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MaderaMan

Toupie sur Lurem C260 limite de taille et de vitesse

Bonjour,

Je suis en train de faire des calculs pour faire un coffret électrique pour adapter ma machine triphasée sur une alimentation monophasée et aussi lui ajouter quelques fonctions de sécurité. Pour ce faire, j'ai besoin de mieux évaluer les vitesse et les tailles maxi des toupies.
Ça va me permettre de mieux dimensionner les résistances de freinage que je dois utiliser.
La doc indique vitesse 3200 / 6400 pour la toupie
Le logement semble être dimensionné pour des toupies ayant une taille maxi diamètre 160mm, hauteur 12cm, si j'ai bien compris...
Ça représente une grosse énergie mécanique, environ 15kj, sauf erreur.

6400 tr/min, je me demande vraiment si les grosses toupies tournent à cette vitesse... j'imagine des risques potentiels d'éclatement ou de lames tranchantes qui volent si on dépasse les vitesses outils tolérées... que je ne connais pas.

Donc là, je préfère avoir des avis éclairés pour partir sur de bonnes bases...

Ara

La toupie, c'est 6400 tr/ min, pas 3200. Et les outils de toupie actuels, en alu c'est environ 1 kg, et je suppose qu'en acier c'est 2 ou 3 kg max (mais à vérifier, je n'en ai pas).

Pour un outil de 3 kg et 160mm de diamètre, je trouve 4300 J, tu confirmes ?

MaderaMan

J'ai beaucoup moins que toi : pour un outil en acier à 8100 kg/m3 de 3,1kg, D160x20 avec trou central de 40mm, j'ai 2340 joules avec une inertie de 10,4 kg/m².

Ara
( Modifié )

Ah ? Moi je compte : 1/2 x 3,1 kg x (0,08 m)² x (670 rad/s)². Et je ne tiens pas compte du trou central, mais du coup ça me fait penser qu'il y a l'arbre de la toupite !

L'arbre comble le trou central, et il faut le compter en plus, avec sa masse et son diamètre. Il faut aussi compter l'inertie du moteur et de sa poulie...

En première approximation, à dire d'ingénieur (ce qui veut dire "au pifomètre"), on peut peut-être multiplier l'énergie de l'outil par 3 ou 4 pour avoir un ordre d'idée de l'énergie de l'ensemble.

MaderaMan

J'ai fais le calcul sur tableur LibreOffice.
heu, les formules, c'est :
inertie J = masse volumique x pi x diamètre ^4 /32 x longueur
Energie Ec = J x oméga ²

Tu n'aurais pas confondu avec l’énergie cinétique en mouvement rectiligne ? (Ec = 0.5 x m x v²)
Ton (0.08m)² c'est quoi ?

Ara

Alors je ne suis pas un cador de l'énergie d'un cylindre en rotation, donc j'ai cherché sur le web et ce que j'ai trouvé, c'est E = 1/2.I.w² (j'écris w mais c'est oméga en rad/s).
Et I c'est l'inertie, égale à la masse x le rayon².

Ton J est censé correspondre à 1/2 x masse volumique x volume x R² je suppose, mais j'ai du mal à comprendre le ^4/32 (et je suppose que ce que tu appelle longueur est la hauteur du cylindre).

MaderaMan
( Modifié )

J'utilise le symbole " ^ " pour dire "puissance".

Une astuce de calcul mécanique pour utiliser directement le diamètre dans les formules est de remplacer r par d/2. Quand r est monté à une certaine puissance
comme (a/b)^n = (a^n)/(b^n), alors r² c'est d/4
et dans le cas présent, à la puissance 4, comme 2^4 = 32
alors r^4 = d^4 / 32.

Oui, dans la "vraie" formule, c'est h la hauteur. Mais comme certains des cylindres, sont horizontaux, j'ai préféré mettre l comme longueur.

Non, c'est pas au carré, c'est certain.
Je me souvient pas totalement de la justification, mais l'inertie dépend de la masse comme d'habitude, donc d'un volume, ce qui s'obtient en multipliant la surface du disque pi x r² par la longueur. L'inertie dépend de la vitesse linéaire, proportionnelle du périmètre, donc au rayon, ce qui explique une autre élévation de puissance. La dernière élévation de puissance... Je ne m'en souvient plus!

J'ai simplement réutilisé une formule qui provient de mes (vieux) classeurs de cours.

