Les Ascenseurs
Projet T.P.E
A) Le fonctionnement global d'un ascenseur électrique
Le motoréducteur actionne une poulie, qui entraîne par adhérence des câbles avec lequels la cabine est suspendue. Celle-ci est équilibrée par l’aide d’un contrepoids.
L’ascenseur répond à des besoins différents, il existe donc deux variantes :
- pour des petites capacités et un encombrement réduit du fait de l'absence de contrepoids (par exemple la création d'ascenseur dans un immeuble existant), le treuil à tambour tracte directement la cabine
- pour les immeubles de grande hauteur nécessitant des vitesses plus importantes, les ascenseurs la poulie d'adhérence est alors directement entraînée (sans réducteur) par un moteur électrique plus sophistiqué.
Chaine fonctionnelle
430v triphasé
B) Les principaux éléments du fonctionnement de l’ascenseur
Le REDUCTEUR est composé d’une roue hélicoïdale et d’une vis sans fin. En sortie du réducteur on observe la poulie d'adhérence.
Le FREIN est en général constitué de deux mâchoires articulées qui viennent serrer un tambour qui est fixé sur la vis sans fin.
Lors d’un fonctionnement normal, il est commandé par un électro-aimant.
En cas de panne, nous pouvons le débloquer manuellement à l’aide d’un levier, ce qui permet de déplacer la cabine lorsque des usagers sont bloqués dans celle-ci, par exemple en cas de coupure de courant.
Le TREUIL permet de lever une charge par l’intermédiaire d’un câble qui s’enroule autour d’un cylindre (tambour) et qui est actionné par un moteur.
Ce câble est fixé à une de ses extrémités à l’étrier qui soutient la cabine ; il passe sur la poulie du treuil et est relié à son autre extrémité au contrepoids.
Le CONTREPOIDS est la charge mobile qui se situe située à l’extrémité des câbles de traction et permettant de contrebalancer la cabine en diminuant l’énergie à fournir par le moteur.. Il représente l'équivalent du poids de la cabine et la moitié de sa charge maximale.
Pour pouvoir déterminer la masse du contrepoids il faut tenir compte du poids de la cabine (Pca) et de la charge maximale admissible (Pch).
La relation est la suivante :
Pdu contrepoids=Pca + (Pch / 2)
La cabine et les contrepoids vont suivre une trajectoire rectiligne à l’aide de guides pour éviter toutes collisions. Lorsque la cabine monte, le contrepoids descend.
Calcul de la puissance nécessaire au moteur pour l'ascenseur étudié
Formule : P=F x V
(Watt) (Newton) (m/s)
On calcule le poids de la cabine et de la charge moins celle du contrepoids pour connaître la charge que le moteur doit mettre en mouvement :
(670+630)-850=450kg
Nous convertissons alors cette masse en Newton; pour cela nous avons eu besoin d'utiliser la formule suivante:
F=m x g
(Newton) (kg) (N/kg )
g est la constante de gravité terrestre (inutilisable pour les très hautes altitudes)=9.81N/kg.
Ce qui nous donne : 450 x 9,81 = 4414,5 N
On peut alors calculer la puissance nécessaire au moteur pour supporter la charge de l’ascenseur rempli par 8 personnes:
4414,5 x 1,00=4414,5 Watts