Dimensionnement d'un vérin à gaz employé dans un arceau de parking automatique

[Dinkenko]

Bonjour à tous!
Je travaille sur le dimensionnement d'un arceau de parking automobile et je rencontre des difficultés pour avancer sur le dimensionnement du vérin électrique. J'ai besoin de votre soutien pour passer ce niveau.
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[le_STI]

Salut,

je qualifierais ta question de "très vague"...

Quel est le cahier des charges?

EDIT : Ton titre parle de vérin à gaz, ton message de vérin électrique, et je vois sur ton image que les deux sont déjà assemblés

[Dinkenko]

évidement il y a deux vérins employés. Le vérin à gaz sert à amortir les chocs. Et le vérin électrique est l'actionneur principe.
En fonctionnement normale, le vérin à gaz se comporte comme une simple bielle et lorsqu'il y choc, il se comprime pour amortir le choc et protéger ainsi le reste du mécanisme.
je vous joins le cahier des charges fonctionnels.
La problématique posée est:

Fonctionnement du produit final (arceau de parking) :
La finalité du système est de protéger efficacement les places de stationnement individuelles contre les véhicules non autorisés.
Une télécommande inviolable permettra au conducteur du véhicule autorisé de faire descendre l’arceau pour stationner, et le faire remonter pour bloquer (protéger) sa place quand il part.
Une solution de fonctionnement Manuelle doit être prévue en cas de défaillance du système de télécommande.
Le système à concevoir devra intégrer la sécurité des personnes et des véhicules : L’arceau doit ainsi être protégé contre les dommages de chocs dans les 2 sens de circulation et le vandalisme.
L’ouverture du capot doit être protégée par un système de sécurité.
Si l’arceau rencontre un obstacle:
– Pendant sa remontée : il redescend.
– Pendant sa descente : il s’arrête.
Le système devra être étanche aux intempéries et la coque supporter la masse d’une voiture qui monte sur elle accidentellement.
Des alertes sonores et/ou visuelles doivent signaler tous les dysfonctionnements.
La gestion de l’énergie devra être étudiée pour optimisation : panneau solaire, version avec doubles batteries (suivant utilisation)…
Une conception électronique tropicalisée et évolutive permettra de piloter l’arceau en y intégrant un système supervision des différents paramètres (état du système, commande du système, alerte en cas de violation, autonomie en énergie, dysfonctionnements…).
En perspective, l’étude pourra s’étendre à d’autres types de commandes ; caméra lecteur de plaque minéralogique, badge, biométrique…

[Dinkenko]

les deux vérins sont assemblés par l'intermédiaire d'une came pour la transmission de mouvement entre le vérin électrique et le vérin à gaz

[A voir en vidéo sur Futura]

[jiherve]

bonjour
donc en fait nous devrions faire gratuitement le travail d'un bureau d’étude rémunéré !
JR

[Dinkenko]

Bonjour!
Non même pas, je suis un étudiant en fin de formation travaillant sur ce projet pour en faire un mémoire. Mais je suis bloqué au niveau du dimensionnement des éléments c'est pourquoi que je sollicite votre soutien.

[le_STI]

évidement il y a deux vérins employés. Le vérin à gaz sert à amortir les chocs. Et le vérin électrique est l'actionneur principe.
En fonctionnement normale, le vérin à gaz se comporte comme une simple bielle et lorsqu'il y choc, il se comprime pour amortir le choc et protéger ainsi le reste du mécanisme.
…

Oui oui, j'avais parfaitement saisi le principe de fonctionnement en regardant l'image, mais je m'etonnais d'une part du fait que la question semblait ne porter que sur le vérin à gaz si on se référait au titre et que sur le vérin électrique si on s'en tenait au corps du message, et d'autre part au fait que les deux éléments sont dors et déjà intégrés à l'assemblage, ce qui voudrait dire que le choix a déjà été fait.

Je jetterai un oeil au cahier des charges un peu plus tard, mais avant ça je te conseille d'aller voir le post-it "Exercices-Devoirs-..."

[Dinkenko]

Oui, j'ai mal exprimé la question.
j'ai fixé l'encombrement de l'arceau: largeur à 600, la hauteur à 520 et choisi le tube creux en acier S235 de diamètre 60,3(épaisseur 5). Avec ces dimensions, j'ai obtenu un poids linéaire de 98,437464 N que les vérins sont appelé à soulever. Avec la hauteur, j'ai calculé aussi l'arc de battement de l'arceau. En fonction de ces données, je voulais passer à la détermination du vérin à gaz du vérin électrique susceptible de soulever ou d'équilibrer ce poids de l'arc au cours du fonctionnement mais je suis bloqué

[le_STI]

Avant d'aller plus loin, tu es sûr que cette contrainte de conception est respectée?

protégé contre les dommages de chocs dans les 2 sens de circulation

Ensuite, dans un premier temps, il faudrait que tu schématiqe ton systme pour commencer par déterminer la force nécessaire à l'élévation de l'arceau tout au long de sa course.
La première étape sera de déterminer la force exercée par le ressort à gaz (qui n'est pas un vérin) sur l'arceau.

Partant de là, il faudra en déduire la force exercée par le vérin électrique sur le levier intermédiaire.

Le plus "compliqué" sera de déterminer les équations liant les forces entre elles en fonction de la position angulaire de l'arceau (et donc également de la position angulaire du levier).

Un schéma cinématique coté, clair et à l'échelle te sera certainement d'une grande utilité.

