OBJECTIF 1 : VALIDER LE CHOIX DU VERIN DE PINCEMENT A. PREMIERE PARTIE : DETERMINATION DE LA COURSE DU VERIN DE PINCEMENT Q1. Nature de la liaison entre le support mobile avant II et le bâti 0 : glissière d'axe y Nature du mouvement de II / 0 : translation rectiligne de direction y Trajectoire du point A appartenant à II / 0 : T A,II/0 : droite A 0 y Q2. Nature de la liaison entre le basculeur IV et le bâti 0 : pivot d'axe Cz Nature du mouvement de IV / 0 : rotation d'axe Cz Trajectoire des points B et D appartenant à IV / 0 : T B,IV/0 : cercle centre C, rayon CB T D,IV/0 : cercle centre C, rayon CD Q3. Nature de la liaison entre les support mobiles avant II et arrière I : glissière d'axe y Nature du mouvement de I / II et I / 0 : translation rectiligne de direction y Trajectoire du point E appartenant à I / 0 : T E,I/0 : droite E 0 y Q4. Mesurer la course du vérin : course : 150 mm Conclure quant au choix du vérin : course du vérin 200 mm > course nécessaire : 150 mm B. DEUXIEME PARTIE: DETERMINATION DU DIAMETRE DU VERIN DE PINCEMENT Q5. Rechercher la durée T t de formation d'un sac. (voir cadence) : 10 sacs / min soit T t = 6 s pour 1 sac Q6. Type de mouvement : phase 1 : rectil unif acc ; phase 2 : rectil unif ; phase 1 : rectil unif decc Q7. a 1 = (V G max) / T1 = 0.5 / 0.1 = 5 m/s² = a 3 d 1 = 0.5 x 5 x 0.1² = 0.025 m = d 3 Q8. Durant la phase 2, la distance à parcourir est égale à 800 2 x 25 = 750 mm. Comme V 2 =0,5 m/s, alors T 2 = 0,750/0,5 = 1,5s. Donc T a = 2T 1 + T 2 = 1.7 s. Q9. Durées d'ouverture T o et de fermeture T f des pinces (voir document DT4) T 0 + T f = T t (T ch + T d + T s + T a ) =6 (3 + 0.1 + 0.8 + 1.7) = 0.4 s T 0 = T f = 0.2 s Q10. Effort à fournir par le vérin de pincement lors de la phase d'ouverture. théorème de la résultante dynamique : R bâti / pinces a p P pes / pinces F y F + R bâti / pinces + P pes / pinces = M a p en projection sur y : F = F1 + F2 = M x ap = 80 x 7.5 = 600 N Q11. Le vérin peut exercer : en poussant 1.040 N en tirant 870 N Il convient donc parfaitement.
OBJECTIF 1 : VALIDER LE CHOIX DU VERIN DE PINCEMENT A. PREMIERE PARTIE : DETERMINATION DE LA COURSE DU VERIN DE PINCEMENT Support mobile AV ouvert y II F 0 x 300 300 mm Plan médian F 1 Support mobile AV fermé 200 I E 1 100 Support mobile AR ouvert T E,I/0 R DE E' K' E 0 0 III' A' B' V' C' IV' D' Système de multiplication de l effort de pincement Q Course = 150 D 1 T D,IV/0 D 0 C B 0 T B,IV/0 B 1 A 0 0 Q 0 T A,II/0 R AB Vérin de pincement A 1 B. DEUXIEME PARTIE: DETERMINATION DU DIAMETRE DU VERIN DE PINCEMENT 150 φ80 φ63 φ50 Effort en dan 104 100 87 50 φ40 φ32 φ25 0 2 4 5.56 8 10 Pression en bar en poussant Effort développé par un vérin en tirant Doc réponse DR 1
OBJECTIF 2 : VALIDER LE SYSTEME DE MULTIPLICATION D EFFORT Travail : Etude du «système de multiplication de l effort» Q12. Modéliser l action de l air comprimé sur le piston du vérin : R air piston. R air piston = p x S = p x π x d 2 / 4 = 0.55 x π x 50 2 / 4 = 1080 N Phase de fermeture des pinces (pliage du sac) Q13. Appliquer le Principe Fondamental de la Statique à une résolution analytique sur le systéme de solide isolé { S} S T = { 0 } Théorème de la résultante R + M' 16' 15' + M 16 15 + N 20 19 = 0 I Σ suivant x M' 16' 15' + M 16 15 = 0 suivant y R + N 20 19 = 0 I Σ R = - N 20 19 I Σ R I Σ = 1080 N Q14. R I Σ = - R Σ I R Σ I = 1080 N Cette valeur correspond à celle exercée par le vérin. Il n'y a donc aucune amplification. Phase de découpage-soudage-refroidissement (serrage du pli) Q15. La biellette 12 est soumise à: l'action de l'axe 11': L ' 11' 12 l'action de l'axe 19: N19 12 Ce solide, en équilibre, étant soumis à l'action de deux glisseurs, ceux-ci sont directement opposés. Leur support est donc la droite L'N. Par analogie, on en déduit que le support des actions mécaniques exercées sur la biellette 14 est la droite LN.
