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Recueil des Travaux dirigés

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Module technologie de construction 1

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Sujet N°10 : ETAU DE MODELISTE 1)MISE 1) MISE EN SITUATION : 

PRESENTATION : L’ L’étau étau de modéliste représenté sur le document DT01 est un outil

employé par les modélistes pour maintenir en position une ou plusieurs pièces entre elles (MAP des pièces) afin de réaliser des opérations diverses telles que : Collage, Perçage, …… 

FONCTIONNEMENT : La semelle de l’étau (10) est fixée à un établi. L’utilisateur en

tournant la poignée (09) autour de l’axe X fait translater le mors mobile (01) par rapport à la semelle (10) suivant l’axe X et provoque l’écartement ou le rapprochement du mors mobile (01) par rapport au mors fixe (02). Energie humaine

Effort de serrage

Z MAINTENIR EN POSITION

Pièces mise en position (MIP)

Pièces maintenues en position (MAP)

A-0

Y

X

Etau de modéliste

2)ANALYSE 2) ANALYSE STRUCTURELLE :

2.1.

INDIQUER LE REPERE DES PIECES SUR LA PERSPECTIVE ECLATEE DE L’ETAU CI-

DESSOUS :

* Remarque : Il manque 10 repères sur la perspective éclatée ci-dessous.

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2.2.


ETUDE DES LIAISONS FIXES (OU ENCASTREMENT) :

RAPPEL Une classe d’équivalence est constituée d’un ensemble de pièces n’a ant aucun aucun mouv mouveme ement nt entre entre e lles. lles.  Compléter le tableau ci-dessous en indiquant pour chaque liaison fixe : La nature des surfaces fonctionnelles en contact, le composant et/ou le procédé de liaison et cocher la case correspondant au critère de démontabilité.

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Pièces en

Nature des surfaces de contact

Composant et/ou procédé

liaison fixe

(cylindrique, plane, …)

de liaison (vis, soudage …)

Démontabilité Démontab

Non

le

démontable

02 – 05

01 – 12

08 – 06

07 – 06

3) SCHEMA CINEMATIQUE DE L’ETAU DE MODELISTE :

 ON DONNE : La structure du graphe des laisons

Main de E4

L3

L2

E2

L1

E3

L1 E1 Frontière d’isolement du

Etabli 3.1.

s stème

INDENTIFIER LES CLASSES D’EQUIVALENCE :

a) Classe d’équivalence E1 liée à la pièce 01 : Compléter la classe d’équivalence E1 en indiquant la quantité de chaque pièce si celle-ci est différente de 1. Colorier la ou les pièce(s) composant la classe d’équivalence E1 d’une même couleur, sur la vue de face et la coupe A-A du dessin d’ensemble DT01. Couleur de E1 ? :

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E1 = {01, 3,…..……….…………………….……...}

b) Classe d’équivalence E2 liée à la pièce 02 : Compléter la classe d’équivalence E2 en indiquant la quantité de chaque pièce si celle-ci est différente de 1. Colorier la ou les pièce(s) composant la classe d’équivalence E2 d’une même couleur, sur la vue de face et la coupe A-A du dessin d’ensemble DT01. Couleur de E2 ? :

E2 = {02, 04 2),……………...…………….……...}

c) Classe d’équivalence E3 liée à la pièce 06 : Compléter la classe d’équivalence E3 en indiquant la quantité de chaque pièce si celle-ci est différente de 1. Colorier la ou les pièce(s) composant la classe d’équivalence E3 d’une même couleur, sur la vue de face et la coupe A-A du dessin d’ensemble DT01. Couleur de E3 ? :

E3 = {06,………………………………….……...}

d) Classe d’équivalence E4 liée à la pièce 09 : Compléter la classe d’équivalence E4 en indiquant la quantité de chaque pièce si celle-ci est différente de 1. Colorier la ou les pièce(s) composant la classe d’équivalence E4 d’une même couleur, sur la vue de face et la coupe A-A du dessin d’ensemble DT01. Couleur de E4 ? : E4 = {09,………………………………….……...}

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3.2.


INDENTIFIER LES LIAISONS ENTRE LES CLASSES D’EQUIVALENCE :

Repèr e de la liaison

Représentation des classes d’équivalence en liaison

Translation suivant l'axe X Y Z

Rotation suivant l'axe X Y Z

Nom, centre, axe ou normale au plan de contact de la liaison Nom de la liaison :

Entre E1 et E2

…….…….…….…….…… L12

……. Centre :

..……..

Axe :

Nom de la liaison : Entre E1 et E3

…….…….…….…….…… L13

……. Centre :

..……..

Axe :


…….…….…….…….…… L23

……. Centre :

..……..

Axe :


…….…….…….…….…… L34

……. Centre :

3.3.

..……..

COMPLETER LE GRAPHE DES LIAISONS :

Colorier les repères des classes d’équivalence Indiquer pour chaque liaison : - Le nom de la liaison mécanique - Le centre de la liaison mécanique - L’axe de la liaison et/ou la normale au plan de contact.

E E

E E

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Axe :


3.4.


COMPLETER LE SCHEMA CINEMATIQUE MINIMAL SUIVANT LA VUE DE

FACE EN COUPE A-A :

Représenter les liaisons centrées sur leur centre de liaison respectif (A,B,C,D). Compléter le schéma cinématique avec le nom et la couleur de chaque classe d’équivalence en utilisant la représentation normalisée des liaisons.

A

D

C

B E2

Y

X

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Z

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Sujet N°11 : Chape frein Fonction globale (rôle) Permet de relier une tringle à une biellette sur un circuit de freinage arrière de moto.

Fonctionnement Lorsque le motard appui avec son pied sur la pédale du frein, celle-ci tourne tirant sur la tringle. La tringle à son tour tire sur la chape qui tire sur la biellette. La biellette tourne alors, agissant sur les mâchoires du frein permettant l'arrêt de la moto.

