COLONNE DE LEVAGE. CPGE / Sciences Industrielles pour l Ingénieur(e) CI2 TD45

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Céline Brunet
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1 Les sociétés de tanspots publics des gandes aggloméations gèent des éseaux compotant des bus et/ou des tamways. Ces sociétés possèdent des centes de maintenance ayant en chage l'entetien et la épaation de leus véhicules. Pami ces véhicules, on peut touve des tamways de deux types : su ails ou su pneus. On s'intéesse ici à la maintenance de tamways suails de type TFS (Tamway Fançais Standad). Les ames TFS sont dotées d'un planche bas, à 35 cm au-dessus du sol, su les 3/4 de leu longueu. Dans le cade d'une opéation de maintenance, il est nécessaie d'inteveni sous le tamway et donc de le souleve entièement. Pou souleve un tamway de 45 tonnes et de 30 mètes de long, le sevice de maintenance utilise 8 colonnes de levage d'une capacité unitaie maximale de 8,2 tonnes commandées simultanément COLONNE DE LEVAGE Objectif : détemine la valeu de la chage soulevée pa chaque colonne. On appelle que pou souleve une ame complète de tamway, on utilise 8 colonnes, soit 4 colonnes épaties identiquement de chaque côté du tamway. Le tamway est un véhicule aticulé constitué de six éléments (voi figue 1) ayant des masses difféentes. Ainsi, chaque colonne ne soulèvea pas la même chage. L'étude suivante consiste à détemine la chage soulevée pa chaque colonne, donnée essentielle à connaîte afin de égle les paamètes de commande de ces unités de levage. M Salette- Lycée Bizeux- Quimpe : CI2_TD45_Colonne de levage.doc- Page 1 su 5

2 Modèle etenu : 1. Système isolé : tamway complet. 2. Le plan G, x, z) étant plan de symétie pou les effots et la géométie, on se limite à une étude ( 3 plane. Le vecteu unitaie y est ves l'aièe du dessin. 3. Les diveses actions mécaniques dues à la pesanteu (on penda g 9,81 m/s 2 ) sont modélisées pa des glisseus de ésultantes Pi Pi. z aux centes de gavité G i des six éléments difféents. 4. Les actions mécaniques dues aux colonnes de levage sont modélisées pa des glisseus de ésultantes Fi Fi. z aux points de levage L 1, L 2, L 3 et L Les voitues motices V1 et V2 sont aticulées (liaisons sphéiques) espectivement aux points A l et A 2 avec la voitue d'aticulation centale V3. 6. L'action mécanique due à une aticulation ente deux voitues i et j sea modélisée pa un glisseu de ésultante R au cente de l'aticulation. i j Figue 2 : données géométiques su le tamway (Dimensions en mm) Données géométiques : L1 G m1.x G m2l 1980 mm ; L1 G1.x G 2L 5510 mm. L1 L 2.x L3L mm A.x A L.x mm ; A.x 3300 mm ; G.x A G.x 1650 mm L ( 3 A 1 2 A1 3 1 p3 Nota Bene : Le plan G, y,z) étant aussi plan de symétie pou les effots et la géométie, on se limite à l'étude des deux voitues (avec leus boggies) {V 1,B m1 } et {V 3,B p3 }. Q1 : Q2 : Dessine su le document éponse DR1 les vecteus epésentant les actions mécaniques extéieues (en phase de levage) agissant su les deux voitues isolées (avec boggies) {V1, Bm1} et {V3, Bp3} en espectant diections et sens. Expime les actions mécaniques des colonnes de levage en L I et L 2, en fonction des gandeus géométiques et des poids des difféents éléments du tamway. Calcule ces actions mécaniques. (Chacune de ces actions est suppotée identiquement pa deux colonnes). : CI2_TD45_Colonne de levage.doc- Page 2 su 5

3 DR1 : bilan des actions mécaniques extéieues agissant su les voitues {V1, Bm1} et {V3, Bp3} Les colonnes de levage sont des unités indépendantes mobiles que l'on peut déplace manuellement gâce à des oues escamotables. Elles sont constituées d'un chaiot de levage (voi Modèle numéique de la colonne ci conte) guidé pa 4 galets oulant à l'intéieu d'une colonne (ails en tôle pliée). L'entaînement du chaiot se fait pa une liaison vis-écou à filet tapézoïdal, mise en otation pa un moto-éducteufein asynchone. On met en place les colonnes au niveau de la plate-fome du tamway à souleve, aux endoits pévus à cet effet. Q3 : Compléte (en couleu) su le document éponse DR2 le schéma cinématique minimal 3D d'une colonne de levage. DR2 : CI2_TD45_Colonne de levage.doc- Page 3 su 5

4 Objectif : véifie le NON-BASCULEMENT d'une colonne dans le plan yoz. La stabilité mécanique de la colonne doit ête assuée, quelle que soit la chage à souleve. Le modèle etenu pou cette étude est le suivant : 1. Système isolé : colonne entièe. 2. Le plan yoz est plan de symétie pou les effots et la géométie. 3. Le poids des éléments de la colonne est négligé paappot à la chage à souleve. : CI2_TD45_Colonne de levage.doc- Page 4 su 5

5 Q4 : 4. L'action de contact sol/colonne est modélisée pa une épatition de pession q(y) vaiant linéaiement ente q 1 et q 2 pou y [e, e + L], et estant unifome selon x, comme indiqué su les figues 6 et 7. L'unité de q(y) est le MPa. 5. La chage à souleve est modélisée pa un glisseu FT C dont le suppot passe pa le point P situé à la distance d de l'axe Oz de la vis du chaiot. 8/16 Détemine, sans faie de calculs, les 2 valeus extêmes d mjn et d max que peut pende la distance d, gaantissant la stabilité de la colonne dans le plan yoz. Justifie. Véification du citèe de pession maximale au sol Objectif : véifie le citèe P adm de non dépassement de la ésistance mécanique du sol. Données géométiques : L 600 mm ; b 200 mm ; d 480 mm ; e 110 mm Chage à souleve : F N T C Q5 : Pa application du pincipe fondamental de la statique à la colonne en O défini pa HO - a x + e y, détemine la valeu de la pession de contact maximale Pmax ente les pieds et le sol. Nota Bene : pou l'application du théoème du moment statique en O, seule la pojection su l'axe Ox est utile pou cette étude de basculement dans le plan yoz. : CI2_TD45_Colonne de levage.doc- Page 5 su 5

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