DIY - (Fabrication) Ultimate MS-X-R, un simulateur 3DOF/4DOF, Méchant simulateur, trop rapide, trop de course, trop dingue

Reprise du post de l'ancien forum:

(je vais reprendre les infos "importante", les liens ...)

Construction d'un simulateur 4DOf dans le concept Force Dynamics:

le projet va repartir doucement je pense

je vais certainement modifier le chassis pour équilibrer le poids et faire travailler les moteurs ensemble.

je vais donc revoir la conception de la base et fixer les poteaux support de moteur en triangle équilatéral.

l'avancement est sur ma chaîne pour ceux qui connaissent pas.

quelques videos:

Acier:

les achats:

-6 m de tube de 80 mm X 80 mm X 2 mm 41.44 € HT ( 1er achat)

-6m de plat de 80 mm X 10 mm 49.47 € HT

-6m de plat de 40 mm X 10 mm 24.52 HT

Soit 139.85 TTC avec la coupe 1.50 pièce X 3 coupes

+ 12 m de tube de 80mm X 80 mm X2 mm 83.52 HT ( 2ème achat)
+ 99.89 TTC avec coupe

-6m d'UPE de 80mm. ( 48Kg d'après la facture)

avec 2 coupes.

72.90HT + 6 € de coupe HT, 78.90HT

soit 94.36 TTC

soit 334.10TTC pour l'ensemble de l'acier

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Rotules et arbres:

Rotules de 20 mm pas fin :

9 rotules, environ 120 € avec le port

http://shop-csr.com/art/20267-rf20c-embout...le-femelle.html



Arbres acier:



Pour la fixation, le montage des rotules:
Il faut prévoir l'usinage, le filetage des arbres de 300
et le taraudage des arbres de 600.
Commande 1:
1 arbres de 300:
Prix CSR 
13.16 € TTC CSR - Axe diamètre 30 - Lg. 300 mm 
Arbre de translation 
Diamètre (mm) : 30 
Longueur (mm) : 300 
+ 35€ de filetage CSR
1 arbres de 600: 
Prix CSR 
26.31 € TTC CSR - Axe diamètre 30 - Lg. 600 mm 
Arbre de translation 
Diamètre (mm) : 30 
Longueur (mm) : 600 
Prix total 100.40TTC

Commande CSR 2 de 6 rotules et le reste des arbres:
CSR - RF20C 
Embout rotule femelle 6 8,65 51,90  
CSR - Axe diamètre 30 - Lg. 300 mm 
Arbre de translation 2 11,00 22,00  
CSR - Axe diamètre 30 - Lg. 600 mm 
Arbre de translation 2 22,00 44,00  
Prix HT Marchandise 117,90  
Frais de port HT 21,35  
TVA 19.6% 27,29  
Assurance 3,00  
Prix Total TTC 169,54  
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Tiges filetées 20 mm pas fin pour les biellettes:
3 tiges filetées pas fin de 20 mm avec le port 100€ env
http://www.bricovis.fr/2012/SousDom.php
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Coussinets bronze:

12 coussinets , commandé 14 pour 100.41 € TTC avec le port
http://shop.hpceurope.com/fr/produit.asp?p...e=0&nav=ong



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Usinage:
Pour un premier essais, j'ai fais réaliser 2 pièces sur 6:
119€


Derniers usinages:
Entretoises pour le serrage des rotules.
Usinage de 4 supports de coussinets.
Filetage des 3 petits arbres.
Perçage et tarraudage des 3 grands arbres.
230€


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Roues fixe pour la rotation du simulateur sur 360°:
2 roulettes platine fixe :70 € environ
Roue simple pour axe moteur: 15€ environ
http://shop.hpceurope.com/fr/produit.asp?p...logue=Convoyage
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Autre:
Outillage:
Pour faire du bon travail il faut de bons outils!
j'ai donc acheté une nouvelle scie pour le projet ( et pour le bricolage en général )
472.42TTC avec la lame

Bien sur tous les outils du bricoleur, sans oublier de quoi souder!

Liens:
Calcul de couple moteur, (merci Richard )
http://users.telenet.be/h-consult/calc/couple_moteur.htm
Montage et calculs bielle / manivelle :
http://www.mecamedia.info/index/flash_biellemanivellev3http://jeanlouis.blanchard.pagesperso-orange.fr/french_swf/fst_crank.htmlhttp://www.translatorscafe.com/cafe/FR/uni...r-newton_meter/
un lien de calcul:
http://www.endmemo.com/physics/rpmlinear.phphttp://www.checkyourmath.com/convert/speed..._per_second.php

infos de l'ancien post de l'ancien forum:

L'accélération dépend de la force disponible pour déplacer un masse.

Pour une accélération de 1 g dans le sens vertical il faut pour une structure mobile + pilote de 150 Kg une force de 3000 N soit 300 Kgf /6 = soit 50 Kgf par vérin.

Pour 2g il faut 450 Kgf soit 75 Kgf par vérin pour un 6 DOF.

La vitesse n'intervient pas dans le calcul de l'accélération.

