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Siège social : Avenue Montesquieu, 6 4101 Jemeppe (Seraing) Belgique Palan élec

Siège social : Avenue Montesquieu, 6 4101 Jemeppe (Seraing) Belgique Palan électrique Lette Simon 2352 Bachelier électromécanique Dessin technique et bureau d'études - 3ème partie (bloc 2) Année académique 2018-2019 Table des matières 1) Introduction............................................................................................................................3 1.1) Données disponibles...............................................................................................................................3 1.2) Schématisation de l’ensemble................................................................................................................3 2)Les Matériaux..........................................................................................................................4 2.1)Choix du câble..........................................................................................................................................4 2.2)Choix du moteur.......................................................................................................................................4 2.3)Choix de la courroie.................................................................................................................................7 2.3.1) Calcul de la première courroie.........................................................................................................7 2.3.2) Calcul de la deuxième courroie........................................................................................................9 3) Calculs des efforts sur les arbres..........................................................................................11 3.1) Pour la première poulie.........................................................................................................................11 3.2) Pour la seconde poulie..........................................................................................................................12 4) Dimensionnement des arbres................................................................................................13 4.1) Arbre intermédiaire...............................................................................................................................13 4.1.1) En fonction de la Torsion................................................................................................................13 4.1.2) En fonction de la flexion.................................................................................................................14 4.1.3) Vérification de la flèche..................................................................................................................15 4.2) Arbre de sortie......................................................................................................................................15 4.2.1) En fonction de la torsion................................................................................................................15 4.2.2) En fonction de la flexion.................................................................................................................16 4.2.3) Vérification de la flèche..................................................................................................................17 5) Choix des roulements...........................................................................................................18 5.1) Arbre intermédiaire...............................................................................................................................18 5.2) Arbre de sortie......................................................................................................................................19 6)Bibliographie.........................................................................................................................20 1) Introduction 1.1) Données disponibles Ce palan doit être capable de monter une charge de 500kg à la vitesse de 1m/s. La hauteur de levage maximum sera de 2.5 m. Le câble sera acheté chez http://www.catalogs.brugglifting.net/D&H/FR/#catalogue/ Ce câble s’enroulera sur un tambour diamètre 300mm. Le tambour sera entraîné par un moteur via une transmission par courroie crantée destinée à assurer la réduction de la vitesse du moteur. La poulie côté moteur aura min. 17 dents. L’ensemble de la transmission sera enfermé dans un carter pour la protéger. L’arbre sera supporté par des roulements à billes à contact radial, montage économique. Le moteur sera fixé au carter par sa bride circulaire. Le moteur tournera à 750 tr/min 1.2) Schématisation de l’ensemble 2)Les Matériaux 2.1)Choix du câble Pour le choix du câble, nous choisirons le câble 03941 de la page 38 du catalogue fourni par monsieur Louys (lien dans la bibliographie). Le choix de ce câble est choisi par rapport à la charge maximum qu’il peut supporter par rapport au cahier des charges du palan et par rapport à une sécurité. 2.2)Choix du moteur Afin de choisir le moteur, nous devons d’abord calculer la puissance dont il aura besoin afin de pouvoir soulever la charge de 500kg. A l’aide des données dont nous disposons, nous pouvons calculer le Travail (W) : W =F.h=m.g.h=500∗10∗2.5=12500J Avec W = le travail, F = le poids de la charge, m = la masse de la charge, g = la force de pesanteur et h = la hauteur. Nous pouvons également calculer le temps de montée de la charge : Vc=1 m s =e t =2.5 t =¿t= 2.5 1 =2.5s Avec Vc = vitesse de montée de la charge, e = l’espace parcouru et t = le temps. Avec ces données, nous pouvons calculer la puissance devant être développée pour soulever la charge  Pu= W t =12500 2.5 =5000W On devra donc choisir un moteur qui développe une puissance de plus de 5000W (Considérant un rendement de 100%) En regardant sur le site Technic-achat (voir tableau ci-dessous), on constate que pour une puissance de 5Kw, on trouve des moteurs de minimum 1450tr/min. On constate également que le premier moteur qui a une puissance de 5kW a un rendement de 88.7% ce qui fait qu’il ne nous fournirait qu’une puissance de 4.435kW ce qui n’est pas suffisant. En prenant le moteur suivant avec une puissance de 7.5kW et un rendement de 88.7%, on arrive à une puissance de 6,6525kW, ce qui est supérieur à ce qui est demandé et on prendra donc ce moteur. 