[mécano41]

Bonjour,

...dans un premier temps, il faudrait que tu schématise ton système pour ...

C'est ce que je lui ai dit (en privé car il m'avait interrogé en privé) mais je n'ai eu aucun croquis...

Autre chose : on ne voit pas bien comment est fixé le vérin électrique ; on voit un attache sur le corps. Si c'est fixe, cela ne fonctionne pas. Si ce qui est représenté est un pivot, il est déporté et cette disposition va créer un moment qui va se traduire par un effort de flexion de tige de ce vérin** (ce que l'on s'interdit s'il on veut faire de la bonne construction mécanique) Les vérins comportent souvent une articulation arrière, dans l'axe, il faut l'utiliser.

** et en plus, cela complique les calculs...

Cordialement

[mécano41]

@ Dinkenko:

Il semble qu'il y ait un problème avec ton adresse perso. J'ai reçu un message "undelivered mail...." alors tu n'as pas dû recevoir mon mail. J'en mets donc le contenu ici.

"Bonjour,

Bien reçu mais, même en agrandissant un peu, difficile de voir le fonctionnement. On a l'impression que le vérin est fixe (attaché au châssis par son tube), que sa tige manoeuvre un levier articulé qui à son tour appuie sur l'arrière du ressort à gaz dont la tige est liée au levier destiné à faire pivoter l'arceau (si c'est ainsi, il y a quelque chose qui ne peut pas fonctionner...). Il faudrait faire un croquis de principe, même à main levée, et le scanner ou photographier. Il faudrait aussi dire exactement le but recherché et préciser le pourquoi de l'utilisation du ressort à gaz qui, si j'ai bien compris, "sert de bielle élastique".

Quel est le but de cette étude? Exercice d'école? Projet de construction?

Cordialement "

[Dinkenko]

Merci pour cette contribution.
Pour la contrainte "Protéger dans les deux sens", elle n'est pas respectée car dans le CDF initiale, c'est protection dans un sens en cas de forcing pour accéder dans le parking qui était après, je travaille avec ce modèle pour cette conception.

[Dinkenko]

Le corps vérin électrique est fixé à l'aide d'une plage de fixation mais sa tige a une une liberté de mouvement.

[Dinkenko]

D'accord je vous reviens par mail avec le conquis de principe.

[le_STI]

Salut mécano41

.... un pivot, il est déporté et cette disposition va créer un moment qui va se traduire par un effort de flexion de tige de ce vérin** ....

C'est exactement la réflexion que je me suis faite lorsque j'ai constaté chez mon kinésithérapeute que sa table réglable en hauteur était actionnée par un vérin électrique ayant ce type de conception
Je n'y ai pas très longuement réfléchi, mais je n'y vois pas d'intérêt (peut-être que ça simplifie la production ou la réparation ? )

Il n'est donc pas impossible que ce soit le cas aussi du vérin électrique choisi par Dinkenko...

@Dinkenko : Pourquoi ne pas partager toutes les informations ici? (mis à part des informations personnelles ou confidentielles, évidemment)

[Dinkenko]

En fonctionnement normal, le vérin à gaz se comporte comme une bielle. Mais lorsqu'aucune consigne n'est donnée, le système est en position haute et bloquée dans celle-ci et lorsqu'un automobiliste tenter de forcer l'entrée, l'arceau doit pouvoir se rabattre pour protéger le reste du mécanisme et le vérin à gaz joue un rôle d'amortisseur à ce niveau.

[Dinkenko]

Je n'ai pas de problème pour partager le croquis mais je n'arrive pas à joindre joindre un fichier dans la discussion.

[tchitchou]

Bonjour,
clic sur

[Dinkenko]

Merci!
Voici le croquis de principe

[mécano41]

Bonjour,

Avant tout calcul (à faire en 3D), il va falloir bien définir les degrés de liberté. Actuellement, il me semble qu'il y a un problème. Sur ton image timbre-poste je vois :

- liaison 1-5 : pivot
- liaison 1-3 : rotule
- liaison 3-7 : rotule
- liaison 7-5 : pivot
- liaison 7-2 : rotule
- liaison 2-5 : pivot. Cela ne peut pas être une rotule sinon le vérin électrique basculerait autour des deux points sous l'effet de son poids (et aussi du moment de frottement de son système vis-écrou interne car la tige du vérin électrique n'est jamais arrêtée en rotation intérieurement). Les efforts ne seront pas très importants mais bon...

Les deux dernières ne sont théoriquement pas compatibles ici car le vérin est alors monté rigide dans le sens vertical. Là aussi on peut s'arranger avec la mécanique...elle est bonne fille...mais je ne sais pas ce qui doit être pris en compte dans un mémoire d'études et c'est pour cela qu'habituellement je ne participe pas aux demandes d'étudiants. Je préfère donc laisser la main à ceux qui se sentent plus aptes à répondre.

Cordialement

[le_STI]

Salut Dinkenko,

pour ma part, lorsque je te proposais de faire un schéma cinématique à l'échelle, c'était pour que tu crées un outil qui t'aiderait dans la résolution du problème

[Dinkenko]

Bonjour Mécano41!
Je vais intégrer les différentes remarques et corriger certains points qui me seront utile pour le bon fonctionnement du mécanisme.
Vos propositions seront les bienvenues pour me faciliter la définition des différents degrés de liberté.
Cordialement!

[Dinkenko]

Bonjour le_STI!
D'accord on se comprend.
Cordialement!