Conception d un outillage de serrage Débimètre. Mise en situation. Problème 1 : Choisir un moyen d assemblage

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Raymonde Gascon
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1 Conception d un outillage de serrage Débimètre Page : 1 Mise en situation Le produit support de l étude Il s agit d un débitmètre à turbine appartenant à une famille de produits comprenant 10 références de diamètre (25 à 300 mm). Les références les plus représentatives du point de vue des ventes sont ø80, ø100, ø150, ø200, ø250. Principe de fonctionnement Le débitmètre s installe sur une canalisation. Il comporte une hélice que le fluide fera tourner. Des aimants placés à sa périphérie génèrent des impulsions électriques à chaque tour, permettant ainsi le comptage de débit, de volume Problème 1 : Choisir un moyen d assemblage L entreprise souhaite rationaliser l assemblage des débitmètres. Afin de respecter les contraintes réglementaires concernant l assemblage des matériels sous pression, le serrage des éléments filetés doit se faire avec un contrôle du couple. L étude concerne la gamme DN80 à DN250 (dossier ressource DRS1) pour : - l assemblage des 2 sous-ensembles [support de palier assemblé] (repère SE30) avec le corps (repère 11), - l assemblage des 2 sous-ensembles [puits de capteur assemblé] (repère SE20) à l aide de vis Inox Classe 80 Chc M8-20 (repère 23) (voir document technique DT1). Remarque : le sous-ensemble [puits de capteur assemblé] est identique pour les 5 références DN Après consultation du site d un fournisseur, le Technicien Procédés en Préindustrialisation a présélectionné dix boulonneuses à contrôle de couple (dossier ressource DRS2). Il propose d établir un tableau récapitulatif d aide au choix. - Il souhaite privilégier les critères d ergonomie en choisissant : - un matériel à renvoi d angle - un matériel léger - Afin de réduire le coût de l investissement, il souhaite limiter l achat à deux boulonneuses. STS IPM Étude des produits et des outillages 11/2013 jgb - douille serrage-t

2 Conception d un outillage de serrage Débimètre Page : 2 Répondre sur le Document Réponse DR1 Question 1.1 : Parmi les boulonneuses électriques proposées (voir dossier ressource DRS2), extraire les plages de couple de serrage et compléter la colonne 2 du tableau du DR1. Question 1.2 : Déterminer le second critère à privilégier pour le choix du ou des matériels envisagés. Compléter la colonne 3 du tableau du DR1 (entête et caractéristique de chaque boulonneuse). Question 1.3 : Définir les besoins au niveau des couples (dossier ressource DRS1). Compléter le tableau. Question 1.4 : Pour chaque couple de serrage, indiquer par une croix si la boulonneuse est capable. Question 1.5 : Indiquer les références des deux matériels choisis. Justifier votre choix. Problème 2 : Définir le principe d un outillage d assemblage Le Technicien Procédés en Préindustrialisation propose maintenant d étudier l outillage d assemblage : la douille de vissage qui sera utilisée avec la boulonneuse définie dans la partie précédente. Elle doit permettre le montage des deux sous-ensembles [support de palier assemblés] (repère SE30) avec le corps (repère 11). Elle doit également permettre le démontage lors d opérations ultérieures de maintenance. L étude concerne uniquement le modèle DN100. Remarque : le principe retenu sera identique pour l ensemble de la gamme. Répondre sur le Document Réponse DR2 Question 2.1 : Esquisser les contours de la douille de vissage sur la vue de face en coupe A-A sur la section B-B et CC : en position de vissage ajouter toute vue complémentaire nécessaire à la compréhension. Remarque : on souhaite n utiliser que des visseuses à un seul sens de rotation. On choisit un pas à droite. Question 2.2 : Indiquer le sens de vissage sur la section B-B. Question 2.3 : Concevoir cette douille à l aide de CATIA V5 et l intégrer dans la maquette numérique du débitmètre. Puis faire une mise en plan de la pièce conçue seule. STS IPM Étude des produits et des outillages 11/2013 jgb - douille serrage-t

