Usine de fabrication de Parpaings

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1 LABORATOIRE MECANIQUE DE KORBA Système D étude : Usine de fabrication de Parpaings Proposé par l enseignant M R BEN ABDALLAH MAROUAN Pour la date de : 3 - Mai

2 - Présentation du système : Dossier Technique Une usine de fabrication de parpaings (bloc de ciment ou plâtre servant à construire des murs), comporte, entre autres, une unité de pesage et d amenage de la matière première, une unité de malaxage du produit et une unité de palettisation. Dans l unité de malaxage, l alimentation en matière première se fait à l aide d un skip de chargement. Tracté par un treuil, le skip amène la matière première au sommet de tas à une hauteur H avant de la déverser dans le malaxeur. La rotation de malaxeur est réalisée par un moteur Mt triphasé asynchrone à un seul sens de marche est lié à un réducteur. La sortie du réducteur est accouplée à l arbre porte pale. Le déplacement de skip de chargement dans les deux sens de marche est réalisé par un moteur asynchrone triphasé Mt ayant les caractéristiques suivantes : 30/40V; 9 KW; 450 tr/min; 50 Hz. Le fonctionnement de ce moteur est gérée par un microcontrôleur de type 6F84A suivant le grafcet d un point de vue commande ci-après. Devoir de Synthèse N 3 (09-0) Page / 4 USINE DE FABRICATION DE PARPAINGS

3 KM : Contacteur de la montée rapide de skip. KM : Contacteur de la montée lente du skip. KM3 : Contacteur de la descente du skip. S : Bouton de commande de la montée. S : Bouton de commande de la descente. FCH : Contact de fin de course haut. FCB : Contact de fin de course bas. FCA : Contact de fin de course intemédiaire. - On donne les tableaux des affectations : Porte B RB RB RB3 RB4 RB5 S S FCA FCB FCH 0 S.FCB 0 KM FCA KM FCH Dossier Technique S.FCH 0 KM3 FCB Porte A RA0 RA RA KM KM KM3 = DOCUMENT CONSTRUCTEUR DES MOTEURS ASYNCHRONE TRIPHASE A DEUX PAIRES POLES : Type P N (Kw) n N (tr/min) I N (A) Cos ϕ η (%) I D / I N T D / T N T M / T N LS3S 5,5 430,9 0,8 8 6,3,4,5 LS3M 7, , 0, ,7,7 3, LS3L ,4 0, ,8 3 3,4 LS60M 450,3 0,85 87,8 5,6,,5 LS60L ,6 0,85 89, 6,5,7,8 P N : Puissance mécanique nominale. V N : Vitesse nominale du moteur. I N : Intensité nominale. Cos ϕ : Facteur de puissance. T N : Couple nominal. DOCUMENT CONSTRUCTEUR DU PIC 6F84A : η : Rendement du moteur. I D : Courant de démarrage. I N : Courant nominal. T D : Couple de démarrage. T M : Couple maximal. RA0 à RA4 : Broches d entrée-sortie configurables. RB0 à RB7 : Broches d entrée-sortie configurables. OSC à OSC : Oscillateur (Quartz par exemple) MCLR/VPP : Broche de raz. VSS : 0V VDD : +5V PIC 6F84A Devoir de Synthèse N 3 (09-0) Page / 4 USINE DE FABRICATION DE PARPAINGS

4 Dossier Technique Rp 4 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 Devoir de Synthèse N 3 (09-0) Laboratoire Mécanique de KORBA Rp 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 Échelle : Dossier technique Page 3 / 4 SOUS ENSEMBLE ROTATION MALAXEUR REDUCTEUR ROUE ET VIS SANS FIN MALAXEUR Page 4/5 USINE DE FABRICATION DE PARPAINGS Proposé Par Mr Ben Abdallah Marouan

5 Dossier Technique ANNEAUX ELASTIQUE POUR ARBRE Dimensions d e c l g M0 7,6, 9,6 M6 4,4, 5, M0, 9,3 9 M5, 34,8,3 3,9 M30,5 4,6 8,6 CLAVETTES PARALLELES Dimensions d a b smin J k De à 7 inclus 5 5 0,5 d-3 d+,3 7 à 6 6 0,5 d- 3,5 d+,8 à ,5 d-4 d+3,3 30 à ,4 d-5 d+3,3 Nota : Ne pas représenter les chanfreins sur les dessins d étude 38 à ,4 d-5 d+3,3 ÉCROU HEXAGONALE H Dimensions d a b M0 6 8,4 M6 4 4,8 M M ,6 M Devoir de Synthèse N 3 (09-0) Page 4 / 4 USINE DE FABRICATION DE PARPAINGS