Ara

Attends, je m'é trompé :

Le moment d'inertie I caractérise la résistance d'un corps à la mise en rotation, de la même façon que la masse caractérise la résistance à la mise en translation. Pour un cylindre plein I = ½mR², pour un tube creux I = mR², pour une sphère pleine I = (2/5)mR². L'énergie cinétique totale d'un objet qui roule est la somme de l'énergie de translation (½mv²) et de l'énergie de rotation (½Iω²). Pour un cylindre plein, un tiers de l'énergie cinétique est dans la rotation.

Donc dans ton cas, si l'on prend juste l'outil de diamètre 160 qui pèse 3 kg, considéré plein, cela fait :

E = ½.I.ω² avec I = ½.m.R²

Donc E = 1/4.m.R².ω² = 1/4 x 3 x 0,08² x 670² = 2150 J, ce qui correspond à ton calcul à une vache près.

Reste à ajouter l'inertie de l'arbre toupie et celle du moteur.

MaderaMan

Exact, je trouve 2165 joules en prenant les mêmes valeurs que toi.
Moins d'un pourcent de différence, c'est plus à une vache près, plutôt à une plume de poule près 😉
Pour ma conception, je suis resté à 6kg d'outil max (j'ai de la marge), en ajoutant l'axe et le moteur (avec de la marge), ça me donne 6kj.
J'ai dimensionné mes résistances par rapport à ça.

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Medalegno
( Modifié )

Tu cherche à faire un tableau pour une Lurem C260, ou autre chose ? Une C260, une combinée donc, n'aura sans doute qu'une seule vitesse, ou peut-être 2. Et sera limitée à des outils assez légers.

Sinon, pour répondre à ta question sur les toupies professionnelles, elles ont souvent des gammes de vitesses (souvent 4) qui vont de 1500 ou 3000 T/mn jusqu'à 9, 10, parfois même 12.000, suivant les modèles...
/!\ Il va de soi que ces vitesses doivent être sélectionnées en fonction du diamètre de l'outil utilisé, et dans la vitesse maxi indiquée sur l'outil !
😉

Mis à jour
MaderaMan
( Modifié )

Bonjour,

Tu cherche à faire un tableau pour une Lurem C260 ?

Oui, exactement. Sur la notice de la C260N que Ara à téléchargées, les vitesses mentionnées sont 3200 et 6400 tr/min.
Je suis parti en supposant que le cas le plus défavorable, mais c'est probablement pas réaliste et trop surdimensionné.

Déjà qu'ajouter des résistances de freinage, c'est juste un petit plus pour la sécurité qui implique un surcoût, donc inutile d'exagérer, ça augmenterai le coût sans rien apporter de plus.

Medalegno
( Modifié )

A une époque, j'avais une C2100, donc à peu près équivalent. Ce que je montait de plus lourd et au plus grand diamètre, c'était des plateaux à tenonner de ce genre (2 simultanément), ce qui devait approcher des 2kg au total.
La machine n'avait qu'une vitesse unique, 6200Tr/mn.
😉

MaderaMan

Effectivement... là, j'ai supposé (dans le pire des cas) le montage d'un outil qui approcherait les 18kg... j'ai effectivement forcé la dose... 😅

Medalegno
( Modifié )

MaderaMan De toute ma carrière passée, je recherche ce que j'ai vu ou eu à utiliser de plus lourd...
Je pense que ça devait être d'anciens "bouffe-tout", corps en acier, pour les plus vieux, qui devaient peser 4 ou 5 kg maxi.
Et sur des toupies professionnelles, bien sûr.
Oui, 18 kg, c'est un peu (beaucoup) trop 😂
😉

MaderaMan
( Modifié )

Medalegno : Effectivement. Alors, je vais être plus modeste dans ma conception. 😄

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Xylopascal

Bonjour,

En PJ photo d'un outil a rainer (dont gamme de vitesse angulaire) de 150mm de diamètre. Utilisation sur une C2000 monophasée (même fabricant). A en croire le manuel de la machine c'est surdimensionné. En n'étant pas gourmand (réduire les profondeurs des passes et adapter la vitesse d'avancement) ça passe sans problème.

MaderaMan

Bonjour,

Elle fait quelle épaisseur ?
Et la plus grande que tu as fait quelle taille et quelle vitesse ?
Ta machine démarre et s’arrête en combien de temps dans cette config ?

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