Analyse du dessin d'ensemble

1. En plus de la perspective, combien y a-t-il de vues ? ...... Si la vue située en haut s'appelle la vue de face comment s'appelle l'autre vue ? Vue de ............................. Comment est représentée cette vue (chercher dans le livre chapitre "Sections et coupes") ? ................................................................................... 2. Afin de mieux comprendre la forme des pièces, en utilisant le dessin d’ensemble, indiquez les repères des pièces sur l’éclaté ci-dessous.

3. D'après ce qui a été dit plus haut et d'après vos connaissances, complétez la nomenclature de ce mécanisme. ISET Nabeul

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RP

Nom des pièces

1 2 3

Axe

4 5 6

Anneau élastique

7

4. A l'aide du cours, complétez les désignations normalisées des pièces suivantes (attention à l'échelle): pièce 4: ................................... pièce 7: .................... M ......

5. La pièce 6 est un anneau élastique, il en existe différentes sortes. A l’aide du livre, chapitre 45, cherchez le nom des 6 anneaux élastiques représentés ci-dessous.

……….………………………………………………………………………………… ……….………………………………………………………………………

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……….…………………………………………………………………………………………… …………….……….…………………………………………………………… 6. A l'aide de vos documents, dites si l'anneau élastique 6, est un anneau pour alésage ou pour arbre ? pour ..................................... 7. Quel peut bien être le rôle de cet anneau élastique 6 ? ............................................................................................................................................ 8. A l’aide du livre écrivez la désignation normalisée de l’anneau élastique 6 (attention à l’échelle). ………………………………………………………………………. 9. Dessinez l'axe 3 suivant une vue principale, aux instruments, à l'échelle 2.

10. Dites à quel type de surface correspondent les repères de la perspective de l’axe 3 ci-contre ? (plane, cylindrique, conique, hélicoïdale ou sphérique) a = ................................ b = .............................c = ................................ d =........................ 11. Sur chaque segment du diagramme cicontre, indiquez la nature des surfaces de contact entre les pièces ci-contre (plane, cylindrique, conique, hélicoïdale ou sphérique). 12. Vous auriez à changer la pièce 1, donnez dans l'ordre les pièces à démonter. ....., ....., ....., 2, ....., 5 13. Quels sont les outils nécessaires au démontage ? ............................................................................................................................................ ISET Nabeul

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Sujet N°12 : CRIC POUR AUTOMOBIL Fonction globale du cric Complétez le niveau A-0 de l'analyse en lisant l’explication suivante : Ce Cric permet de soulever une partie d’une voiture en exerçant manuellement une rotation sur la poignée 3.

Partie de la voiture niveau B

Partie de la voiture niveau A

Cric Fonctionnement du cric

a. Mettre la pièce 17 en position travail et l'engager dans le tube carré situé sous la voiture. b. Tourner la poignée 3 ce qui fait monter les pièces 19 et 17 ainsi que la partie de la voiture située près du cric. Repérage des pièces 1. A l’aide du dessin d’ensemble indiquez les repères sur l’éclaté ci-dessous.

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Nomenclature

7

1

Palier

Cu Sn 8 P

15 1

Clavette

6

1

Vis

E 36

14 1

Anneau élast.

5

5

Ecrou

Cu Sn 8 P

13 1

Pignon

XC 80

21 1

Clavette

A 50

4

1

Manivelle A33

12 1

Carter

A 33

20 1

Rivet

A 33

3

1

Poignée

11 1

Corps

E 24

19 2

Glissière

E 24

2

1

Anneau él

10 1

Palier

Cu Sn 8 P

18 1

Rivet

A 33

1

1

embout

PA 11

9

1

Roue dentée

XC 80

17 1

Levier

AF 34/C 10

DESIGN

MATIERE

8

1

Butée à billes

16 1

palier

Cu Sn 8 P

RP NB

PA 11

A 50

Systèmes de transmission et de transformation du mouvement Dans le cric il existe deux systèmes qui permettent de transformer le mouvement de rotation d’axe horizontal de la poignée 3 en mouvement de translation vertical du levier 17. Le premier système est composé d’un engrenage conique qui permet de transformer la rotation d’axe horizontale en une rotation d’axe vertical. 2. Quels sont les repères des 2 pièces qui constituent l’engrenage ? Pignon : ……………………. Roue : ………………… Le deuxième système est un système vis écrou, il transforme le mouvement de rotation d’axe vertical en une translation d’axe vertical. 3. Quels sont les repères des 2 pièces qui constituent le système vis écrou ? Vis : ……………………… Ecrou : ………………. Recherche des classes d'équivalence de ce cric Afin de connaître les liaisons réalisées dans ce cric, on vous demande de rechercher les repères des pièces qui ont le même mouvement. 4. Pièces fixes. Elles constitueront le sous-ensemble A. Attention le corps de ce cric est constitué de 3 sous pièces appelés des éléments, ne mettre que le repère de la pièce qui constitue le corps. Pièces fixes A : …………………………………………………… ISET Nabeul

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5. La poignée 3 et l’embout 1 constitueront le sous-ensemble B. Recherchez les pièces qui ont un mouvement de rotation d’axe horizontal, elles constitueront le sous-ensemble C. Poignée 3 et embout 1 : B Rotation d’axe horizontal C : …………………………………………………… 6. Pour la butée à billes 8 chacune de ses pièces a un mouvement particulier. Nous mettrons cette pièce dans un sous-ensemble particulier appelé G. Recherchez les pièces qui ont un mouvement de rotation d’axe vertical, elles constitueront le sous-ensemble D. Butée à billes 8 : G Rotation d’axe vertical D : …………………………………………………… 7. Le levier 17 est seul à tourner autour du rivet 20, nous le mettrons dans le sous-ensemble F. Recherchez les pièces qui ont un mouvement de translation verticale, elles constitueront le sous-ensemble E. Levier 17 : F Translation d’axe vertical E : …………………………………………………… 8. Complétez le graphe des liaisons en indiquant sur les traits continus, le nom des liaisons et sur les traits pointillés la nature de l’énergie qui fait fonctionner ce cric.

9. Complétez le schéma cinématique de ce cric en position travail, chaque sous-ensemble sera d'une couleur différente (un schéma plan est suffisant).

