LES PERFORMANCES DES SYSTEMES – MODELISATION DES ACTIONS MECANIQUES - VERIN DE SERTISSAGE
I – INTRODUCTION : Si des efforts importants sont nécessaires sur une machine, on peut avoir recours aux techniques d’automatisation hydraulique. Cependant, le passage à l’hydraulique nécessite un équipement couteux (pompe, bâche, etc.) et également une mise en œuvre plus délicate. Or, pour de nombreuses machines, ces efforts importants ne concernent qu’un seul vérin ou bien sont limités à la fin de course des vérins (cas des opérations de bridage, de formage, de poinçonnage, etc.). pour éviter de faire appel aux techniques hydrauliques, hydrauliques, on a alors recours à un vérin pneumatique multiplicateur d’efforts.
II – ETUDE DU VERIN DE SERTISSAGE : 2-1) Présentation : On donne ci-dessous la nomenclature du vérin et sur la page suivante le dessin d’ensemble. La fonction de cet appareil est de sertir des rondelles sur des écrous à l'aide d'air sous pression. Cette pression étant multipliée à l'aide d'huile et de 2 pistons. Un piston pneumatique et un piston hydraulique. L'utilisateur plaçant l'écrou et la rondelle dans un des deux logements de la pièce 22, puis déplace 22 pour amener l'écrou et la rondelle en position de sertissage.
2-2) Transmission de l'énergie permettant l’assemblage. Arrivant par l’orifice " B" l’air comprimé déplace vers le bas le piston pneumatique (6) et (13) en créant un effort presseur. La pénétration de la tige (6) augmente la pression de l’huile du fait de sa petite surface d’appui sur l’huile (pression supérieure a celle de l’air comprimé). L’huile pousse vers le bas le piston hydraulique (3) avec une force amplifiée.
23
2
Vis
S 235
22
1
Support écrou à sertir
C 60
21
2
Ecrou
S 235
20
2
Vis
S 235
19
1
Coulisse
C 60
18
4
Vis
S 235
17
4
Goujon
S 235
16
1
Ressort cylindrique de compression
15
5
Joint torique 21,96x1,78
14
1
Joint à lèvre type A, 14, 20, 6
13
1
Piston pneumatique
12
1
Ecrou
11
1
Fond supérieur
10
4
Ecrou
S 235
9
4
Rondelle
S 185
8
1
Cylindre supérieur
E 335
7
1
Rondelle
S 185
6
1
Tige piston pneumatique
5
1
4
Trempé revenu
Trempé revenu
60 Si Cr 7
51 Cr V 4
Trempé revenu
S 235 C60
Peint en bleu
Anodisé
42 Cr Mo 4
Trempé revenu
Cylindre intermédiaire
C 60
Peint en bleu
1
Cylindre tube
E 335
Anodisé
3
1
Piston hydraulique
51 Cr V 4
Trempé revenu
2
1
Cylindre inférieur
C 60
Anodisé
1
1
Corps
GS 275
Peint en bleu
Rep
Nb
Désignation
Matière
Observations
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A
B
C
- P P e P i n P + P x o o o f o r o t é i i n i n r i n r i n o n n t i t d t t é t e m E D C u B e A i : : t é : r : l l : C C d C 2 C e C e e e e . e à e n n n s n n l t t r t r e t r r a t r e e e e r e t t i i d d g d d r d e e e u u . u l 6 c c c l ’ ’ e e . o o o x x n n n t t t t t r r a a a é é c c c m m t t t i t e e i e t é é n n n t t t s s r r r e e e u u p p l l l e e e é é r r r p r i i e e e e i s s s u u t s s r r o o o n d e r r u d t t 3 u 1 1 p e 6 6 i p s t i e e t l o s ’ t t e t n o l l n e e s 1 n c p e 3 3 y s m . . l t i o n b n d l e 3 r e é e c t r o u
E
J e e u n ‘ t i r ’ m e p 3 o e r t t 6 a n t ’ ’
D
Vérin de sertissage
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III – TRAVAIL DEMANDE :
Rappel : Quelle que soit la forme du piston, la surface de calcul d’une force due à une pression est la surface projetée
But du travail demandé : Déterminer la pression mini d’air comprimé pour réaliser le sertissage. Vérifier que cette pression est compatible avec celle du réseau d’air comprimé : p = 0,6 MPa. Travail préliminaire : Colorier sur le dessin d’ensemble page 2 la zone occupée par l’air comprimé admis par l’orifice B en bleu et la zone occupée par l’huile en rouge
3-1) Détermination de la pression de l’huile : Donnée : L’effort nécessaire au sertissage de l’ensemble écrou + rondelle exercé sur le piston 3 a pour valeur : A(R + E
→
3) = 4200 N
Le ressort 16 a une raideur k = 9 N/mm, une longueur l0 = 80 mm au repos et une longueur l = 50 mm dans la position sertissage Questions : -
Représenter sur la figure ci-dessous représentant le piston 3 l’action mécanique qu’exerce le ressort 16 au point C notée C(16
-
Déduire par calcul l’intensité de l’action du ressort 16 sur le piston 6 : C(16
-
Représenter sur la figure ci-dessous représentant le piston 3 l’action mécanique qu’exerce l’huile notée D(H 3) . En négligeant toutes les actions mécaniques qui s’exercent sur le piston 3 non représentées sur la figure ci-dessous, déduire par calcul l’intensité
3) .
3) . →
de l’action mécanique de l’huile sur ce piston : D(H -
→
→
→
3) .
Déduire par calcul la valeur de la pression de l’huile notée pH.
A(R + E
→
3)
8 4
C
A
x
=
D
1
∅ ∅
3-2) Détermination de la pression de l’air comprimé : Notation : on désigne par piston 6 l’ensemble constitué des pièces 6+7+12+13 Donnée : Quelle que soit la valeur obtenue auparavant, prendre pour la suite du problème pH = 2,5 MPa -
Représenter sur la figure ci-dessous représentant le piston 6 l’action mécanique qu’exerce l’huile notée C(H
-
Déduire par calcul l’intensité de l’action de l’huile sur le piston 6 : C(H
-
Représenter sur la figure ci-dessous représentant le piston 6 l’action mécanique qu’exerce l’air comprimé E(A.C. 6) . En négligeant toutes les actions mécaniques qui s’exercent sur le piston 6 non représentées sur la figure ci-dessous, déduire par calcul l’intensité
6) .
6) →
de l’ action mécanique de l’ air comprimé sur ce piston : E(A.C. -
→
→
→
6)
Déduire par calcul la valeur de la pression de l’air comprimé notée pAC. Conclure.
0 1
C
=
E
8 4
x
= 1
2
∅ ∅
∅ ∅
3-3) Détermination de la relation entre effort de sertissage et pression d’air comprimé : -
Déterminer la relation : A(R + E
→
3) = f (∅2 , ∅1 , pAC, k, l, l 0)
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