calcul efforts système pantographe

[MS78]

Bonjour tout le monde,

J’étudie le système de basculement d'une rampe dans mon atelier au vu de son remplacement par plus récent ou standard dans le commerce - système qui date des années 70 - "en gros ça me sert à basculer une caisse de granule".


J'ai fait des recherches sur le forum, et j'ai vu des excel de Mr Mécano41 (sur les ciseaux, vérin trappe...) mais je n'arrive pas à les faire correspondre à mon cas (j'avoue que c'est au dessus des mes capacités en mécanique et excel).

Alors si vous pouvez m'aider ou m'indiquer les démarches à suivre pour déterminer les efforts fournis aux points A (par la poussée du vérin => section piston 78,5 cm^2 et la pression de service de 100bar), et point C., le vérin a une inclinaison de 10° env par rapport à l'horizontale et environ 60° en position basculement.

Je n'ai pas renseigné les côtes afin de connaître la démarche à suivre mais au besoin je peux les fournir.


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Vous remerciant d'avance

Manuel
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[mécano41]

Bonsoir,
Avec ce que je comprends sur le dessin, je ne vois pas pourquoi la barre EDB voudrait monter de la position Repos à la position Basculement. Pour moi, ABC pivote en B... mais B reste par terre...mais je n'ai peut-être pas compris quelque chose...Il faudrait aussi indiquer où est approximativement le centre de gravité de la charge à basculer (au dessus de AC ou en dehors)

Cordialement

[MS78]

Bonsoir mécano41,

merci pour le retour.


Justement en cherchant sur le net, je trouve le système vérin semblable .


pour ta question au sujet de la gravité, je vais vérifié et revenir vers toi.

cordialement

Manuel

[mécano41]

Ce système-là fonctionne... Dis-moi si c'est cela que tu veux faire et les positions (angles mini et maxi) de la table verte,que tu souhaites obtenir. Je n'ai pas besoin des dimensions mais si tu les as...autant les donner (même approximatives). Pour la position du CdG, cela n'a plus d'importance.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[MS78]

Mr Mécano41 merci.

alors j'ai essayé de prélever les côtes aussi précis que j'ai pu (il fait bien sombre dans l'atelier à cette heure ci )

Manuel

[mécano41]

Bonjour,

J'ai commencé à mettre tout cela en place. Je te tiens au courant dès que j'ai fait une première ébauche...

Cordialement

[Pascualo]

Bonjour,

Tu peux résoudre ton système grâce à la mécanique statique graphique. Voici une très bonne vidéo sur le sujet.
https://www.youtube.com/watch?v=eo0Gdd3Zoss

[mécano41]

Bonjour,

à MS78 :

Voici une appli EXCEL pour le cas que tu as décrit. Cela ne fonctionne que sous EXCEL car il y a du code VBA (pour la loi d'entrée-sortie du système dit "à quatre barres"). Si tu n'as pas EXCEL, je pourrai faire le même calcul sur une feuille afin de pouvoir l'ouvrir sous LibreOffice par ex.

J'ai tenu compte du poids des bras car je ne sais pas s'ils seront lourds ou pas. J'ai négligé le poids du vérin (peu important en regard du reste et variable et CdG variable...)

En fonction des cotées que tu as données, j'ai recalculé la longueur CD (=UD du bras 2 = 844,6) pour qu'il n'y ait pas coincement en position basse. Si tu modifies les cotes, il faudra redéfinir cette longueur et de toute façon prévoir du jeu pour compenser les tolérances...

J'ai limité le débattement de 0 à 60°.

Les paramètres doivent être entrés dans les cellules jaunes et les résultats lus dans les cellules vertes (sous le dessin) pour une position theta choisie avec le curseur. Tu as plus de détails sur les forces dans les cellules vert clair plus à droite

Cordialement

[Pascualo]

Bonjour Mécano41,

Je suis impressionné par la densité et la complexité de tes feuilles excel et de leurs macro. Bravo !

Pour ton information, j'ai pu lancer ton autre macro MarcheRot sous libreOffice calc, écrite dans le fichier "Nouvelle pompe 3 à 7 pistons". Mais pas toutes.

[mécano41]

Bonjour Pascualo,

Non, Cela se traduit un peu tout seul mais dès que cela devient plus complexe, ça plante. Les dernières versions avec boîtes de dialogue ne passent pas, c'est sûr...

