Construction Mécanique

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1 Construction Mécanique NOM: Prénom : Date: TP Dynamique-4 Pilote 5000 SUJET : Etude Dynamique 1. Références : Objectifs programme : - S 727 Principe fondamental de la dynamique Compétences attendues : C1 : Vérifier les performances d un mécanisme C2 : Mise en application du principe fondamental de la dynamique (solide en translation). C3 : Analyser des résultats fournis par un logiciel de simulation. 2. Nouvelles connaissances abordées : - Principe fondamentale de la dynamique (translation) 3. Système support : Pilote automatique de bateau Composition du dossier TP et documentation à consulter : - Dossier technique. - Dossier sujet. - Document ressource. 5. Conditions de réalisation : - Durée : 2h - Autonomie : Travail de groupe - Compte rendu : Individuel à rendre en fin de séance Page 1/6

2 FICHE EVALUATION TP Dynamique-4 Pilote 5000 L élève doit remplir la rubrique 4 concernant l acquisition des compétences. 1/ Evaluation des travaux pratiques en cours de séance (15 points). Partie du TP Note attribuée Remarques II /3 III /8 IV /4 2/ Evaluation du compte rendu (5 points) Note attribuée Remarques /5 pts 3/ Note globale (/20) /20 4/ Bilan de l acquisition des compétences Vérifier que les compétences visées sur la première page sont acquises. C1 : Vérifier les performances d un mécanisme C2 : Mise en application du principe fondamental de la dynamique (solide en translation). C3 : Analyser des résultats fournis par un logiciel de simulation. Compétences C1 C2 C3 La compétence est parfaitement acquise Acquisition des compétences La compétence La compétence est seulement n'est que acquise sur ce partiellement TP acquise La compétence n'est pas acquise 5/- Remarques générales Page 2/6

3 I. Mise en situation Dans des conditions normales d utilisation : Vent force 2 Mer calme Bateau correctement réglé Pour maintenir le bateau sur son cap, le pilote 5000 automatique exerce des efforts sur la barre dont la valeur moyenne est égale à 75N. Plusieurs retours clients nous indiquent des difficultés concernant la capacité du pilote à agir sur la barre. En partant de ce problème vous décidez de mettre en place une vérification un calcul du couple moteur nécessaire à la phase de démarrage. Votre démarche sera la suivante : - Mesure du courant appelé durant la phase d accélération. - Détermination à l aide du document technique de la valeur du couple moteur correspondant. - Etude théorique afin de déterminer la valeur du couple moteur correspondant à la mesure. - Analyse des résultats. II. Mesure du couple maximale de démarrage à vide Procédure : Mettre en place le pilote 5000 et chargez à 75N. On étudie le système durant la phase de montée. A l aide d une pince ampéremétrique, d une carte d acquisition et du logiciel physcop déterminer le courant Imax appelé durant la phase d accélération Déterminer la vitesse de translation de la tige. Déterminer le couple moteur durant la phase d accélération, sachant que le cœfficient de couple est de N.m/A III. Analyse théorique du problème. Hypothèses : - On supposera le problème plan - On néglige le frottement dans la poulie. F r (effort du pilote) Page 3/6 P r

4 III.1 Déterminer l accélération de la tige du pilote. La loi de mouvement de déplacement de la tige du pilote est définit ci-dessous : V(m/s) Le temps de la phase accélération est fournie par le constructeur :0.05s. A partir de la vitesse déterminer au II, calculer l accélération de la tige du pilote. t(s) III.2 Détermination de l effort à fournir pour déplacer la charge. On isole la partie horizontale de la corde - Ecrire le principe fondamental de la dynamique appliqué à la corde. - Déterminer l effort nécessaire pendant la phase d accélération pour mettre en mouvement les masses. III.3 Déterminer le couple moteur nécessaire. A l aide du document technique compléter la chaîne de transformation d énergie suivante : Cm Pm ωm F = V= Moteur Tige de vérin Données : Intensité de la charge sur la tige du vérin : F=75N Rayon moyen de contact entre 7 et 9 : r=4.5mm Facteur de frottement POM/acier : µ= 0.15 ½ angle au sommet du filet trapézoïdale de la vis : γ=15 Rendement du système d engrenages : ηe=0.9 Les autres valeurs sont à rechercher dans la nomenclature document 21 du dossier technique - Déterminer le couple moteur correspondant - Comparer la valeur obtenue au couple moteur trouvé au II. Page 4/6

5 IV. Synthèse Sachant que le courant Id de démarrage du moteur est égal à 5.15A : - Déterminer le couple moteur au démarrage. - A partir de ce couple moteur déterminer la charge maximale que l on peut mettre en mouvement (on souhaite un temps d accélération maximal de 0.1s). La vitesse de translation du pilote est à chercher dans le document constructeur. - Conclure au regard des performances annoncées par le constructeur. Page 5/6

6 Document ressource sur les efforts transmissibles dans un système vis-ecrou Page 6/6