Pour déterminer le temps de l'accélération il faut connaître la vitesse de déplacement.

V= a x t ...si la vitesse est 0.9m/s et l'accélération de 1 g le temps de l'accélération est : t = V/a...t = 0.9/ 9.81 = 0.1 s

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Garde tes réducteurs associés à un moteur de 1.1 KW et oublie les réducteurs à roue et vis.

Si tu as suivi mes calculs tu peux remarquer qu'avec une came de 18 cm un seul moteur soulève la charge de 180 Kg.

Certains disent que ce n'est pas nécessaire , personnellement je préfère avoir de la réserve sous le pied et je pense que toi aussi.

Une came de 18 cm te donnera tout de même une belle course 36 cm c'est déjà pas mal.

Cette course sera effectuée à une vitesse de : 30tr/min = 0.5tr/s soit pour 180° = 360 mm/s. cette valeur est excellente.

On oublie trop souvent les valeurs de l'accélération:

Quand les 3 moteurs poussent la structure de 180 kg vers le haut la force disponible est de :

330/18 x100 =1833 N x 3 =5500N.

L'accélération en mode montée sera de :

(F motor - f gravité structure ) = m x a

(5500-1800 ) = 180 x a....a = 3700/180 = 20.5 m/s2....soit 1/9.81 x 20.5 = 2 g

En mode descente l'accélération sera de :

(5500+1800 ) = 180 x a ......a = 40.5 m/s2..soit ....4 g

toutes ce valeurs sont exceptionnelles.

ton matos est correct.....et arrête de te prendre la tête.

Mon 3 DOF a une course de 16 cm , normal avec une came de 8 cm, cette course est effectuée à une vitesse de 360 mm/s ( réduction 1/50 moteur 3000 tr/min )

Avec la réduction de 1/50 et un couple moteur de 2.4 Nm la came pousse à une force de 1500N soit 150 Kgf x 70% ( rendement ) = 105 Kgf

La structure mobile avec le pilote fait 140 Kg.

L'accélération en mode montée est de :

(3150-1400 ) = 140 x a....a = 12.5 m/s2....soit 1.3 g

L'accélération en mode descente est de :

(3150 + 1400 ) = 140 x a......a = 32.5 m/s2 = 3.3 g

Suite à tous ces calculs tu vois bien que ton simulateur sera encore plus réactif que le mien

La chose la plus importante est que tu positionnes le centre de gravite de ta structure mobile sur le point de pivotement de cette structure.

De cette façon les 3 moteurs travailleront à forces égales.

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Vu les caractéristiques

Moteur 0.55KW 16tr/min ....couple 170 Nm

Moteur 1.1KW 30 tr/min ... couple 330 Nm

Exemple :

Moteur 0.55Kw....16tr/min ... came à 10 cm = 0.10 m F = 1700N....masse 180Kg

F=m x a ...a = F/m

1700/180 = 9.44 m/s2 ...

Moteur 1.1KW...30tr/min..cameà 10 cm = 0.1 m F=3300 N ..masse 180Kg

F = m x a...a = F/m

3300/180 = 18.33m/s2

Conclusion :

a) le moteur 0.55KW 16 tr/min accélére à 9.44m/s2

b) le moteur 1.1 KW..30 tr/min accélère à 18.33 m/s2

Le moteur 1.1KW accélère 2 fois plus et atteint une vitesse double que le moteur 0.55Kw.

Les calculs ne tiennent pas compte du déplacement vertical de la masse de 180 Kg....c'est juste pour te montrer la différence des 2 moteurs .

Si tu veux connaître l'accélération en prenant en compte la force de gravité de la structure il faut retirer à la force F ....1800 N

Pour le 0.55KW ...1700 - 1800 = -100.....ce moteur ne peut pas soulever la charge seul.

Pour le moteur 1.1 KW....3300 - 1800 = 1500 N / 180 = 8.3 m/s2 = 1/9.81 x 8.3 = 0.9g ...ce moteur soulève seul la charge

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Vu les caractéristiques

Moteur 0.55KW 16tr/min ....couple 170 Nm

Moteur 1.1KW 30 tr/min ... couple 330 Nm

Exemple :

Moteur 0.55Kw....16tr/min ... came à 10 cm = 0.10 m F = 1700N....masse 180Kg

F=m x a ...a = F/m

1700/180 = 9.44 m/s2 ...

Moteur 1.1KW...30tr/min..cameà 10 cm = 0.1 m F=3300 N ..masse 180Kg

F = m x a...a = F/m

3300/180 = 18.33m/s2

Conclusion :

a) le moteur 0.55KW 16 tr/min accélére à 9.44m/s2

b) le moteur 1.1 KW..30 tr/min accélère à 18.33 m/s2

Le moteur 1.1KW accélère 2 fois plus et atteint une vitesse double que le moteur 0.55Kw.

Les calculs ne tiennent pas compte du déplacement vertical de la masse de 180 Kg....c'est juste pour te montrer la différence des 2 moteurs .

Suite aux calculs précédents on peut aussi déterminer le temps de l'accélération afin d'arriver à la vitesse constante de 360 mm/s.