Cordialement

[MS78]

Monsieur Mécano41,

merci infiniment pour votre aide et ce magnifique tableau excel. Je viens de terminer d'installer excel 2013 (merci mon fils) : je vais faire quelques simulations demain et espère définir le système de mon basculeur. Je reviens certainement pour vous donner des nouvelles.

@Pascualo : merci pour votre lien youtube j'ai pu accéder au site du créateur de la vidéo http://constructionmeca.chez-alice.fr/, et ai pu téléchargé le logiciel statgraph...bon j'avoue que je suis penché depuis cet après midi sur le manuel et essaie de le manipuler rapidement .. merci encore une fois.

Cordialement

Manuel

[mécano41]

Bonjour,

J'ai dit une bêtise ici :

...En fonction des cotées que tu as données, j'ai recalculé la longueur CD (=UD du bras 2 = 844,6) pour qu'il n'y ait pas coincement en position basse. Si tu modifies les cotes, il faudra redéfinir cette longueur et de toute façon prévoir du jeu pour compenser les tolérances...

En fait, le risque de coincement ne surviendrait que si l'on arrivait à aligner les points A, B, C et D mais pour cela, il faudrait que theta soit inférieur à 0°. Comme je l'ai limité à 0, pas de nouveau calcul à faire. Simplement, lorsque l'on modifie les entraxes CD ou BD, la position de ces deux leviers peut varier assez rapidement (et l'effort du vérin également).

Cordialement

[Pascualo]

Bonjour,

Voilà ce que j'obtiens :
En supposant qu'un effort de 100 est appliqué sur la surface du plateau :
Pour la position de départ : l'effort est de 591 (6 fois le poids sur le plateau)
Pour une position soulevée de 30° : l'effort est de 801 (8 fois le poids sur le plateau)
Pour une position soulevée à 45 ° : l'effort est de 1233 (12 fois le poids sur le plateau)

A noter que le centre de gravité de la masse posée sur le plateau étant plus haut que la surface du plateau, ce point se rapproche du centre de rotation lors du soulèvement du plateau, alors les efforts générés en bout de plateau seront encore plus importants que ce que je montre.

J'aurais pensé que l'effort aurait été le plus important au départ.

[MS78]

Bonjour Pascualo,

juste une question : est ce que l'effort à fournir par le vérin n'est pas le maximum du fait de son angle min en position de départ ?

Manuel

[mécano41]

Bonjour,

Pour les valeurs mises dans l'appli. (cellules jaunes) on obtient cela :

Cordialement

[MS78]

Bonjour mécano41,

effectivement, j'ai refait des essais à vide et en charge (même avec des jeux et fuites !!!), je lis sur le manomètre 100bar position repos et cette pression diminue au four et à mesure que le basculeur se dresse et s'établit aux alentours de 45bar le basculeur levé à sa position max

cordialement
manu

[Pascualo]

@MS78 : et bien non, c'est ce que dit l'analyse statique graphique dans le schéma que j'ai fourni.
Lors du soulèvement du plateau, le CG que j'ai positionné au centre du plateau se rapproche du centre de rotation du plateau et le rapport distance (point C-centre)/(CG-centre) tend à augmenter, car le poids a toujours une application verticale et ne suis pas le mouvement, ou cela se saurait !!!!
En position de départ l'effort sur le point C est de 200 (2 fois le poids au centre du plateau, hypothèse que j'ai définie)
A l'inclinaison de 30° l'effort passe à 231
A l'inclinaison de 45° l'effort passe à 266
Je vais dessiner la position à 60° que j'ai omise.


@Mécano41 : il serait intéressant de confronter nos résultats, qui ne sont pas les mêmes pour l'instant, à partir de données d'entrées identiques.

Quel est le poids de la caisse de granule et comment les granules sont réparties dans la caisse ? Ceci dans le but de modéliser l'effort à prendre en compte et savoir comment le centre de gravité se déplace pendant le mouvement.

[MS78]

@pascualo,
j'avoue que ton analyse/résultats me font interroger au vu de mes relevé de pression: mais je suis là pour apprendre.

en fait, le centre de gravité de départ, j'essaie de verser les sacs de granules (3 ou 4 X 25Kg) au milieu du plateau mais c'est jamais bien repartie de toute façon (vu l'âge du captain, les 25kg seul c'est enorme !); mais au fur et à mesure que le basculeur se dresse, les granules glissent vers l'arrière (normal) ...