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Sujet N°14 : Dispositif de serrage 1/- Mise en situation : - La figure ci-dessous représente un système de tronçonnage utilisé pour le découpage des barres d’aluminium en forme de profilé : U

S6 14M1

12M1

Excentri ue

S4

Mt1 S3

Barre à tronçonner

Mt2

C1 S2 S5

Dispositif de tronçonnage Dispositif d’avance

Dispositif de serrage

2/- Description du dispositif de serrage : - La figure (3) représente le dispositif de serrage de la barre. Le vérin C1 entraîne la crémaillère (4) en translation ce qui provoque le bridage de la barre à tronçonner grâce à l’excentrique (6) et au tampon (5). 3/- Travail demandé : 3-1/- Analyse fonctionnelle : * Citer la fonction globale du système. ……………………………………………………………………………………………… * Quel type d’énergies reçoit le système. ……………………………………………………………………………………………… * Donner le rôle des organes de contrôles cités ci-dessous. S2 :………………………………………………………………………………….……. S3 :……………………………………………………………………………………….. S4 :……………………………………………………………………………………….. ISET Nabeul

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3-2/- Schéma cinématique : a)- Groupes cinématiques ou (Classes d’équivalences) : - Déterminer les groupes cinématiquement liés. …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… b)- Graphe des liaisons : - Déterminer le graphe des liaisons.

c)- Schéma cinématique minimale : - Compléter le schéma cinématique minimal du dispositif de serrage.

- Compléter le repérage des composants de la chaîne cinématique suivante du dispositif de serrage de la barre à tronçonner (9). ISET Nabeul 54 AU : 2013-2014


2 v is d e

1 0

2 p ie d

ti

o n

1 8

4

1 7

3

1 9

2

s d e c e n

fi

x a


tr

a g e 4 V IS D E F

3 V IS D E F

1 1

IX A T IO N

1

A -A D IS P O

1 2

6 IX A T IO N

8

7

5

9

2

0

1 3

1 4

E c h e ll e

D E S E

1 :1

1 6 le s p iè c e s 1 0

V

1

,1 7 e t 1 8 e n le

S IT IF

é ri n C

R R A G E

v é e s

A Dossier Ech 1 :1 technique

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A SYSTEME DE TRONCONNAGE DISPOSITIF DE SERRAGE D’UN SYSTEME DE TRASONAGE AUTOMATIQUE

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Feuille Fig (3) 3/6

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Sujet N°15 : LEVE BARRIERE AUTOMATIQUE Mise en situation :

Le dessin d’ensemble représenté à la page suivante est celui d’un levier de barrière automatique, il permet l’ouverture ou la fermeture, dans un plan verticale, des barrières de parking et de péages d’autoroute. Ce système transforme la rotation de l’arbre de sortie du réducteur en une rotation alternative d’axe horizontale par l’utilisation d’un mécanisme dit sphérique. Le plateau (7) en liaison encastrement avec l’arbre de sortie du réducteur (13) est animé d’un mouvement de rotation uniforme. Il est muni de 2 ergots qui lors de sa rotation viennent indiquer à la partie commande sa position. A chaque demi-tour correspond une position haute ou basse de la barrière. Le moteur a toujours le même sens de rotation. La liaison entre le corps (11) et l’arbre de réducteur (13) est réalisé par 2 roulements à billes (non visible sur le dessin d’ensemble).

Moteur à courant continu

Réducteur à engrenages

Lève barrière automatique

Barrière arr ère dee parking par ng

NOMENCLATURE

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Question 1 :

Indiquer les pièces à exclure de toutes classes d’équivalence en d’équivalence en précisant la quantité de chaque pièce si celle-ci est différente de 1 : Pièces à exclure = {………………………………………………………………….} Question 2 : Compléter les différentes classes d’équivalence en indiquant la quantité de chaque pièce si celle-ci est différente de 1 : E0= { 1,………………………………………………………………………………} E1 = {.................... {............................................. ............................................... ............................................ ............................................ ........................} ..} E2 = {………………………………………….................. {…………………………………………........................................ .................................…} ...........…} E3 = {.................... {............................................. ................................................ ............................................. ............................................ ......................} } E4 = {………………………………………….................. {…………………………………………........................................ .................................…} ...........…} Question 3 : Identifier les liaisons entre les classes d’équivalence en completant le tableau suivant : suivant : Nature de la Repère géométrie du contact de la (ponctuel, cylindrique, liaison plan, …)

Translation suivant l'axe

Rotation suivant l'axe

X

X

Y

Z

Y

Z

Nom, centre, axe ou normale au plan de contact de la liaison Nom de la liaison :

Entre E0 et E1

…….…….…….…….…………. Centre : ..…….. Axe : ………….

L01


…….…….…….…….…………. Centre : ..…….. Axe : ………….

L12


…….…….…….…….…………. Centre : ..…….. Axe : ………….

L23


…….…….…….…….…………. Centre : ..…….. Axe : ………….

L34


…….…….…….…….…………. Centre : ..…….. Axe : ………….

L40

Remarque : utiliser les points indiqués sur le dessin d’ensemble comme centre de chaque liaison. ISET Nabeul

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Question 4 : :

Réaliser le graphe des liaisons du système :

Question 5 :

Ecrire le torseur cinématique et le torseur statique de la liaison L34 L34.(centre .(centre +repère voir dessin d’ensemble) …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………… Question 6 : :

Réaliser le schéma cinématique minimal du système, en complétant le nom de chaque classe d’équivalence et les liaisons entre ces classes (axe et centre).

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Sujet N°16 : Dispositif de perçage des perles * 1- Mise en situation : La fabrication d'un collier de perles fait appel à un procédé simple comportant trois opérations, le perçage, l'assemblage et le montage de l'agrafe de fermeture. L'opération du perçage est parfaitement délicate à réaliser car la perle est particulièrement dure et sensible à l'échauffement. L'étude portera sur l'unité de perçage par abrasion ultrasonore, et plus particulièrement sur l'opération de perçage du trou cylindrique dans la perle.

