Analyse d un éplucheur de pommes

Transcription

1 centre de développement pédagogique pour la formation générale en science et technologie Analyse d un éplucheur de pommes Mars 2006

2 Mise en garde Le présent document est présenté à titre d exemple de ce que pourrait contenir l analyse élémentaire d un objet technique. Il va de soi qu une analyse plus exhaustive et plus poussée pourrait également être réalisée. On peut donc considérer ce document comme déclencheur pour initier le personnel enseignant à l analyse technologique. ar conséquent, il n est pas destiné à l apprentissage des élèves. Cependant, il pourrait servir de guide pour l élaboration de certaines activités. Les auteurs

3 ANALYSE SYSTÉMIQUE DE L ÉLUCHEUR DE OMMES Gestion du système par l utilisateur (contrôles et commandes) omme bien piquée omme non pelée eler une pomme Appareil bien immobilisé Levier-peleur en bonne position Énergie musculaire omme pelée elures Jus INTRANTS MOE (matière d oeuvre entrante) Énergie roduits divers rogrammes Contrôle de la MOE et des énergies Contrôle de configuration Contrôle des réglages Consignes de fonctionnement (ordre) EXTRANTS MOS (matière d oeuvre sortante avec valeur ajoutée) Flux secondaires sortant (déchets et nuisances) Information vers l utilisateur

4 SYSTÈME ÉLUCHEUR DE OMMES Sous-système manivelle Sous-système fixation-pomme Sous-système carter Sous-système levier peleur/came Sous-système d entraînement par engrenage Sous-système de fixation par ventouses

5 Étude du mécanisme d entraînement SORTIE 1 (came) 1 tour 1 Roues dentées SORTIE 2 (fixation-pomme) ~ 20 tours ENTRÉE SORTIE 1 (came) 1 tour 1 2 ENTRÉE (manivelle) 16 tours Résistance F SORTIE 2 (fixation-pomme) 20 tours 3 La manivelle constitue un levier interappui. F Chaînes cinématiques Force motrice

6 Étude du mécanisme d entraînement 64 d (1/16 tour) our peler entièrement la pomme, le bras qui porte le couteau doit effectuer un tour complet autour de celle-ci. endant le même temps, la pomme doit tourner sur elle-même assez lentement pour permettre au couteau d effectuer son travail, soit d éplucher entièrement la pomme. Après analyse, on constate que, pour un tour du bras-peleur (sortie 1), la pomme (sortie 2) a effectué 20 tours sur elle-même. La manivelle (entrée), quant à elle, devra avoir effectué 16 tours. SORTIE 1 (L axe du système came/galet aura fait 1/16 tour.) 14 d (1 tour) 70 d (1/5 tour) ENTRÉE pour 1 tour de la manivelle 20 d (1/5 tour) SORTIE 2 (L axe du système de fixation de la pomme aura fait 1 1/4 tour.) 56 d (1/4 tour) 14 d (1 1/4 tour) 16 d (1 3/32 tour) 70 d (1/4 tour)

7 Étude du déplacement du couteau Came cylindrique Galet Suiveur Bras du couteau Bras du suiveur Bras du suiveur Y = Y =75 mm amplitude du déplacement du couteau. X = 7,8 mm 40 mm 30 mm 20 mm 180 Bras du couteau Articulation (liaison-pivot) du couteau levier interappui X Amplitude du déplacement du galet 10 mm Le couteau est soulevé. Le couteau se soulève. La pomme se pèle. Le couteau s abaisse. La came permet, à cause de sa forme particulière, de soulever et de rabaisser le levier qui porte le couteau par l intermédiaire du suiveur.

8 Étude de la ventouse 1 hase 1 La ventouse est à l état de repos. La pression de l air à l intérieur et la pression à l extérieur sont égales. 2 F hase 2 On applique une poussée (F) sur le dessus de la ventouse. La ventouse s affaisse graduellement. L air sous la ventouse est expulsé et la pression à l intérieur est inférieure à celle de l air ambiant à l extérieur. L élasticité de la ventouse (caoutchouc) tend à lui redonner sa forme initiale (la faire remonter), c est-à-dire à faire augmenter le volume d air. À cause de l étanchéité (surface et rebord de la ventouse), l air ne peut revenir dans la chambre sous la ventouse créant ainsi une dépression. Lorsque la surface est rugueuse, l ajout d un liquide comme l eau (ou l huile) permet d éviter l infiltration d air entre les rugosités. La ventouse fonctionne. Lorsque la surface est rugueuse, l air expulsé revient dans la ventouse en s infiltrant entre les rugosités. La ventouse ne peut fonctionner. 3 Retour à la phase 1 En soulevant la languette, l air s introduit sous la ventouse et la pression à l intérieur redevient égale à celle de l air ambiant : la ventouse se décolle.

9 LES MATÉRIAUX ET LES ROCÉDÉS Acrylique clair injecté Le carter ainsi que divers composants dont le pignon n o 7 sont fabriqués d acrylique clair injecté sous pression. Toutes les autres roues dentées (1 à 6) ainsi que l axe crénelé de la manivelle sont fabriqués en polyéthylène blanc injecté. L acrylique, le polyéthylène et le vinyle sont des thermoplastiques dont la forme peut être modifiée par la chaleur. Les ventouses sont faites de ce qui semble être du vinyle translucide injecté.

10 LES LIAISONS B A T T La liaison entre le levier et le couteau est complète, directe et se réalise par insertion de la partie (A) dans les deux rainures de guidage (B); la retenue se fait à l aide de deux tétons (T). Cette liaison est difficilement démontable et elle n a pas besoin de l être. La liaison entre les pics et leur support vertical est directe et complète. Elle a été obtenue par leur insertion dans le moule. Il s agit de liaisons directes. G R La liaison de l axe du ressort (R) de torsion, qui rappelle le levier du suiveur vers l intérieur de la came et le maintient en contact avec celle-ci, est réalisée à l aide de deux vis à plastique autotaraudeuses et de rondelles plates. Il s agit de liaisons indirectes, complètes et démontables. La liaison du ressort au galet (G) se fait par insertion de la partie recourbée du ressort dans un petit orifice dans le galet lui-même. Elle est directe, complète et démontable.

11 LES LIAISONS (suite) Axe crénelé Logement crénelé La liaison entre la manivelle et l axe d entrée est directe, complète et démontable (semi-serrée). Elle a été obtenue par utilisation de leurs formes complémentaires. Cette liaison est obtenue à l aide d un axe crénelé à son extrémité et d un logement crénelé dans la manivelle. Les deux boîtiers sont faits de deux demi-boîtiers assemblés avec des vis à plastique. Ce sont des liaisons démontables, complètes et indirectes. Rondelle de blocage L axe de la poignée de la manivelle est fixé à la manivelle par une rondelle de blocage (rondelle de Belleville). C est une liaison indémontable, complète et indirecte.

12 AUTRES CONSIDÉRATIONS... Une gelée de silicone a été appliquée pour lubrifier certains engrenages afin de permettre un meilleur roulement. La plupart des guidages en rotation sont réalisés à même la forme obtenue au moulage. L aération des boîtiers se fait par des ouvertures prévues dans le moule; elle permet le séchage intérieur. Certains renforcements des boîtiers et de la Aillettes manivelle sont obtenus par l ajout d ailettes et de cloisons. Cloisons Cloisons