Cordialement

Manuel

[mécano41]

...@Mécano41 : il serait intéressant de confronter nos résultats, qui ne sont pas les mêmes pour l'instant, à partir de données d'entrées identiques.

En ouvrant le fichier, même sous Libre Office et sans valider les macros, tu as :

- les paramètres utilisés, dans les cellules jaunes
- une feuille "Calculs manuels" qui donne les équations (résolues dans la feuille)

Cordialement

[Pascualo]

Je potasse cela cet après-midi et je vous dis. Je me suis peut-être trompé dans le dessin. Si les sacs glissent vers l'avant, l'effort diminue c'est certain.

100 bars cela me semble énorme !

Je peux constater en tous cas que le système est un multiplicateur d'effort. C'est peut-être dû à un manque de course de vérin.

verrin_remorque2.jpg
verrin_remorque.jpg

[Pascualo]

@ Mécano41 : J'ai trouvé des cotes différentes entre nos deux définitions : elles sont représentées sur les vues et en orange dans le tableau. Les valeurs en violet des centres de gravité sont à recalculer.

Ta page de calcul est impressionnante, c'est la méthode "vieille école" mais qui marche toujours !

J'ai fait une erreur d'appréciation, j'ai doublé l'effort de poids pour un levier deux fois plus long, alors que je devais le diviser par deux !!!

bras1.jpg
Table.jpg
tableau.jpg

[Pascualo]

Bonsoir,

Mon premier schéma est faux. Si celui-ci est juste pour la direction des efforts sur la table,sans intégrer le poids des bras et de la table (comme mécano41), j'obtiens les efforts suivants :
au démarrage : 222 kg, 2178 N
à 30° : 183 kg, 1795 N
à 45° : 159 kg, 1560 N
à 60° : -37 kg, -363 N, c'est-à-dire que le vérin est tiré et n'a plus d'effort à donner, car le poids passe le centre de rotation de la table.

Si c'est juste, je me paye l'apéro !!
Méca2.jpg
Méca3.jpg
Méca4.jpg

[mécano41]

@ Mécano41 : J'ai trouvé des cotes différentes entre nos deux définitions : elles sont représentées sur les vues et en orange dans le tableau. Les valeurs en violet des centres de gravité sont à recalculer.

On n'a pas toutes les cotes alors, c'est sûr, les CdG et les masses ne peuvent pas être bons et l'on va avoir des différences dans les cotes (j'ai pris AC=AD comme sur son dessin et ajusté le reste)...mais pour moi, c'est sans importance puisque le but est de faire un modèle dans lequel on peut modifier rapidement les paramètres afin d'ajuster des positions de leviers comme on le souhaite...et voir en un coup de curseur les efforts, longueur vérin...etc.

c'est la méthode "vieille école" mais qui marche toujours !

Je ne sais pas ce que tu veux dire... tu devrais nous indiquer ta méthode "nouvelle école" pour nous instruire...


Voici les résultats avec tes valeurs (masses table et bras = 0 et masse charge 150 kg à QGc = 500 mm) :

- 0° : 1561 N
- 30° : 966 N
- 45° : 575 N
- 60° : -61 N

et avec mes valeurs (masses table et bras = 0 et masse charge 150 kg à QGc = 500 mm) :

- 0° : 1609 N
- 30° : 916 N
- 45° : 543 N
- 60° : -59 N

Cordialement

[MS78]

Je potasse cela cet après-midi et je vous dis. Je me suis peut-être trompé dans le dessin. Si les sacs glissent vers l'avant, l'effort diminue c'est certain.

100 bars cela me semble énorme !

Je peux constater en tous cas que le système est un multiplicateur d'effort. C'est peut-être dû à un manque de course de vérin.

Pièce jointe 425480
Pièce jointe 425481

Bonjour Pasculao,

Quant vous dites "multiplicateur d'effort", vous voulez dire que ce système est plus avantageux qu'en appliquant le verin directement ? Je pensais que c'est principalement pour question encombrement/course afin d'obtenir l'angle de basculement désiré.
Autre point , je pense que ce système pantographe est plus stable lors de basculement que le verin placé à l'avant (sur votre image) mais avec défaut qu'il doit nécessiter d'avantage d'effort (pression dans le verin) car il part d'une position "couchée".