Vous avez une idée ?
L'accélération était de 20.5 m/s2
La vitesse est de 0.360 m /s
Voici la formule :
V = a x t.....t = V/a.....soit 0.36/20.5 = 0.018 s.
C'est donc pendant un temps très court que l'accélération se fait sentir.
Au delà de ce temps il n'y a plus d'accélération, le mouvement devient uniforme à une vitesse constante de 360 mm/s. donc a = 0
De ce fait la force de déplacement de la masse en mouvement de 180 Kg se réduit.
Toujours selon les calculs précédents nous obtenons :
( force de gravité de la structure ) = 1800N
Quelle est la force F que doivent fournir les 3 moteurs ?
-1800 +F = m x a......m = 180 Kg...a = 0...soit..- 1800 +F = 180 x 0 = 0....-1800 -F = 0....F = 1800 N soit 180 Kgf

On voit que pendant la période d'accélération F = 5500 N....puis en vitesse constante cette force n'est plus que de 1800 N
Intéressant non ?

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avec un moteur de 1.1KW et un couple en sortie de réducteur de 330Nm la force en bout de came de 24 cm est de :
330/24 x100 = 1379 N
Cette force n'est pas suffisante pour soulever seul la charge de 180Kgf.
La came devrait être de la taille suivante :
330/1800 x 100 = 18.3 cm.......330/18.3 x 100 = 1803 N = 180,3 Kgf.
Je pense qu'avec une came de 18 cm tu devrais avoir assez de réserve et en plus des accélération plus importantes, surtout avec 3 moteurs.
La force totale est de 180.3kgf x 3 = 540 kgf.
Personnellement je pense qu' un seul moteur devrait pouvoir soulever la charge de 180Kg...au moins tu es sûr que tu en as encore sous le pied.

j'envisage de refaire la partie nacelle pour réduire le poids.
c'est vite vue , le gros du poids ce trouve sur le cockpit et l'octogone...

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En recherchant j'ai trouvé ça:
Sortie réducteur: 170 Nm vitesse 31 tr /min
came 24 cm.
masse de la structure mobile + pilote 180 Kg.
Ça me suffit pour les calculs:
Force en bout de came de 24 cm :
170/24 x 100 = 708 N = 70.8 Kgf

Accélération :
Si la masse de 180 kg est déplacée sur un plan horizontal l'accélération est de :
F = m x a
a = 708/180 =3.9 m/s2....on est loin de 1g = 9.81 m/s2
Avec ces données l'accélération maximale est de :
1g /9.81 x 3.9 = 0.4 g.

Le problème est que cette masse est déplacée dans un plan vertical et ceci vers le haut.
La formule est la suivante :
708 N - (masse 180 kg x 9.81 ) = 180 x a ....a = ( 708 - 1800 ) /180
708 - 1800 = -1092 N.....résultat ce moteur seul ne peut pas soulever la masse totale de la structure mobile.( le chiffre est négatif )
Il reste la solution de diminuer la longueur de la came pour avoir une force bien supérieure à 708N = 70.8 kgf.et un minimum de 1800N
Si la came ne fait que 5cm la force en bout de came est de :
170N/5 x100 =3400N
Dans ce cas l'accélération maximale d'un déplacement vers le haut est de :
3400-1800=180 x a.....a = (3400-1800 ) / 180 = 8.8 m/s2......1g / 9.81 x 8.8 = 0.9 g
Quand la structure mobile descend c'est tout le contraire car la force de la masse de la structure mobile s'additionne.

Heureusement le 3DOF possède 3 moteurs.....mais quelle sera la charge de chacun ?? c'est ça la vraie question .
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Octogone: 19.5kg
Arbres x3 (petits): 2.7kg
Supports coulissants x3: 5.8kg
Rotules x6: 2.2kg
Cockpit: 16kg
_________________
46.2kg
ça va être difficile de réduire....
le cockpit, j'ai déjà bien travaillé dessus.
l'octogone , c'est possible.
Mais pour que ce soit sensible il faut au moins faire 50% d'économie en poids.
19.5kg +16kg=35.5kg 17 kg à supprimer....

oui je sais , c'est des post de l'ancien forum ...

je vais rapatrier ce que je peux.

oui merci, je vais les supprimer, j'arrive pas à les retrouver .

Je suis en train de repenser mon 3DOF/4DOF.

Pour 3DOF, je pense utiliser des moteurs axiaux avec une came donc et un montage avec un demi bras plutôt que 2 comme sur les moteur a roue a vis.

J'imagine donc la même chose niveau came et manivelle mais en demie, car sur un moteur axial, il y a qu'un seul axe sortant.

Avis ?

Pour le moment j'ai que des pages de dessins de coin de table lisible que par moi et encore!

Je vais essayé de finaliser au propre mes 2 idées.

Y en a une je suis même pas sur que ça fonctionne , j'arrive pas à vraiment me représenter le truc en mouvement dans ma tête pour voir si ça marche...

Je vais faire une Marquette avec des MEG de toute manière.