T GM B2 DS N 1 : Vérin rotatif 28 Septembre 2005

L.P.T.I. Saint Joseph La Joliverie T GM B2 DS N 1 : Vérin rotatif 28 Septembre 2005 Mise en situation PRESENTATION DU MECANISME La sérigraphie est une technique pour le marquage des pièces plastiques. Son principe est basé sur l encrage d un tampon qui ensuite est appliqué sur la pièce et ainsi la pièce est marquée. Plusieurs tampons successifs (un par couleur d encre) peuvent ainsi laisser sur la pièce un dessin multicolore. Le mécanisme dans lequel s insère le vérin rotatif, est une machine automatisée qui permet la sérigraphie monochrome (un tampon). L automatisme à un cycle qui peut se décomposer en quatre étapes: - Encrage du tampon (Vérin simple effet) - Orientation du tampon face à la pièce : Vérin simple effet horizontal (Vérin rotatif) - Sérigraphie de la pièce (Vérin simple effet) - Retour en position du tampon face au bac d encrage : Vérin simple effet vertical (Vérin rotatif) Cet automatisme est représenté ci-contre après la deuxième étape : Tampon face à la pièce. Présentation du système étudié. Vérin rotatif Plateau rotatif Pièce à sérigraphier Tampon encreur Vérin simple effet Bac d'encrage Le système étudié se limite au vérin rotatif, qui assure l orientation du tampon. Le fonctionnement de ce vérin rotatif amorti est décrit par l analyse descendante ci-dessous. Plateau en position initiale Diagramme SADT de 1 ier niveau Energie pneumatique Orienter le plateau rotatif Vérin rotatif amorti Plateau en position finale Plateau en position initiale Diagramme SADT de 2 ième niveau Energie pneumatique Déplacer le piston Vérin double effet amorti On donne également la documentation technique ci-dessous - Document DT1 : Dessin d ensemble du vérin simple effet amorti - Document DT2 : Nomenclature du vérin simple effet amorti - Document DT3 : Extraits de tolérances ISO pour arbres et alésages. - Document DT4 : Ajustements Usuels. - Document DT5 : Eléments d assemblage normalisés. Transformer la translation du piston en rotation Système pignon crémaillère - Document DT6 : Symbolisation des éléments chimiques et aide à la désignation des aciers Plateau en position finale Verin rotatif.doc page 1/3

L.P.T.I. Saint Joseph La Joliverie TRAVAIL DEMANDE 1- Etude cinématique 1.1- Donner l ensemble des pièces de la classe d équivalence en liaison glissière avec le bâti. 1.2- Donner l ensemble des pièces de la classe d équivalence en liaison pivot avec le bâti. 1.3- Après l avoir mesuré sur le dessin d ensemble (document DT1), donner la course du piston. (On remarquera que sur ce dessin le piston est représenté dans une position intermédiaire). 1.4- Le pas de la crémaillère est de 5,5 mm (pas = distance entre deux dents de la crémaillère). L arbre de sortie à 16 dents. En déduire la course angulaire du vérin rotatif. (Course angulaire = angle de rotation de l arbre de sortie). 1.5- Le vérin rotatif a-t-il été correctement choisi? Justifier la réponse. 2- Etude de l amortissement 2.1- Le document DR1 montre la position des pièces du mécanisme lors de deux phases : - Schéma 1 : Début du déplacement de la tige du vérin vers la droite - Schéma 2 : Fin du déplacement de la tige du vérin vers la gauche Indiquer, par des flèches rouges sur ces deux schémas, les différents parcours possibles pour l air comprimé ; De l alimentation à la chambre A sur le schéma 1 ; Et de la chambre A à l échappement sur le schéma 2. 2.2- Quelle est la fonction des pièces 4 et 5? 2.3- Quelle est la fonction des pièces 17,18 et 19? 2.4- Pourquoi le mouvement du vérin est-il ralenti uniquement en fin de course? 2.5- Quelle est la fonction de l orifice arrière? (Voir schéma 1 document DR1) 3- Etude des ajustements Pour cette partie on s aidera des documents DT3 et DT4. 3.1- On donne sur le schéma 2 du document réponse DR1 l ajustement entre la culasse 1 et le boîtier d extrémité 3. Donner les cotes tolérancées de la culasse et du boîtier d extrémité, puis calculer les jeux minimum et maximum de cet ajustement. 3.2- Donner sur le document DR1 les ajustements normalisés ISO/AFNOR entre les pièces 8&12 ( 24), 9&8 ( 32) et 7&9 ( 50). Verin rotatif.doc page 2/3

