, sécurité...soit une puissance de 450 W et un couple de 2,3 N.m angulaire pour voir le couple d'accélération à ajouter

    Ce qui veut dire qu'il faut un moteur qui donne au moins une puissance de 450 W à 1875 tr/min (pour un moteur à courant continu, sa vitesse à vide devrait être de 3700 tr/min et son couple de blocage de 4,6 N.m si l'on considère qu'on l'utilise à sa puissance maxi)

    Ce sont juste des indications à vérifier ... d'autres confirmeront ou infirmeront.

    Cordialement

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  17. #13
    polo974

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Citation Envoyé par TONYGTI16 Voir le message
    le coeff de frottement rail/patin est donné pour 0.004
    un coeff pareil est assez improbable pour un glissement...
    Daudet, tu vas nous manquer...

  18. #14
    le_STI

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Salut,

    je pense que TONYGTI16 parle de patin à recirculation de billes (ou rouleaux), pour lesquels cet ordre de grandeur ne me choque pas.
    Ces informations vous sont fournies sous réserve de vérification :)

  19. #15
    mécano41

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Salut Polo,

    Citation Envoyé par polo974 Voir le message
    un coeff pareil est assez improbable pour un glissement...
    Pour ses patins à billes, SKF donne entre 0,003 et 0,005 mais, comme je l'ai précisé, il faut tenir compte en plus : des joints, de la précharge etc...Je suppose que TONYGTI16 parle aussi de patins à billes, sinon, évidemment ça va grimper!

    EDIT : grillé par le-STI

    Cordialement
    Dernière modification par mécano41 ; 11/10/2019 à 12h58.

  20. #16
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Oui ce sont bien des patins billes à recirculation.

    mécano41...WHAOOOUUU!!!

    Un grand merci,
    je vais étudier ça...

  21. #17
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    ed Power: 500W
    Style : Brushed Motor
    Reversible: Yes
    Current Draw (Loaded): 26.7A
    Current Draw (No Load): 2.5A
    Rated Speed (With Load): 2500 RPM
    Rated Speed (No Load): 3000 RPM
    Torque: 1.91Nm
    Efficiency: Greater than 75%
    Number of teeth: 11, Pitch 6.35 #25 Chain
    Weight: 4.1kg

  22. #18
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Je vais essayer de recalculer tout ça.


    Dans tous les cas J'ai le choix entre c'est 2 moteurs car je ne peut pas monter à plus de 33v sur mes carte électronique de commande du moteur donc je ne peut pas choisir un moteur en 36v a part en le sous alimentant.

    Je pense qu'un moteur à 24v bien alimenté sera plus efficace q'un 36v à 33v.

    Il faut que je vois dans ces conditions le pas de la vis a billes le plus adapter a ce moteur 24v 500w ou celuis de 600w.

    Je pensé au départ que un pas de 32mm était le mieux...mais peut être pas finalement.

    Il faut que j'arrive a déterminer avec l'un ou l' autre de ces moteur quel pas me permettrais la plus forte accélération sur 1m de translation de la charge.

    Merci encore pour vos dernier post.

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  24. #19
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    L' autre moteur:

    Power 600W
    Voltage 24V
    Torque: 1.27Nm
    No Load Current: 5A
    Loaded Current: 33.3A
    Unloaded RPM: 5000
    Loaded RPM: 4500

  25. #20
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    voici les relevé du moteur 500w:

    my1020gd_500W_24V_KL.jpg

  26. #21
    mécano41

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Surtout, pour choisir le moteur (une fois que tu es sûr de tes calculs), fais-toi aider par quelqu'un qui les maîtrise bien car tu peux parfois voir, affichées dans les tableaux, des performances époustouflantes mais il y a aussi le temps de fonctionnement autorisé à ces valeurs extrêmes à prendre en compte. Si le temps entre deux allers-retours est court, le moteur n'a pas le temps de se refroidir ; il faut dans ce cas baisser les prétentions en termes de performances...ou prendre un moteur avec d'autres caractéristiques...

    Cordialement

  27. #22
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Très bien,

    Merci beaucoup.

