Salve! Come da titolo, devo movimentare orizzontalmente un portone in una acceieria di peso stimato 20ton (4 ruote d'acciaio R=35cm su due binari d'acciaio). La movimentazione avverrà con un sistema pignone-cremagliera (riduttore di giri e trasformazione del moto rotatorio in moto lineare), di cui non conosco nulla. Il portone dovrà percorrere una distanza di 12 metri in 2 minuti circa (v=0,1 m/s). La mia domanda è la seguente:

E' ragionevole pensare che con questi soli dati io possa dimensionare la potenza del motore elettrico da associare?

Ho proceduto nel valutare la forza F necessaria a spingere il portone secondo la seguente relazione:

F>b*N/R

dove
b= coefficiente di attrito volvente acciaio-acciaio 0,0005 m;
N= peso del portone (trascurabile il peso delle 4 ruote) in Kg;
R= raggio delle ruote 0,35 m.

Sviluppando i calcoli:

F> 0,0005 * 20000 / 0,35 = 28,57 Kg => 28,57*9.81= 280N

Per valutare la potenza a regime moltiplico tale valore per la velocità:

P= 280*0,1=28W.

Al valore della forza F dovrei andare a considerare i vari contributi dovuti alle inerzie (avvio e fermata) e i vari attriti (valutabili con un opportuno rendimento complessivo (???) di tutta la catena cinematica).
Il problema a questo punto sono i vari contributi che agiscono per la determinazione della coppia max che il motore dovrà fornirmi, in modo particolare all'avvio.
Non conosco i dettagli del cinematismo (pignone-cremagliera) e vi domando se:

1. il mio procedimento sia errato (data l'esigua potenza necessaria a regime);

2. posso pensare ad un ragionevole coefficiente moltiplicativo (???) che coingloba tutti i fattori che non conosco;

3. per una più corretta valutazione come devo procedere (e se soprattutto posso procedere con i soli dati a disposizione!!!).

Grazie a tutti coloro che mi risponderanno.

Usa una locomotiva 200 quintali ........ per favore

Che cosa è?
I quintali si usano ancora?

era una battuta,i "quintali" sono defunti da tempo

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penso anch'io che la forza a regime si del tutto irrilevante, il vero problema e' l'eccellerazione, dovresti ipotizare quale e' il tempo con cui vuoi far passare la massa da 0,00 a 0,10 m/sec e su questa dimensionare la coppia necessaria
gli esatti dati del cinematismo potrebbero anche non essere indispensabili nella misura che, in considerazione dell'uso altamente discontinuo non ti interessa ottimizzare la potenza del motore

ma, 20 t sono piu' di una t a metro, non e' un po' tanto ?
... va bene he per loro il ferro e a gratis, ma ....

Dopo una più attenta analisi, ringranziando coloro che mi hanno fornito gentilmente qualche spunto di riflessione, ecco una ragionevole soluzione al mio problema:

sapendo che F=m*a che riscrivo per valori discreti come "F=m* delta(v)/delta(t)"
dove

"F" la forza in Newton;
"m" la massa in kg (20000kg);
"v" in m/s (0,1m/s);
"t" in s (2s).

Nota la "F" ricavo la coppia (in Newton*metro) al riduttore come "C=F*R" ipotizzando un "R" del riduttore di 0,2m.

Nota la coppia al riduttore e la sua velocità (ipotesi) di 20 giri/min e scegliendo un motore asincrono con 4 poli (rotazione nominale circa 1450
giri/min) avrò un rapporto di riduzione circa uguale a "70":

Cmotore=C/70.

In questo modo valuto la coppia al motore e di conseguenza scelgo la taglia con un opportuno coefficiente >1 di"tolleranza".

Il problema non è molto muovere il cancello di moto rettilineo uniforme: i tuoi calcoli dovrebbero essere più concentrati nella rampa: per muovere e portare un cancello di 20 t a una velocità di 0.1 m/sec in un secondo ti ci vorrà una bella coppia!

Non conoscendo il modulo e il rapporto pignone-cremagliera diventa tutto troppo approssimativo:
non puoi sapere la coppia in uscita che deve avere il riduttore e quindi non puoi scegliere la grandezza del riduttore.
La scelta del tipo di riduttore, della sua grandezza e del suo rapporto è importante: ci sono riduttori che possono avere un coefficiente rendimento da 0.9 a 0.4!

Non dimenticare che l'accoppiamento cremagliera pignone ha anche lui un coefficiente di rendimento che lo approssimerei a 0.8

Il tutto alla fine darei un coefficiente di sicurezza di 1.5

e poi.... buona fortuna!