* 2- Description du procédé : 2.1- Mouvement de coupe de l’outil de perçage : L'outil, animé d'un mouvement longitudinal vibratoire de 25m d'amplitude et de fréquence "ultrasonore" 20 KHz, KHz, projette l'eau chargée d'abrasif contre la perle à percer. Cet outil outil vibrant met en mouvement les particules d'abrasif qui par leur frottement sur la perle, enlèvent la matière par abrasion.

2.2- Arrivée de l’abrasif : : De l'eau mélangée à 30% d'abrasif est envoyée entre l'outil de forme cylindrique et la perle. L'abrasif est composé de petites particules, fines et dures.

2.3- Mouvement d’avance de l’outil de perçage : Des essais ont montré que la meilleure qualité de perçage est obtenue lorsque l'outil exerce une pression de 3.105 Pa Pa sur la perle. L'ensemble porte-outil (8 (8) est levé ou retenu par une butée mobile (10 (10). ). Cette butée est équipée d'un capteur qui mesure, à chaque instant, l'effort de la tête de perçage (8 (8) sur la butée. Cet ensemble est appelé butée capteur (10 (10). ). Un système de contrepoids permet de régler la pression sur la perle. ISET Nabeul

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* 3- Description fonctionnelle et matérielle du système : La production des vibrations ultrasonores et la circulation de l'ensemble eau abrasif ne seront pas étudiées. Notre étude se limitera au mouvement d'avance de l'outil.

3.1- Approche de l’outil à la perle : L'opérateur actionne le bouton poussoir "départ cycle". Un moteur pas à pas (1) entraîne en translation le support de capteur (17), le coulisseau (16) et la butée capteur (10) par un système vis (5) et écrou (15). La butée capteur (10) contrôle la descente rapide de la tête de perçage (8) et de l'outil (9) vers la perle. Au contact de l'outil avec la perle, on mesure une diminution de l'effort de la tête de perçage (8) sur la butée- capteur (10). L'outil s'immobilise alors dans cette position puis la butée-capteur (10) remonte en déplaçant lentement l'outil à 0,5 mm au-dessus de la perle.

3.2- Usinage de la perle : L'outil est mis en vibrations et la buse envoi l'eau chargée d'abrasif. La butée-capteur (10) contrôle la descente lente de l'outil (9) vers la perle pour la percer progressivement. La position basse de fin de course de perçage est fixée par l'opérateur dans le menu de configuration (sous forme de nombre de pas). A la fin de perçage l'outil remonte vers sa position initiale haute.

3.3- Débourrage : Une accumulation d'abrasif entre la perle et la tête d'usinage peut gêner le bon perçage. Cette accumulation, qui limite la descente de l'outil, est détectée par une diminution de l'effort de la tête de perçage (8) sur la butée-capteur (10) et entraîne un cycle de débourrage.

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* 4- Travail demandé : 1/- Soit la fonction principale FP1: " Déplacer l'outil suivant la direction verticale



y

".

En se référant au dessin d'ensemble et sa nomenclature page 3/4 compléter le diagramme F.A.S.T ci-dessous donnant les différentes fonctions techniques et le ou les composants associés à chaque fonction.

FP1: " Déplacer l'outil suivant la direction Composants ou mécanismes associés verticale y ". 

Transformer

l’énergie

électrique

en

énergie

mécanique

………………………………………………………

……………………………………………………. Poulies courroie crantées (2), (3) et (4) ……………………………………………………. Transformer le mouvement de rotation en un mouvement de translation Guider

l’ensemble

(10)+(15)+(16)+(17)

en

translation

………………………………………………………

………………………………………………………

……………………………………………………. Butée capteur de force (10) ……………………………………………………. ……………………………………………………. Cage à rouleaux parallèles (18) ……………………………………………………. ……………………………………………………. Contrepoids ……………………………………………………. Détecter la position initiale

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………………………………………………………

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2/En se référant au dessin d'ensemble de l'unité de perçage, compléter le tableau ci-dessous en indiquant pour chaque bloc les repères des pièces cinématiquement liées. Bloc

Composants

A

19, ……………………………………………………..

B

5, ………………………………………………………

C

16, ……………………………………………………..

D

8, ………………………………………………………

3/- Compléter le tableau ci-dessous en identifiant les liaisons entre les classes d’équivalence. Translation suivant l’axe

Rotation par rapport l’axe

X

Y

Z

X

Y

Z

A et B

….

….

….

….

….

….

………………………………

A et C

….

….

….

….

….

….

………………………………

A et D

….

….

….

….

….

….

………………………………

B et C

….

….

….

….

….

….

………………………………

Liaison entre

Nom de la liaison

4/- Compléter le graphe des liaisons ci-dessous.

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5/- Compléter le schéma cinématique du mécanisme.

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Sujet N°17 : Chaı̂ne d’emballage des feuilles de papier 1- Présentation : Le robot empileur représenté par la figure.1 fait partie d’une chaîne d’emballage des feuilles de papier. Il permet d’empiler les rames de papier en colonne de quatre afin de les ranger dans des cartons.

Capteur C

Moteur M3

Colonne d'empilage

s l e l i u f e 0 A 4 5 0

Tapis T1

Détecteur pb

Rame de papier

Expédition s l e l i u f e 0 A 4 5 0

Tapis T3 Convoyeur à chaîne T2

Fourches Vérin C1 Table T

Moto-réducteur M1

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Figure.1

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Moto-réducteur M2

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2- description du fonctionnement :

Colonne d'empilage 2 fourches 14

n1

f 1

f 0

M3

12

C3

C2

T

t1

Table

n0

t0

C1

14

12

M1

Figure.2

14 Dispositif élévateur des fourches

12

M2

Le tapis (T1) fonctionne en permanence, et amène une rame de papier au convoyeur à chaîne (T2) environ toutes les 5 minutes. Les conditions initiales de positionnement du « robot empileur » étant remplies (t0, n0, f 0 actionnés et T2 à l’arrêt). (Voir figure.2) Une impulsion sur le bouton (Dcy) doit lancer le convoyeur à chaîne (T2) qui positionne la rame de papier entre la table et la colonne d’empilage. Une fois la rame est en bonne position, elle sera détectée par le détecteur de proximité (pb) qui commande l’arrêt du convoyeur (T2) et la montée de la table (T) jusqu'à que le capteur (t1) sera activé. Ce dernier provoque la sortie de deux fourches qui pénétrent dans les deux rainures de la table (T). Cette sortie est signalée par le capteur (f 1) qui doit commander simultanément : 

La descente de la table (T), La montée des fourches pour soulever la première rame laissant la place à la rame suivante, La remise en marche du convoyeur (T2) qui ramènera une deuxième rame jusqu'à avoir pb=1. Le convoyeur (T2) doit alors s’arrêter de nouveau et la table (T) remonte jusqu'à ce que (t 1) soit activé Le recul des fourches doit alors avoir lieu et la première rame repose sur la précédente. L’action sur (f 0) provoque la descente des fourches jusqu'à n0=1.