L.P.T.I. Saint Joseph La Joliverie 4- Graphe d assemblage Réaliser sur le document réponse DR2 le graphe d assemblage du vérin rotatif. 5- Justification du choix des matériaux Pour cette partie on s aidera du document DT6 et de la nomenclature : document DT2. 5.1- Donner le type de matériau de la bague de guidage 8 ainsi que la signification de la désignation normalisée de ce matériau. Puis justifier le choix de ce type de matériau. 5.2- Donner le type de matériau du boîtier central 9 ainsi que la signification de la désignation normalisée de ce matériau. Puis justifier le choix de ce type de matériau. 5.3- Donner le type de matériau de la tige crémaillère 12 ainsi que la signification de la désignation normalisée de ce matériau. Puis justifier le choix de ce type de matériau. 6- Etude de l implantation du vérin rotatif Pour cette partie on s aidera du document DT5. L implantation du vérin rotatif est en partie décrit sur les documents réponse DR3 et DR4. Cette implantation du vérin dans le mécanisme est réalisée par : - L encastrement du bâti du vérin sur le support de la machine à sérigraphier. - L encastrement du plateau rotatif sur l arbre de sortie du vérin rotatif. Cet encastrement est réalisé indirectement par le moyeu qui est encastré sur l arbre de sortie et qui reçoit en liaison complète le plateau rotatif. 6.1- Décrire la solution constructive de l encastrement du bâti du vérin rotatif sur le support de la machine à serigraphier. Puis colorier en rouge sur le document réponse DR3, les surfaces fonctionnelles des différentes pièces de cette liaison encastrement. 6.2- L encastrement du moyeu sur l arbre de sortie du vérin rotatif est à définir, il est réalisé par clavetage. Le maintien en position est réalisé par une vis CHC M8 non représentée sur le document DR3. L encastrement du plateau sur le moyeu est à définir. Le maintien en position est réalisé par quatre vis CHC M8 passant au travers du plateau rotatif par quatre trous oblong. Ceci permet de régler la position angulaire du plateau par rapport à l arbre de sortie du vérin rotatif. Concevoir et dessiner sur le document réponse DR4 ces deux liaisons encastrement. On définira également les formes du moyeu usiné dans un cylindre de diamètre extérieur : 51 mm. Verin rotatif.doc page 3/3

25 8 Ecrou HFR M8 ISO 7042 24 8 Goujon M8-105,bm10 NF E 27-135 23 1 Arbre de sortie 10 Ni Cr 5-4 22 2 Anneau élastique extérieur 20 NF E 22-163 21 2 Anneau élastique intérieur 42 NF E 22-165 20 2 Roulement à bille 6004 19 2 Vis de clapet C 40 18 2 Ressort de clapet C 60 17 2 Bille C 40 16 2 Joint torique 10x1,78 15 2 Piston d amortissement 55 Si 7 14 2 Joint de piston 13 2 Piston principal 55 Si 7 12 1 Tige crémaillère 41 Cr Al Mo 7-10 11 1 Vis HC TL M10-25 ISO 7435 10 1 Ecrou Hm M10 ISO 4035 9 1 Boîtier central EN-AC AlSi7Mg 8 1 Bague de guidage Cu Al 10 Fe 2 7 2 Tube E 295 6 4 Joint torique 50x2,62 5 2 Pointeau C 40 4 2 Joint torique 5x1,78 3 2 Boîtier d extrémité EN-AC AlSi7Mg 2 2 Joint torique 60x2,62 1 2 Culasse EN-AC AlSi7Mg Rep. Qté Désignation Matière Observations L.P.T.I. Saint Joseph LA JOLIVERIE NOMENCLATURE DU Document DT2 VERIN ROTATIF AMORTI 29-09-2004

Document DT3 Extraits de tolérance ISO pour arbres et alésages Dimensions nominales en mm Ecarts supérieurs et inférieurs en µm Alésages Arbres

Document DT4 Ajustements usuels avec un alésage H En noir cas les plus fréquents, en gris cas moins fréquents

Document DT5 Eléments d assemblage normalisés Vis cylindriques hexagonales creuses Rondelles plates Clavettes

Document DT6 Symbolisation des éléments chimiques Eléments Chimiques Symbole Chimique Facteur n Aluminium Al 10 Béryllium Be 10 Bore B 1000 Cadmium Cd - Chrome Cr 4 Cobalt Co 4 Cuivre Cu 10 Etain Sn Fer Fe - Lithium Li - Magnésium Mg - Manganèse Mn 4 Molybdène Mo 10 Nickel Ni 4 Phosphore P 100 Plomb Pb 10 Silicium Si 4 Soufre S 100 Titane Ti 10 Tungstène W 4 Vanadium V 10 Zinc Zn - n = facteurs multiplicatifs des pourcentages en éléments d addition dans la désignation des aciers faiblement alliés

' / H = F D A @ = I I A > = C A @ K L H E H J = J E B,? K A J, 4