Jeudi 24 Avril 2014,
Je viens tout juste de terminer mon 3DOF actionné par des réducteurs à cames que déjà je planifie la construction d'un prototype de vérin électrique à déplacement linéaire.
Je pense que cette solution est la plus efficace pour transmettre des mouvements à la structure mobile.
Ce genre de produit existe dans le commerce mais le prix est vraiment dissuasif.
C'est donc pour cette raison aussi que je me lance dans ce projet.
Ce vérin sera spécialement étudié pour nos simulateurs.
Voici les caractéristiques du vérin que je compte réaliser.
Vitesse de déplacement : 400 mm/s maximum
Force de poussée et traction : 1000 N minimum.
L'activation se fera par un moteur AC brushless de 750 W avec réducteur planétaire 1/10.et une seconde réduction à courroies-poulies crantées.
Déplacement maximum +/- 100 mm ce qui est largement suffisant.
Comme je suis absent de mon atelier pour un bon moment il ne faudra pas vous attendre à une construction éclair.
En ce moment je dessine les plans et je rassemble tout le matériel qu'il me faut.
Maintenant que j'ai publié ce projet une marche arrière m'est interdite, j'irai donc jusqu'au bout.... comme d'habitude.
Dimanche 27 Avril 2014
Je me suis lancé dans des petits calculs pour déterminer la vitesse linéaire du vérin et sa force.
Caractéristiques :
Moteur AC brushless 750 W vitesse 3000 tr/min
Couple moteur 2.4 Nm
Réducteur planétaire 1/10
Poulie arbre réducteur 26 dents
Poulie arbre courroie 40 dents
Poulie qui en traîne la courroie 26 dents .. De= 40.2 mm...r = 2.1 cm
Rendement total 95 %
La réduction totale est de :
40/26 x 10 =15.4
Vitesse de l'arbre qui entraîne la courroie:
3000/15.4 /60 = 3.24 tr/s
Vitesse linéaire de la courroie:
40.2 x 3.14 x 3.24 = 409 mm/s
Couple sur l'arbre qui en traîne la courroie:
2.4 X 15.4 = 34 Nm
Force de traction de la courroie:
34 x 100 / 2.1 = 1619 N = 162 Kgf
Rendement 95%...F= 154 Kgf
Résultat final :
Vitesse : 409 mm/s
Force : 154 Kgf
La vitesse est importante mais je peux la réduire autant que je le souhaite tout en conservant la même force.
3 Vérins identiques vont supporter une charge de 150 Kgf...soit 50 kgf chacun...il y a une bonne marge.!!!
Jeudi 1 Mai 2014
Commandé en Chine, le réducteur planétaire est arrivé à bon port.
Je viens de le monter sur mon moteur brushless AC de 750 W....tout est OK..la réduction est de 1/10. .. la longueur totale jusqu'au bout de l'axe est de 250 mm.
En sortie du réducteur planétaire je dispose d'un couple constant de 24 Nm et une vitesse maxi de 300 tr/min.
Maintenant je vais pouvoir faire les plans du vérin à déplacement linéaire.
Voici le boîtier tandem qui va servir de guide à un arbre de 30 mm de diamètre.
C'est une belle bête, 152 mm de long, !!!!.une après une je rassemble les pièces qu'il me faut.
Vendredi 9 Mai 2014
Voici un croquis du vérin :
Ce n'est rien de précis, ce n'est pas à l'échelle, c'est juste un croquis du principe.
Lundi 12 Mai 2014
Je viens juste d'être livré de la pièce de guidage de l'arbre de 30 mm, la vache c'est une belle bête...1.9 Kg
Le corps est en aluminium L x l x h ( 152 x 87 x 70 ) avec 2 taraudages M12 pour la fixation.
A l'intérieur du corps en alu sont montées deux douilles de guidage en plastique DrylinR ...réf : RJUM01
L'arbre de 30 mm sera guidé sur une longueur de 144 mm.
Les commandes arrivent les unes après les autres.
4 poulies crantées AT5 de 27 dents, une poulie de 26 dents et une poulie de 42 dents.
2 courroies AT5- 25 de 165 dents et une de 75 dents
4 roulements de 12 mm et 2 roulements de 20 mm
2 paliers de 12 mm.
2 plaques de jonction.
Voilà, maintenant je n'attends plus que les arbres de 30 mm et 20 mm de diamètre.
Une carte est dédiée à chaque vérin, le réglage du PID est à présent possible.
Un bornier permet de brancher 2 micro-rupteurs.