6 LABORATOIRE MECANIQUE DE KORBA SYSTEME TECHNIQUE Usine de fabrication de parpaings A- ANALYSE FONCTIONNELLE : (3,5 POINTS) A - ANALYSE FONCTIONNELLE DE REDUCTEUR ROUE ET VIS SANS FIN : (3,5 points) B- ÉTUDE DE MALAXEUR : (6,5 POINTS) B-ÉTUDE DU MOTO-REDUCTEUR : (5,5 points) B- ÉTUDE DE L ARBRE PORTE PALE 9 : (4 points) B3- DESSIN DE DEFINITION DU MOYEU : ( points) B4- ÉTUDE DE CONCEPTION : (5 points) N. B : Aucune documentation n est autorisée Nom & Prénom : N... Classe : 4 ème ScT Note : / 0

7 Nom & Prénom: N :... Classe : 4ScT A - ANALYSE FONCTIONNELLE : (3,5 points) A - ANALYSE FONCTIONNELLE DE LA PARTIE OPERATIVE : (3,5 points) - En se référant au dessin d ensemble de réducteur roue et vis sans fin (dossier technique page 3/4). Compléter le diagramme F.A.S.T ci-dessous : FP: transmettre le mouvement de vis sans fin vers l arbre porte pale 9 Processeurs Deux Roulement à rouleaux coniques 5 Transmettre la puissance Guider en rotation l arbre Arbre porte pale et emmanchement cylindrique Joints à lèvres type AS 3 et 7 Assurer la vidange de lubrifiant Assurer une liaison complète entre 9 et Devoir de Synthèse N 3 (09-0) Page / 4 USINE DE FABRICATION DE PARPAINGS

8 Nom & Prénom: N :... Classe : 4ScT B- Étude de Malaxeur B-Étude du Motoréducteur : (5,5 points) Caractéristiques du motoréducteur Mt : - Puissance du moteur Pm = 0,37 kw ; - Rapport de réduction r = /0 ; - Vitesse du moteur Nm = 45 tr/min ; - Rendement du réducteur η = 0,9 ; ) Compléter les classes d équivalences en ajoutant les repères des pièces cinématiquement liées. (Voir dossier technique page 3/4). E : {,, } E : {, 0, } E3 : {, } ) Indiquer les noms des classes E, E et E3 sur le schéma cinématique ci-contre. 3) Représenter le symbole de la liaison entre E et E3. 4) Calculer la vitesse de rotation de l arbre de sortie porte pale 9 : ; 5) Étudier le guidage en rotation de la vis sans fin par les deux roulements 5 et 5, en répondant aux questions suivantes : (Voir dossier technique page 3/4) 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 ; e) Choisir un métal pour la roue creuse 0 et justifier ton choix? ; Devoir de Synthèse N 3 (09-0) Page / 4 USINE DE FABRICATION DE PARPAINGS

9 Nom & Prénom: N :... Classe : 4ScT B- Étude de l arbre porte pale 9 : (4 points) Étudier la résistance de l arbre porte pale à la torsion simple en répondant aux questions suivantes : ) Calculer la puissance à la sortie du réducteur ps = ; ) Déduire le moment exercé sur l arbre porte pale 9 : Mt = ; 3) Vérifier la résistance de l arbre porte pale 9 : On donne : Mt = N.m, Diamètre de l arbre porte pale d = 30 mm, Résistance à limite élastique au glissement Reg = 0,5 Re ; Coefficient de sécurité s = 3 ; Résistance élastique Re = 60N/mm². B3- Dessin de définition du moyeu : ( points) Sur la page suivante : ) Compléter la vue de face du moyeu de la roue creuse en coupe B-B ) Dessiner la section sortie A-A. Devoir de Synthèse N 3 (09-0) Page 3 / 4 USINE DE FABRICATION DE PARPAINGS

10 Nom & Prénom: N :... Classe : 4ScT B4- Étude de conception : (5 points) En cas de surcharge anormale ou de blocage accidentel de l arbre porte pale 9 le motoréducteur Mt 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. ) Compléter la liaison complète de l arbre 9 avec le moyeu (utiliser une clavette et l écrou repère 30). ) Représenter la liaison complète de l arbre porte pale 9 avec le plateau 3 (utiliser une clavette et un anneau élastique). 3) Assurer la liaison glissière du flasque 8 avec l arbre 9 (voir la solution en 3D). Devoir de Synthèse N 3 (09-0) Page 4 / 4 USINE DE FABRICATION DE PARPAINGS

11 Nom & Prénom: N :... Classe : 4ScT La solution proposée de la liaison glissière en 3D entre 8/9 Échelle : Devoir de Synthèse N 3 (09-0) Page 5 / 4 USINE DE FABRICATION DE PARPAINGS

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