4- Description du moteur réducteur ( M1 ) L’entraînement du tapis (T1) est assuré par le moteur réducteur (M1) dont le dessin d’ensemble est donné par la page suivante. L’arbre moteur est accouplé à l’arbre d’entrée d’un réducteur composé d’un train d’engrenage (4, 7, 6,8)

Le mouvement de rotation de l’arbre (5) du réducteur est transmis au tambour moteur du tapis (T) par un système pignons et chaîne (voir figure.1)

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5- Nomenclature du moteur réducteur ( M1 )

8

1

Couronne

16

6

Boulon, H

24

2

7

1

Roue dentée

15

6

1

Arbre intermédiaire

5

1

4

24

Rondelle Belleville

23

1

Rondelle Grower

14

1

disque

22

1

Vis H

Arbre de sortie

13

1

Plateau

21

1

Rondelle plate

1

Arbre d’entrée

12

1

Plateau

20

2

Entretoise

3

1

Couvercle

11

1

Pignon

19

2

Roulement

2

1

Couvercle

10

1

Couvercle

18

2

Roulement

1

1

Carter

9

4

Couvercle

17

1

Roulement

REP.

NB.

REP.

NB.

REP

NB.

DESIGNATION

ISET Nabeul

DESIGNATION

69

---

DESIGNATION

AU : 2013-2014


ISET Nabeul


70

AU : 2013-2014



A- ANALYSE FONCTIONNELLE D’UN SYSTEME PLURITECHNIQUE A1- Analyse fonctionnelle globale : Pour le sous-système « Robot empileur » ; donner :

-

La fonction globale………………………….……………………………………….….

-

La matière d’œuvre principale à l’entrée : ……………….…………...……….

-

La valeur ajoutée apportée à la matière d’œuvre : …..………….…...………...……….

A2- Analyse fonctionnelle de la partie opérative : 

En se référant au dessin d’ensemble du moteur réducteur (M1) : ( voir

page 4/4 du dossier technique )

1)- Compléter le schéma cinématique minimal du moteur réducteur.

2)- Quel est le nom et le type de l’organe qui assure la transmission du mouvement de l’arbre moteur ( M1 ) vers l’arbre d’entrée ( 4 ) : …………………………………………………………………………………………………… □

Donner les repères des éléments constituants cet organe :

…………………………………………………………………………………………………… □ Comment est assurée la transmission entre ( 14 ) et l’ensemble ( 12-13 ) ?

Obstacle Adhérence

□ Comment se nomme l’élément (24) : …………………………………………………………..

ISET Nabeul

71

AU : 2013-2014



B- Cotation fonctionnelle Tracer la chaîne de cotes installant la condition ( JA ).

22 21

11

5 10

3

18

20

19

8

23

JA

C- PRODUCTION D’UNE SOLUTION OU D’UNE MODIFICATION C1- Partie opérative : Le constructeur se propose de modifier la liaison pivot de l’arbre intermédiaire (6) par rapport au carter (1) en remplaçant le roulement à deux rangées de billes à contact oblique (17) par deux roulements à une rangée de billes à contact radial (R1) et (R2) ainsi que la liaison encastrement de la roue dentée (7) avec l’arbre (6). C1-1- Montage des roulements : -

Compléter le montage des roulements (R1) et (R2) ; Indiquer les tolérances de montage des roulements.

C1-2- Montage de la roue dentée : Compléter la liaison encastrement de la roue (7) sur l’arbre (6). Cette liaison sera assurée par l’association d’une clavette parallèle qui réalisera l’arrêt en rotation et d’une vis à tête hexagonale munie d’une rondelle plate qui réalisera l’arrêt en translation.

ISET Nabeul

72

AU : 2013-2014

Recueil des Travaux dirigés 6

Module technologie de construction 1 R1

1

R2

7

Echelle 2 :1

. . . . . . .

. . . . . . .

2 3 

2 1 

a

d

C

d

b

k

D

x

B

j

a

A

G

E

l-x l

b Lmin

d

b

8 à 10 10 à 12 12 à 17

3

d 1,8

4

d 2,5

5

d 3

ISET Nabeul

j –

–

–

d

A

B

C

2,5 3

12

-

0,5

14

3,5

0,8

d a b

4

16

4.5

0,8

Tiges complètement filetées

73

2,5

3

4

5

-

5,5

7

8

-

2

2,8

3,5

D 25 30 32

E

G

C

1,2

26,2

15

1,2

31,4

19,4

1,2

33,7

20,2

AU : 2013-2014



Sujet N°18 : Systè me de fabrication de carton ondulé -Présentation : Le système étudié est utilisé pour la fabrication du carton ondulé, à partir du papier en bobine.

Fig :1Enchaînement des différents postes du système La prise et le positionnement latéral de la bobine se font à l’aide de deux moteurs (M1) et (M2)

- Constitution du système Le système schématisé par la figure :1 est constitué de cinq postes :

Poste A (Unité de fabrication de carton ondulé), il est composé d’un : Mécanisme de fabrication des ondulations ;



Mécanisme de prise de la bobine ;



Mécanisme de déroulement des bobines ;



Mécanisme de jet de colle.



Poste B : (Unité de séchage de la colle) : c’est un four à résistance électrique. Poste C : Unité de découpage de carton ondulé en bande de dimensions pré - réglées. Poste D : Unité d’empilage des bandes de carton ondulé sur palette) Poste E : Tapis roulant d’évacuation des palettes de carton ondulé. N.B : L’étude concerne le mécanisme de prise et de positionnement de la bobine.

