ESSAI D ANALYSE LA SERRE EN C. (version 3) Par Denis FYFE

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1 ESSAI D ANALYSE (version 3) LA SERRE EN C Octobre 2006

2 ANALYSE SYSTÉMIQUE Le système de la serre en C Action de l utilisateur (énergie musculaire) Contrôle de l utilisateur Appareil en position et pièces bien positionnées Pièces libres de mouvement entre elles Fonction... Immobiliser des pièces en exerçant une pression qui augmente la friction** entre elles. Pièces immobilisées (Valeur ajoutée) X Serre en C Chaleur* Énergie musculaire Énergie mécanique + énergie thermique (négligeable) * Dans tous les mécanismes, il y a production de chaleur c.-à-d. que l énergie mécanique qui produit le mouvement des pièces se transforme en énergie thermique par le frottement. L état des surfaces (degré de finition) affecte le frottement. De surcroît, s il n y a pas de lubrification, la chaleur peut être intense et accélérer l usure des composantes, provoquer de la dilatation et entraîner le grippage du système. Lorsque les mouvements sont lents, la production de chaleur peut être considérée comme négligeable (c est le cas ici). Grippage : [TECHNIQUE] Ralentissement ou arrêt du mouvement d organes mécaniques, causé par l adhérence anormale de deux surfaces métalliques. Mauvais fonctionnement d un système. Une surface rugueuse provoque du frottement et un dégagement de chaleur. **Friction : [PHYSIQUE] Résistance à un mouvement relatif entre deux surfaces de contact.

3 PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT Corps Appui Pièces à serrer Appui mobile à rotule (OS) Vis Écrou Pièce à serrer Pièce à serrer Appui mobile Vis Levier de serrage Action de la main Chaîne cinématique En phase d approche des pièces à serrer, la vis, le levier et l appui deviennent un ensemble d équivalence cinématique animé d un mouvement hélicoïdal. Au moment du serrage des pièces, l appui arrête de tourner et se déplace en translation seulement à cause de la rotule. Mécanisme VIS-ÉCROU Guidage Possibilité V É 0 Vis Écrou OE = organe d entrée OS = organe de sortie F Levier de serrage (OE) Possibilité 2 Possibilité 3 Possibilité 4 0 Vue de dessous Dans le cas de la serre, c est la deuxième possibilité du tableau qui s applique. L écrou est fixe (0) et la vis est en mvt () et fait un mouvement hélicoïdal.

4 PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT (étude du levier) Fm Fr Vue de dessous Lr Lm Lr 2 Centre de la vis et point d appui du levier Fr 2 Pour que le levier puisse tourner, il faut que la somme des moments dans le sens horaire soit supérieure à la somme des moments dans le sens antihoraire. En d autres mots, l effort déployé par la main sur le bout du levier doit vaincre la résistance au mouvement de la vis. Fr = Force résistante Fm = Force motrice Lr = Longueur du bras de levier de la force Fr Lm= Longueur du bras de levier de la force Fm Le schéma montre 2 forces résistantes parce que le jeu entre le levier et le trou dans la base de la vis fait en sorte que le levier prend appui aux 2 extrémités du trou de la vis. < ( Fr x Lr ) + ( Fr 2 x Lr 2 ) < ( Fm 2 x Lm )

5 CONSTRUCTION DE L OBJET ÉTUDE DES LIAISONS Liaison rotule ( appui / vis ) Liaison directe ( obtenue par sertissage* ), indémontable, partielle et rigide Liaison hélicoïdale ( écrou / vis ) Liaison directe ( obtenue par filetage ), indémontable, partielle et rigide Liaison pivot-glissant ( levier / vis ) Liaison directe ( obtenue par déformation des extrémités du levier par emboutissage ** ), indémontable, partielle et rigide * Sertissage : Procédé consistant à déformer la base de l appui. Ici, les griffes à la base de l appui ont été repliées sur la partie sphérique de la vis. ** Emboutissage : Procédé consistant à déformer par écrasement. Ici, déformation à froid des extrémités de la tige.

6 CONSTRUCTION DE L OBJET JUSTIFICATION DES FORMES ET RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX Une section du corps nous permet de mieux voir la forme particulière de la pièce. La forme en T lui donne une plus grande rigidité. Elle résiste mieux aux efforts de déformation en flexion. B A B A Dans les endroits indiqués par les flèches sur la pièce, il y a un excédent d épaisseur pour éviter que les contraintes ne développent des fissures et ultimement de la rupture. SECTION A A SECTION B B