  28. #23
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Bonjour,

    Donc j'ai repris les calcul,
    si je considère le relevé de fonctionnement du moteur bon.
    pour mon moteur 500w:

    il est donné C=1.87Nm à 2546 tr/min avec Pu=500w , rendement 81.14% , I = 25.3A , Pin= 615.96 w , V= 24.35V.

    On sait que Pu = C*ohmega donc,
    2546tr/min>42.43tr/s*2pi = 266.66 rad/s.

    Si je raméne à la vitesse que tu a calculé mécano 41 :

    Pour 1875 tr/min, >31.25tr/s*2pi = 196.34 rad/s.

    C = 500/196.34 = 2.54Nm pour cette vitesse.

    Si 2546tr/min équivaut a 100% de la vitesse, alors 1875tr/min équivaut a 73.64%

    Donc j'en conclu que si je met un rapport de réduction de 1/4 J'aurais le couple nécessaire pour procurer l'accélération de ma masse tout en respectant le temps pour la distance en parcourir.

    Y' a t- il une erreur quelque part?

  29. #24
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    avec un rapport de réduction de 2/5 de la vitesse, j' obtiens:
    1018.5tr/min>16.97* 0.032m = 0.54m/s.

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  31. #25
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    avec un rapport de réduction de 2/5 de la vitesse, j' obtiens:
    1018.5tr/min>16.97* 0.032m = 0.54m/s. de vitesse de déplacement
    Et un couple de 16.97*2pi =106.62rad/s >C =500/106.62 = 4.68 Nm

  32. #26
    mécano41

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Citation Envoyé par TONYGTI16 Voir le message
    ...Si 2546tr/min équivaut a 100% de la vitesse, alors 1875tr/min équivaut a 73.64%
    Donc j'en conclu que si je met un rapport de réduction de 1/4 J'aurais le couple nécessaire pour procurer l'accélération de ma masse tout en respectant le temps pour la distance en parcourir....
    Citation Envoyé par TONYGTI16 Voir le message
    avec un rapport de réduction de 2/5 de la vitesse, j' obtiens:
    1018.5tr/min>16.97* 0.032m = 0.54m/s. de vitesse de déplacement
    Et un couple de 16.97*2pi =106.62rad/s >C =500/106.62 = 4.68 Nm

    Je ne comprends pas... Si ton moteur est utilisable à 2546 tr/min pour un couple de 1,87 N.m et si tu veux que ta vis tourne à 1875 tr/min :
    - la réduction à prévoir est de 2456/1875=1,358 (soit par ex. pignons moteur de 56 dents et un pignon récepteur de 76 dents soit un rapport exact de 1/1,357).

    La vitesse est donc : 2456/1,357=1810 tr/min et le couple disponible à cette vitesse : 1,87*1,357=2,54 N.m

    Cordialement

  33. #27
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Oui c'est moi qui est mal écris ce que je voulais dire.
    Enfin de toute façon cela manquais de précisions.

    Je vous en remercie.

  34. #28
    TONYGTI16

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    mécano41, comment arrive tu à trouver ces valeurs:

    "pour un moteur à courant continu, sa vitesse à vide devrait être de 3700 tr/min et son couple de blocage de 4,6 N.m si l'on considère qu'on l'utilise à sa puissance maxi)"

  35. #29
    yvon l

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Bonjour,
    n’oublie pas de tenir compte de l’inertie propre du rotor du moteur.
    Pour ma part, Je choisis généralement un rapport de vitesse de façon à assurer une adaptation des impédances mécaniques (ici les inerties ) entre le moteur et le système à entraîner.
    Pour faire simple, si vous avez un trop gros moteur, c’est son rotor qui demande beaucoup d’énergie pour accélérer par rapport à l’énergie nécessaire pour accélérer la charge (et la vis à bille.) proprement dite ( Le couple supplémentaire disponible d'un plus gros moteur augmente moins vite que son inertie propre...)

  36. #30
    yvon l

    Re : Calcul puissance moteur entrainement vis a billes

    Voir aussi: (feuille de calcul dans ce lien)
    https://forums.futura-sciences.com/p...ml#post6184795

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