ISET Nabeul

74

AU : 2013-2014


ISET Nabeul


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AU : 2013-2014


ISET Nabeul


76

AU : 2013-2014



- Travail demandé : 1- Analyse fonctionnelle de la partie opérative : 1-1DONNER LA FONCTION GLOBALE DU SYSTEME : ……………………………………… ……………………………………… …………………….

………………………………

………………………………

…………………… …………………… …………………… ……………………

……………………………

1-2-Indiquer sur le diagramme F.A.S.T suivant les fonctions ou les solutions techniques Retenues par le constructeur pour le mécanisme de prise et de positionnement de la bobine.(Voir le dessin d’ensemble)

Moteurs

M1 ET M2

Frein

ISET Nabeul

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AU : 2013-2014



2- Etude de la partie opérative : 2-1En se référant au dessin d’ensemble fourni, compléter les repères des pièces constituant les classes d’équivalence suivantes: A = {29; .....................................................................................; B = {27; .................................................................................... ; C = {30; ................................................................................... ; D = {19; ................................................................................... ; E = {20; .................................................................................... ; 2-2- Compléter le schéma cinématique suivant ainsi que les repères des classes d’équivalence :

ISET Nabeul

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AU : 2013-2014



3- Cotation fonctionnelle : 3-1 Tracer les chaînes de cotes installant les conditions Ja et Jb :

3-2- Donner les équations relatives à la chaîne de cote Ja …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………

4- Technologie : 4-1-

DONNER LA DESIGNATION NORMALISEE DE LA VIS (26)

/2

………………………………………………..………………………………… 4-2-

DEFINIR LE GUIDAGE EN ROTATION DE L ’ ARBRE DE SORTIE (9) AVEC LE CORPS 8 EN REPONDANT AUX QUESTIONS SUIVANTES :

1. Est-ce

un

montage

à

arbre

ou

à

alésage

tournant

?

………………………………………………………………………………… 2. Quelle est la designation de la piece qui assure le guidage?

………………………………………………………………………………… 3- le concepteur a choisi pour le guidage de l’arbre (9) les deux roulements R1 et R2. NB : le roulement R1 est semi - étanche. a) Compléter le montage des roulements proposés ? Assurer l'étanchéité du côté du roulement R1. ISET Nabeul

79

AU : 2013-2014


ISET Nabeul


80

AU : 2013-2014



b) A quel type de roulements proposés dans cette solution ? ………………………………………………………………………………… c) Quel est le rôle des anneaux élastiques 2 ? ……………………………………………………………………………………………… ……………...…………………………………………………… d) Les bagues des roulements sont montées soit serrées soit avec jeux afin de permettre une durée de vie correcte des roulements. Quelle bague devra être montée serrer et quelle bague devra être montée avec jeux ? Bague extérieure : …………………………………………. Bague intérieure : ………………………………………….

ISET Nabeul

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AU : 2013-2014



Sujet N°19 : Malaxeur de sable automatisé PRESENTATION DU SYSTEME : Le dessin ci-dessous représente une maquette d’un malaxeur de sable pour moulage. Il permet d’obtenir un sable fluide et sec à partir d’un sable lourd chargé en eau. Le sable est obtenu par malaxage à l’aide d’une pale rotative. Un dispositif de chauffage par plaque chauffante à résistors dont la température est contrôlée par une carte électronique permet le chauffage du mélange.

FONCTIONNEMENT : La cuve, remplie de sable mouillé, est placée sur la plaque chauffante. La pâle de malaxage, mue par le moteur Mt1, descend dans la cuve grâce au chariot de montée –descente. Ce mécanisme est composé d’un chariot et d’un système vis –écrou entrainé par le moteur Mt2.

Fig 1

ISET Nabeul

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AU : 2013-2014



SOUS ENSEMBLE ROTATION MALAXEUR :

Moto réducteur Mt1 : Fig 2 Le moteur Mt1 triphasé asynchrone à un seul sens de marche est lié à un réducteur. La sortie du réducteur est accouplée à l’arbre porte pale. 

Caractéristiques du moto réducteur Mt1 : * Puissance du moteur 0,37 kW,

Fig 2

* Rapport de réduction r = 1/10



SOUS ENSEMBLE CHARIOT MONTEE / DESCENTE : 

Moto réducteur Mt2 : Fig 3

Le moteur Mt2 triphasé asynchrone est lié à un réducteur. La sortie du réducteur est accouplée à une vis pour la montée et la descente du chariot du sous ensemble de malaxage .Ce chariot est en liaison glissière avec le corps du malaxeur.

ISET Nabeul

83

AU : 2013-2014





 



  

 

  



 







  











  

 

 

14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Rep

2 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 Nb

Cales de réglage Clavette parallèle Bride Moyeu de roue creuse Roue creuse Vis d’assemblage Bouchon Joint Bouchon Roulement à rouleaux coniques Cales de réglage Joint à lèvres type AS Vis sans fin Carter Désignation

27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 Rep

1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 2 2 2 Nb

plaquette Joint Roulement à rouleaux coniques Anneau élastique Vis à tête hexagonale Rondelle LL Pale Vis à tête cylindrique creuse Arbre porte pale Boîtier Joint à lèvres type AS Roulement rigide à billes type BC Flasque Désignation



Echelle 1:1 Dossier technique





 





SOUS ENSEMBLE ROTATION MALAXEUR REDUCTEUR ROUE ET VIS SANS FIN MALAXEUR DE SABLE AUTOMATISE

Page 5/5



ETUDE DU MALAXEUR A SABLE Sur le schéma cinématique du malaxeur ci-dessous 1) Indiquer dans les bulles le nom (A, B, C ou D) des classes d’équivalences cinématiques du malaxeur. {A} : sous ensemble bâti {B} : sous ensemble chariot montée/descente {C} : sous ensemble rotation malaxeur {D} : sous ensemble vis Moto réducteur 1

L2 L4

L3

L1

2

Cuve

r u e t c u d é r o t o M

2) - Donner le nom de chaque liaison cinématique L1 :………………………………………… L3 :………………………………………………. L2 :……………………………………….. L4 :………………………………………………. ETUDE DU MOTO REDUCTEUR Mt1 : 3)- Compléter les classes d’équivalences en ajoutant les repères des pièces cinématiquement liées. (voir dossier technique page 3/3). E1 : {1, 12, 8………………………………………. E2 : {11,10, ……………………………………… E3 : {2,………………………………………….