2.3)Choix de la courroie Calcul du rapport de réduction : Nous choisirons un moteur tournant à 1450 tours par minutes Nous connaissons également la vitesse de levée de la charge qui est de 1m/s Hors nous savons que Vc= π∗Dtambour∗N tambour 60 nous pouvons donc en déduire la vitesse de rotation du tambour N= 60∗1 π∗0.3=63.66tr/min Nous savons que le rapport de réduction i = Nmoteur N tambour = 1450 63.66 =22.8 Sachant que nous savons qu’il y aura minimum 17 dents à la poulie coté moteur, nous pouvons en déduire : i= Nmoteur NTambour =ZTambour Zmoteur =¿ Ztambour=Zmoteur∗1=17∗22.8=387.6=388dents Le nombre de dents étant un peu trop élevé, nous choisirons de faire 2 étages de réduction √i=√22.8=4.77 Pour calculer la courroie, nous nous servirons d’un catalogue de courroie CONTINENTAL 2.3.1) Calcul de la première courroie 2.3.1.1) Détermination des facteurs de service Pour commencer, nous devons calculer le facteur de service total « C0 ». Ce facteur est la somme des facteurs de sécurité par rapport à la charge, à l’accélération et la fatigue. Au niveau de la charge : C2=1.8 (page 33 du catalogue) Au niveau de l’accélération : C 3=0.4 (page 34 du catalogue) Au niveau de la fatigue : C4=0.4−0.2=0.2 (page 35 du catalogue) Nous pouvons maintenant calculer C0 C0=1.8+0.4+0.2=2.4 2.3.1.2) Détermination des diamètres des poulies, de la longueur de la courroie et du pas Lw de la courroie Par rapport au tableau de la page 17 du catalogue, nous pouvons définir les diamètres primitifs des 2 poulies de la première réduction : Ze=22=¿∅prime=56.02mm Zs=105=¿∅prims=267.38mm Nous choisissons un entraxe « a » de 300mm et t = 8 Le Ze devient 22 car il n’y a pas de poulies avec un pas de 8mm inférieur à 22 dents Nous aurons donc une courroie HTD 8M/20mm avec un pas de 8 et une largeur nominale de 20mm Lw=2∗a+ t 2∗(Zs+Ze)+[ t π∗(Zs−Ze)] 2 4∗a Avec Lw = la longueur de la courroie, a = la distance entre le centre de chaque poulie, Zs = le nombre de dents à la poulie de sortie, Ze = le nombre de dents à la poulie d’entrée, t = le pas. Lw=2∗300+ 8 2∗(105+22)+[ 8 π∗(105−22)] 2 4∗300 =1145.23mm 1145 8 =143dents=¿nous prendrons 140dentset donc unelongueur de1120mm Vérifions a : a=1 4∗¿ a=1 4∗[1120−8 2∗(105+22)+√[1120−8 2∗(105+22)] 2 −2∗[ 8 π∗(105−22)] 2 ] a=286.51mm 2.3.1.3) Détermination des facteurs C1, C5 et de l’angle béta Nous devons maintenant trouver l’angle Béta grâce à la formule du catalogue des courroies page 31 β=2∗arcos[ t∗(zs−ze) 2∗π∗a ]=2∗arcos[ 8∗(105−22) 2∗π∗286.51]=136.71° À l’aide de béta calculé ci-dessus, on peut maintenant calculer la variable ZE avec la formule suivante : ZE= Ze∗β 360 = 22∗136.71 360 =8.35 Cette valeur trouvée, on peut regarder dans le tableau 31 de la page 31 du catalogue et on peut voir que vu que ZE est supérieur à 6, le facteur C1 vaut 1. Pour trouver le facteur C5, on regardera le tableau 35 de la page 34 du catalogue. Sachant que nous avons une courroie de 8mm de pas, nous regardons dans la ligne 8M et nous pouvons voir que avec une longueur de 1120mm, nous nous trouvons dans la zone « 960-1279 » et que le facteur C5 vaut donc 1. 2.3.1.4) Détermination du facteur C6 et de la largeur de la courroie Afin de trouver la largeur de notre courroie, nous devons d’abord trouver la valeur du facteur C6. Pour cela, nous prendrons la formule de la page 27 du catalogue : C6= P∗C 0 PN∗C1∗C5 = 5000∗2.4 6230∗1∗1=1.93 Avec PN la puissance par dent (voir tableau 44 page 39) et P la puissance que l’on veut transmettre. On regarde donc dans le tableau 45 page 39 du catalogue et on troue que C6 étant supérieur à 1.58, on aura donc une courroie faisant 40mm de largeur. 2.3.2) Calcul de la deuxième courroie 2.3.2.1) Détermination des facteurs de service Pour les facteurs de service, nous garderons les mêmes que pour la première courroie, soit un C0 de 2.4. 2.3.2.2) Détermination des diamètres et longueur du pas Lw Connaissant le rapport de réduction du premier étage, nous savons que la vitesse de rotation de l’arbre intermédiaire sera de N2= Nmoteur I =1450 4.77 =303.98tr /min . Nous devons donc maintenant trouver une courroie qui pourra fournir une puissance de 5000W avec une vitesse de rotation de +-304 tours par minutes. Nous trouvons donc dans le tableau 48 de la page 41 du catalogue une poulie d’entrée avec 28 dents qui peut fournir une puissance de 11.21kW. La courroie sera donc une courroie HTD 14M/40mm. Elle aura donc un pas de 14mm avec une largeur de 40mm. De là, on peut trouver le nombre de dents de la poulie de sortie grâce à la formule : Zs=Ze∗I=28∗4.77=133.56dents => on prendre 134 dents De là, on peut trouver le diamètre primitif des poulies grâce au tableau 19 de la page 18 du catalogue : Ze=28=¿ ∅prime=124.78mm Zs=133=¿∅prims=597.15mm Nous choisissons un entraxe « a » de 600mm et un pas t = 14 Lw=2∗a+ t 2∗(Zs+Ze)+[ t π∗(Zs−Ze)] 2 4∗a Avec Lw = le pas, a = la distance entre le centre de chaque poulie, Zs = le nombre de dents à la poulie de sortie, Ze = le nombre de dents à la poulie d’entrée, t = le pas. Lw=2∗600+ 14 2 ∗(134+28)+[ 14 π ∗(134−28)] 2 4∗600 =2426.97mm Calculons maintenant le nombre de dents afin de trouver la longueur standard de la courroie : Z=Lw t = 2426.97 14 =173.36 => on prendra donc 175 dents ce qui nous donnera une longueur de courroie de uploads/s3/ lette-simon-note-de-calcul-palan-electrique-2-0.pdf