3 Arbres de 30 mm longueur 420 mm avec à chaque extrémité un taraudage M 12
3 Arbres de 20 mm de 250mm avec 3 rainures de clavette.
En début de semaine je me suis fourni en métal, de l'aluminium en épaisseur de 10 et 15 mm.
Actuellement je profite de mes machines pour usiner 6 logements de roulements.
.Il y aura un système de tension des courroies, le tout sera articulé au niveau du socle du simulateur par deux paliers de 12 mm.
L'axe de 30 mm sera entraîné par les deux courroies grâce à 2 plaques de jonction.
Cet axe coulisse parfaitement bien dans un silence religieux.
La grande poulie sera entraînée par la poulie du réducteur planétaire 1/10 du moteur brushless.
Ça se monte lentement mais sûrement
La partie avant permet de régler la tension de la courroie gräce à un taraudage M10.
Cela signifie qu'il faudra attendre le 15 septembre pour que je puisse à nouveau avancer dans mon projet.
Mardi 9 Septembre 2014.
La pièce était trop volumineuse, j'ai donc enlevé de la matière, 5.5 mm sur deux faces seulement.
Je progresse dans le montage, j'ai usiné quelques pièces qui me permettent de tendre les courroies.
Par contre les courroies sont un peu trop petites car je souhaite avoir un déplacement linéaire plus grand.
J'ai commandé de nouvelles courroies un peu plus grandes , mais je ne les aurai pas avant 8 jours.
Voici la pièce de fixation de l'ensemble moteur- réducteur planétaire.
Le montage se fera de cette façon .
Je viens de faire les rainures de clavette sur le poulies....pas aussi évident , il faut fournit beaucoup d'efforts malgré la presse manuelle.
D'autre part j'ai fixé les deux paliers pour que le vérin puisse s'incliner sous un certain angle.
Les paliers sont fixés par des vis M12 dans une barre d'acier de 25 x 25 mm
Je viens de réaliser la pièce qui fait la jonction avec les courroies et la barre de poussée.
Cette pièce en aluminium est un prototype elle sera remplacée par une autre en acier.
Il manque encore un fer plat pour serrer les courroies sur les plaques de jonction.
Voilà la pièce en acier est presque achevée.
Il me reste à percer 8 trous pour fixer les plaques de jonction ainsi que le fer plat qui fera pression sur les courroies.
Des renforts ont été montés, on ne sait jamais le cornière pourrait plier !!!.
Une fois monté ça paraît très solide.
Un fer plat en acier sera vissé par les mêmes trous que les plaques de jonction.
De cette façon la courroie sera très bien tenue.
Bon ben voilà la pièce est faite .
Pour éviter que l'arbre de poussée tourne sur lui même j'ai fixé deux butées en Delrin.
Ces butées prendront appui sur la tôle de 4 mm, ainsi aucune rotation n'est possible.
Le jeu fonctionnel des butées est de 2/10 de mm.
Mercredi 5 Novembre 2014
A l'image ça ne se voit pas mais j'ai bien changé les deux courroies qui sont bien plus longues que les deux précédentes.
Les deux nouvelles courroies me font gagner 7 cm sur le débattement, mais je conserve un débattement de 20 cm.
Il y a donc de la marge pour placer les différentes sécurités.
Les tiges filetées ont également été changées, normal les 2 précédentes étaient devenues trop courtes.
Par contre pour changer les courroies il fallait presque tout démonter...pas grave, ça ne sera pas la dernière fois.
Maintenant je vais me fournir en tôle aluminium de 4 mm d'épaisseur pour fermer tout ça.
Jeudi 13 Novembre 2014.
Le moteur est monté à présent, il est fonctionnel.
Ce n'est pas une photo à mettre dans un catalogue, j'ai gardé toutes les bandes adhésives où sont notées les dimensions.
Sur les grandes plaques en alu il y a encore le film de protection..
Voici la vidéo du premier test ;..https://www.youtube.com/watch?v=JTEUtQzuv4o
Je me suis amusé à faire la pièce de liaison entre le cardan et l'axe de poussée du vérin.
En fait j'ai usiné 3 pièces identiques parce qu'il m'en faut une pour chaque vérin.
Je n'ai pas prévu une rotation libre du cardan mais si jamais je devais le faire j'ai prévu assez de matière pour ne pas devoir usiner de nouvelles pièces
Le diamètre est 65 mm sur une épaisseur de 24 mm les 4 trous de fixation font 6 mm.
Une vis M12... L= 40 mm se visse dans l'axe du vérin.