Moteur

4)- Indiquer les noms des classes E1, E2 et E3 sur le schéma cinématique ci-contre. 5)- Représenter le symbole de la liaison entre E1 et E3 sur le schéma ci-contre.

6)- Etudier le guidage en rotation de la vis sans fin 2 par les deux roulements 5 et 25, en répondant aux questions suivantes :

ISET Nabeul

85

AU : 2013-2014



a) Justifier le choix de ce type de roulements ? ………………………………………….………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… b) Est-ce un montage en O ou en X ? ………………………………………… c) Quelles sont les bagues montées serrées (extérieures ou intérieures) ? ……………………………………………………………………………………………….. d) Justifier l’existence des cales 4 …………………………………….……………………………………………………………… e) Le matériau de la roue creuse 10 est en alliage de cuivre, justifier ce choix : ………………………………………………………………………………………….... 7)- Donner la signification de la désignation de la vis (20) : Vis CHC, M4-12 – 10.9 CHC : ……...……………………………………………………………... M : ..………...……………………………………………………………... 4 : ....……...…………………………………………………..…………... 12 : …………………..…………………………………………………... 8)- Définir les solutions d’etancheite en completant le tableau ci-dessous : a/Type d’étanchéité (entourer les réponses)

Rep.

Désignation

Entre les pièces

17

…………………….

……et……

Directe

Indirecte

Statique

Dynamique

………………………

……et……

Directe

Indirecte

Statique

Dynamique

7

/2

b/- le joint 3 est à deux lèvres, justifier ce choix :………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 9)- Proposer une tolérance sur la portée du joint à lèvres de l’arbre 11 :……………………… 10)- Définir le guidage en rotation de l’arbre de sortie (19) par les deux roulements (16), en répondant aux questions suivantes : a/- Est-ce un montage à arbre ou à alésage tournant ? …………………………………….….…... b/- Quelles sont les bagues montées serrées (extérieures ou intérieures) ? ……………………… c/- Indiquer la position des arrêts axiaux des roulements sur le schéma de montage ci-dessous :

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AU : 2013-2014



d/- Nommer les obstacles sur l’arbre 11 :………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… 11)- Proposer une tolérance sur la portée de roulement de l’arbre 11 :………………………….. 12)- a/- Donner le nom de l’element standard non repéré qui permet de transmettre le mouvement de rotation de l’arbre moteur à la vis sans fin (02) : ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… b/- Schématiser cet élément : …………………………………………………. ………………………………………………… …………………………………………………

i

ETUDE DE CONCEPTION:

i

2

En cas de surcharge anormale ou de blocage accidentel de l’arbre porte pale 19 le motoréducteur Mt1 peut être endommagé. Pour éviter ce risque on propose de placer un limiteur de couple à la sortie du réducteur. Ce limiteur est monté à la sortie du réducteur. L’entraînement se fait par adhérence des deux garnitures de friction sur le plateau, grâce à l’effort presseur des rondelles élastiques type « Belleville » agissant comme des ressorts. Les garnitures étant collées sur le plateau. 13)- Compléter la liaison complète de l’arbre 29 avec le moyeu 11 (utiliser une clavette et l’écrou repère 30). 14)- Représenter la liaison complète de l’arbre porte pale 19 avec le plateau 31 (utiliser une clavette et un anneau élastique). 15)- Assurer la liaison glissière du flasque 28 avec l’arbre 29 (voir la solution en 3D).

ISET Nabeul

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AU : 2013-2014

n o s i a 2 i / l 2 a 1 2 l e e r d t e n é e s o D p 3 o r n p e n e r o è i t i s u i s l o l s g a L



9 2 2 2 8 1 2 2



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

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ISET Nabeul


89

AU : 2013-2014



Extraits de valeurs normalisées: - écarts a, b, c, extrait ISO 286-2 (NF EN 20286-2) Dimensions

Ecart supérieur (es) et Ecart inférieur (ei) en micromètre (1 µm = 0,001 mm)