J'ai refais des essais avec des nouvelles mesures de pression sur le groupe hydraulique qui confirment un pic de pression maximale à 100 bar au départ et celle-ci diminue au fur et à mesure que le basculer se dresse et que les granules glissent (déport de cdg de masse) vers l'arrière.

Cordialement

Manuel

[Pascualo]

Bonjour Manuel,

Mon schéma était faux et mon jugement aussi, alors n'en tenez pas compte. Je pense aussi que cette conception permet d'utiliser un vérin court et est au contraire un système d'économie d'effort. Mea culpa.

Je vous donnerai mon calcul de pression à partir de mes résultats. Je supposais que le CG restait stable, ce qui n'est pas le cas si les granulés glissent : à partir de quel angle environ se déplacent-ils ?



Bonjour Mécano41,

(j'ai pris AC=AD comme sur son dessin et ajusté le reste)

Tu utilises le lettrage issu du schéma représenté dans le premier message. J'utilise le lettrage du schéma du message #5, dans lequel les lettres sont positionnées différemment. Je n'ai qu'une seule estimation j'ai supposé que A et B sont à la même altitude.

Les valeurs que j'ai corrigées, dans ton tableau de valeurs, sont issue de la construction selon les cotes du message #5, dont la diagonale du bras1 CD.

tu devrais nous indiquer ta méthode "nouvelle école" pour nous instruire...

Pardonnes-moi d'avance, je n'ai pas voulu être moqueur, je n'en ai pas la compétence. Je suppose que tu as utilisé un torseur.
Ce que je reproche aujourd'hui dans tous les livres de mécanique, c'est que dès les première équations, tout de suite les auteurs sortent des intégrales à n'en plus finir et je trouve cela incompréhensible. Je préfère consulter des ouvrages anciens, des années 50-60, qui sont limpides.
J'avais discuté avec un monsieur, sur l'aérodrome de Chavenay, qui construisait un petit hélicoptère et qui m'avait dit que la mécanique, c'est simple, et qu'il avait tout calculé lui-même. Je ne pense pas qu'un ingénieur méca d'aujourd'hui sache le faire.

[mécano41]

... Je suppose que tu as utilisé un torseur...

Non, je ne maîtrise pas le formalisme des torseurs mais je pense que l'on arrive aux mêmes résultats (il vaut mieux!). C'est juste une application du PFD : somme des forces nulle, somme des moments en un point nulle (ce serait pareil en 3D, juste un peu plus compliqué) ensuite une résolution des équations trouvées dans la feuille Calculs manuels (ici 9 équations à 9 inconnues) par EXCEL. (si j'avais eu besoin de connaître, pour chaque composante de force, sa fonction Fi = f(theta i) je serais passé par un logiciel de calcul formel - le gratuit MAXIMA fait le travail mais bon, il faut transférer les résultats, les adapter...etc et je n'en ai pas besoin puisque pour le tableau je mémorise le résultat de Fv, pour chaque degré, en faisant déplacer le curseur par VBA)

Cordialement

[Pascualo]

Je me suis cogné sur le mur du moment, en seconde. Ma question : "Est-ce que le moment est un couple ?" Réponse du prof : "Non.". C'est tout ! C'est court comme réponse. A ce moment-là, justement, je n'ai pas compris ce que c'était, puis par la suite je n'ai pas eu à l'utiliser, je suis modeleur mécanicien en première formation.
Par la suite, assez récemment, lorsque j'ai compris que le moment est un vecteur résumé des efforts d'inertie sur une pièce, qui s'explique très bien dans l'espace pour les constructions d'assemblages, je m'imaginais bien la multitude de plans calques superposés sur les tables à dessin des bureaux d'aéronautique, avant l'avènement de la CAO.
J'ai côtoyé un modeleur mécanicien qui avait participé à la conception de la Caravelle, il m'a montré des photos et des plans de l'époque.

[MS78]

Bonsoir,

J'ai trouvé un pantographe de remplacement, et grâce au tableau excel de Mr Mécano41 (merci beaucoup ), ai pu déterminé son effort et son emplacement idéal.

Je me mets au travail.

Je souhaite vous remercier, Mrs Mécano41 et Pascualo, pour vos conseils, remarques et aides précieuses.

Cordialement

Manu