3 Situation du DEBIMETRE Exemple de configuration Ensemble tranquiliseur d écoulement 2 ensembles électriques orientés à 135 Sens d écoulement Ensemble DEBIMETRE (objet de l étude) Nomenclature des pièces (partielle) Repères Quantité Désignation Matériau Commentaires 11 1 Corps X6CrNiMo moulé 12 2 Anneau de levage 13 1 Plaque signalétique 14 4 Rivet 21 2 Puits de capteur vissé X2CrNiMo18-10 ø Joint torique ø25x3, Vis Chc M8-20 (Inox) Classe Capteur à effet hall 31 2 Support palier X6CrNiMo moulé 32 2 Palier fixe 33 2 Coussinet carbure de tungstène ø3-ø4, Butée carbure de tungstène ø3, Hélice Aimant ø1,4 lg 8, Moyeu de pivot X6CrNiMo Axe de pivot carbure de tungstène ø Vis de liaison (Inox) tige filetée - M5 lg Anneau élastique DT1

4 SE 20 Puits capteur assemblé Sens écoulement du fluide SE 30 Support palier assemblé partie filetée SE 30 partie filetée SE 40 Hélice assemblée SE 20 Référence : Matière : Format : A3 Echelle 1: 2 Sous-ensemble : DEBIMETRE DN 100 Document technique DT2

5 12 B A-A 21 DÉTAIL D ECHELLE 1 : 1 B-B D F E 42 Sens écoulement du fluide B DÉTAIL F ECHELLE 1 : 1 DÉTAIL E ECHELLE 1 : 1 51 SE 30 SE 40 SE 30 A A Référence : Matière : Format : A3 Echelle 1: 2 Sous-ensemble : DEBIMETRE DN 100 Document technique DT3

6 Couples de serrage pour l assemblage du support palier [30] et du corps [11] Référence DN80 DN100 DN150 DN200 DN250 Filetage M82x2 M106x3 M158x3 M210x3 M260x3 Couple de serrage appliqué 120 N.m 150 N.m 210 N.m 260 N.m 330 N.m Couples de serrage préconisés par classe de qualité de boulons (d après la documentation Ouest Fixation) DRS1 (1/1)

7 Boulonneuses électriques à contrôle de couple (d après la documentation Atlas Copco) La boulonneuse électrique Tensor DS est utilisée pour les applications nécessitant un niveau de qualité très élevé sans traçabilité des couples de serrage mesurés. Les outils d'angles sont préconisés pour les opérations manuelles. N Boulonneuses à renvoi d angle avec embout carré avec fixation à bille Tensor ETV DS Plage de couple de serrage : 9-35 N.m / Vitesse 800 tr.min -1 Masse 1,4 kg / Longueur : 412 mm / carré 9,52 mm Tensor ETV DS Plage de couple de serrage : N.m / Vitesse 480 tr.min -1 Masse 1,6 kg / Longueur : 434 mm / carré 9,52 mm Tensor ETV DS Plage de couple de serrage : N.m / Vitesse 348 tr.min -1 Masse 2,1 kg / Longueur : 465 mm / carré 12,7 mm Tensor ETV DS Plage de couple de serrage : N.m / Vitesse 240 tr.min -1 Masse 2,3 kg / Longueur : 482 mm / carré 12,7 mm Tensor ETV DS Plage de couple de serrage : N.m / Vitesse 152 tr.min -1 Masse 2,8 kg / Longueur : 525 mm / carré 12,7 mm Tensor ETV DS Plage de couple de serrage : N.m / Vitesse 123 tr.min -1 Masse 3 kg / Longueur : 525 mm / carré 19,05 mm Tensor ETV DS Plage de couple de serrage : N.m / Vitesse 240 tr.min -1 Masse 7 kg / Longueur : 661 mm / carré 19,05 mm Tensor ETV DS Plage de couple de serrage : N.m / Vitesse 152 tr.min -1 Masse 7,1 kg / Longueur : 661 mm / carré 19,05 mm Tensor ETV DS Plage de couple de serrage : N.m / Vitesse 131 tr.min -1 Masse 11,6 kg / Longueur : 702 mm / carré 19,05 mm Tensor ETV DS Plage de couple de serrage : N.m / Vitesse 112 tr.min -1 Masse 11,6 kg / Longueur : 702 mm / carré 25,4 mm DRS1 (2/2)

8 Question 1.1 Question 1.2 Question 1.3 Caractéristiques des matériels Caractéristiques des produits N Plage de couple de serrage M8 Couples de serrage M82x2 M106x3 M158x3 M210x3 M260x Question 1.4 Question 1.5 : DR1

9 Embout de la boulonneuse (carré 19,05 mm) A-A Bille à ressort Section C-C C C B B SE30 11 SE40 SE30 Section B-B A A DR5

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