nominales mm

fonction des dimensions nominales

au-delà

à

de

(inclus) 3

3

6

10

18

30

40

50

65

80

100

120

6

10

18

30

40

50

65

80

100

120

140

ISET Nabeul

a9

a11

a13

b8

b9

b10

b11

b13

c8

c10

c11

c12

-270

-270

-270

-140

-140

-140

-140

-140

-60

-60

-60

-60

-295

-330

-410

-154

-165

-180

-200

-280

-74

-100

-120

-160

-270

-270

-270

-140

-140

-140

-140

-140

-70

-70

-70

-70

-300

-345

-450

-158

-170

-188

-215

-320

-88

-118

-145

-190

-280

-280

-280

-150

-150

-150

-150

-150

-80

-80

-80

-80

-316

-370

-500

-172

-186

-208

-240

-370

-102

-138

-170

-230

-290

-290

-290

-150

-150

-150

-150

-150

-95

-95

-95

-95

-333

-400

-560

-177

-193

-220

-260

-420

-122

-165

-205

-275

-300

-300

-300

-160

-160

-160

-160

-160

-110

-110

-110

-110

-352

-430

-630

-193

-212

-244

-290

-490

-143

-194

-240

-320

-310

-310

-310

-170

-170

-170

-170

-170

-120

-120

-120

-120

-372

-470

-700

-209

-232

-270

-330

-560

-159

-220

-280

-370

-320

-320

-320

-180

-180

-180

-180

-180

-130

-130

-130

-130

-382

-480

-710

-219

-242

-280

-340

-570

-169

-230

-290

-380

-340

-340

-340

-190

-190

-190

-190

-190

-140

-140

-140

-140

-414

-530

-800

-236

-264

-310

-380

-650

-186

-260

-330

-440

-360

-360

-360

-200

-200

-200

-200

-200

-150

-150

-150

-150

-434

-550

-820

-246

-274

-320

-390

-660

-196

-270

-340

-450

-380

-380

-380

-220

-220

-220

-220

-220

-170

-170

-170

-170

-467

-600

-920

-274

-307

-360

-440

-760

-224

-310

-390

-520

-410

-410

-410

-240

-240

-240

-240

-240

-180

-180

-180

-180

-497

-630

-950

-294

-327

-380

-460

-780

-234

-320

-400

-530

-460

-460

-460

-260

-260

-260

-260

-260

-200

-200

-200

-200

-560

-710

-1090

-323

-360

-420

-510

-890

-263

-360

-450

-600

90

AU : 2013-2014

Recueil des Travaux dirigés 140

160

180

200

225

250

280

315

355

400

450

160

180

200

225

250

280

315

355

400

450

500

ISET Nabeul


-520

-520

-520

-280

-280

-280

-280

-280

-210

-210

-210

-210

-620

-770

-1150

-343

-380

-440

-530

-910

-273

-370

-460

-610

-580

-580

-580

-310

-310

-310

-310

-310

-230

-230

-230

-230

-680

-830

-1210

-373

-410

-470

-560

-940

-293

-390

-480

-630

-660

-660

-660

-340

-340

-340

-340

-340

-240

-240

-240

-240

-775

-950

-1380

-412

-455

-525

-630

-1060

-312

-425

-530

-700

-740

-740

-740

-380

-380

-380

-380

-380

-260

-260

-260

-260

-855

-1030

-1460

-452

-495

-565

-670

-1100

-332

-445

-550

-720

-820

-820

-820

-420

-420

-420

-420

-420

-280

-280

-280

-280

-935

-1110

-1540

-492

-535

-605

-710

-1140

-352

-465

-570

-740

-920

-920

-920

-480

-480

-480

-480

-480

-300

-300

-300

-300

-1050

-1240

-1730

-561

-610

-690

-800

-1290

-381

-510

-620

-820

-1050

-1050

-1050

-540

-540

-540

-540

-540

-330

-330

-330

-330

-1180

-1370

-1860

-621

-670

-750

-860

-1350

-411

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-1200

-1200

-1200

-600

-600

-600

-600

-600

-360

-360

-360

-360

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-930

-1350

-1350

-1350

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-680

-680

-680

-680

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-400

-400

-400

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-1500

-1500

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-760

-760

-760

-760

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-440

-440

-440

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-1650

-1650

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-840

-840

-840

-840

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-480

-480

-480

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-1240

-1810

-577

-730

-880

-1110

91

AU : 2013-2014



Extraits de valeurs normalisées: écarts limites pour arbres - écarts d, e, f, g, h, js, j, k, m, n et p, extrait ISO 286-2 (NF EN 20286-2) Dimensions

Ecart supérieur (es) et Ecart inférieur (ei) en micromètre (1 µm = 0,001 mm) fonction des

nominales

dimensions nominales en mm

mm

au-delà de

-

3

6

10

18

30

50

80

120

180

250

315

400

à (inclus)

3

6

10

18

30

50

80

120

180

250

315

400

500

d7

-20

-30

-40

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-30

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-30

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-20

-30

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-93

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-1100

-1200

-14

-20

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-14

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-32

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d8

d9

d10

d11

d13

e6

e7

e8

e9

e10

f5

ISET Nabeul

92

AU : 2013-2014

Recueil des Travaux dirigés f6

f7

f8

f9

g4

g5

g6

g7

g8

h3

h4

h5

h6

h7

h8

ISET Nabeul


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-10

-13

-16

-20

-25

-30

-36

-43

-50

-56

-62

-68

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-58

-68

-79

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-6

-10

-13

-16

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-56

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-96

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-6

-10

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-56

-62

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-6

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-36

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-56

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-2

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-9

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-97

93

AU : 2013-2014

Recueil des Travaux dirigés h9


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-26

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h10

h11

h12

h13

h14

h15

j6

j7

ISET Nabeul

94

AU : 2013-2014

Recueil des Travaux dirigés k4

k5

k6

k7

k8

k9

k10

k11

m4

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m7

n4

n5

n6

ISET Nabeul


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95

AU : 2013-2014

Recueil des Travaux dirigés n7

p4

p5

p6

p7

p8

ISET Nabeul


+14

+20

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+6

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+131

+6

+12

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+65

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+6

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+43

+50

+56

+62

+68

96

AU : 2013-2014



Extraits de valeurs normalisées: écarts limites pour arbres - écarts r, s, t, u, x et z extrait ISO 286-2 (NF EN 20286-2) Dimensions

Ecart supérieur (es) et Ecart inférieur (ei) en micromètre (1 µm = 0,001 mm) fonction

nominales mm

des dimensions nominales

au-delà

à

de

(inclus) 3

3

6

6

10

10

14

14

18

18

24

24

30

30

40

40

50

50

65

65

80

80

100

ISET Nabeul

r6

r7

r8

s6

s7

t6

t7

u6

u7

x6

x7

z6

+16

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+24

+20

+24

-

-

+24

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+26

+30

+32

+10

+10

+10

+14

+14

+18

+18

+20

+20

+26

+23

+27

+33

+27

+31

+31

+35

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+15

+15

+15

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+19

+23

+23

+28

+28

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+43

+43

+49

+51

+19

+19

+19

+23

+23

+28

+28

+34

+34

+42

+34

+41

+50

39

46

+44

+51

+51

+58

+61

+23

+23

+23

+28

+28

+33

+33

+40

+40

+50

+34

+41

+50

39

46

+44

+51

+56

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+23

+23

+23

+28

+28

+33

+33

+45

+45

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+28

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+54

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+41

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+28

+28

+35

+35

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+41

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+48

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+64

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+73

+59

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+34

+34

+34

+43

+43

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+48

+60

+60

+80

+80

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+50

+59

+73

+59

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+70

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+122

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+34

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+54

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+70

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+53

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+87

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+124

+178

+178

+258

97

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AU : 2013-2014

recueil_travaux_dirigés_tech_const.pdf

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