Q16. L'ensemble est soumis à l'action: de l'axe 11': L ' 11' 12 de l'axe 11: L 11 14 du vérin: N20 19 Ces trois forces sont coplanaires, concourantes (en N) et leur somme vectorielle est nulle. Q17. L'ensemble est soumis à l'action de: L 11 14 précédemment déterminée M16 15, de support correspondant à la normale au contact entre 15 et 16 K I 5 Ces trois forces sont coplanaires, concourantes, et leur somme vectorielle est nulle. donc K I 5 = K ' 3.880 N, force quasi verticale I 5' = 3.880 N, force quasi verticale Q18. R I Σ= K I 5 + K' I 5' d'où R R I Σ = Σ I = 7.760 N 7760 Il y a amplification de l'effort, et ce dans le rapport = 7 1100 Q19. Le rapport d'amplification dépendant de la position des galets 15 et 15' sur les cames, la position de celles-ci est réglable afin que l'on puisse obtenir le rapport d'amplification désiré lorsque les traverses avant et arrière occupent la position correspondant à la soudure du sac. Les outils nécessaires pour effectuer le réglage sont un clef mâle 6 pans ainsi qu'une clef plate. La procédure est la suivante: desserrer les vis 10 desserrer les contre-écrous 17 ajuster la position des cames en agissant sur les vis 18 serrer 10 et 17
OBJECTIF 2 : VALIDER LE SYSTEME DE MULTIPLICATION D EFFORT Equilibre de {12, 14, 19} L11 14 N20 1 L' 11' 1 L11 14 Echelle des forces : 100 N 5 mm y O x Page DR2
OBJECTIF 2 : VALIDER LE SYSTEME DE MULTIPLICATION D EFFORT Q17. L 14 5 = 1600 N K K sup ar 5 = 3880 N M came 5 = 3600 N M came 5 L N L 14 5 Axe du vérin M Came
OBJECTIF 2 : VALIDER LE SYSTEME DE MULTIPLICATION D EFFORT Q17. L 14 5 = 1600 N K K sup ar 5 = 3880 N M came 5 = 3600 N M came 5 L N L 14 5 Axe du vérin M Came
OBJECTIF 3 : VALIDER LA RESISTANCE DES LEVIERS Q20. Cette photo représente les isocontraintes normales calculées à partir d un logiciel de calcul par éléments finis traction + 50 Q23. coefficient de sécurité s = 335 / 200 s = 1.67 zone la plus sollicitée Q20. 0-50 - 100-150 Q20. - 200 cette zone correspond aux concentrations de contraintes compression Q22. liées au trou dans la partie de Q21. la poutre de plus faible section Valeur maxi. de la valeur absolue de la contrainte résultante : Contrainte normale (MPa) σ maxi = 200 MPa Q24. La contrainte normale maximale est inférieure à la limite élastique du matériau utilisé
OBJECTIF 4 : ANALYSE DE LA LIAISON II / 0 Cette partie va permettre d analyser la solution constructive permettant le déplacement du support mobile avant. Données : Analyse fonctionnelle relative à la fonction souhaitée : Guider en translation le support mobile avant II par rapport au bâti 0 FT 1 Assurer le déplacement FT 11 Autoriser la translation du coulisseau II / glissière 0 Interdire toute rotation? FT 12 Faciliter le déplacement? FT 2 Supporter les efforts Non étudié ici FT 3 Protéger les éléments participant à la liaison? Plan d ensemble et de détail : DT7 Travail : réponses sur feuille de copie Q25. Décrire les solutions technologiques retenues par le constructeur afin de satisfaire les fonctions techniques : FT11 Utilisation de 2 colonnes 37 à axes parallèles y (définissant 2 pivots glissants) FT12 Remplacement du glissement par le roulement ; Interposition de douilles à billes 32 installées dans le fourreau 36 FT3 Douilles à billes 32 avec joint d'étanchéité
FT3 : PROTEGER LES ELEMENTS PARTICIPANT A LA LIAISON II / 0 ( INSTALLER UN JOINT RACLEUR ) Disposer d'un chapeau FONCTIONS TECHNIQUES A ASSURER Conditions fonctionnelles à assurer 1 Surfaces concernées 2 Contraintes à respecter 3 Paramétrage des esquisses Installer le chapeau dans le bâti Mettre en position Appui + Plan A Perp A - B Centrage Ajustement Cyl B φ 58 H8 / h7 Perp 1 ; C1 1 Esquisse 1 Garantir l'appui Jeu Dist J2 C2 2 Installer le joint dans le chapeau Maintenir en position Mettre en position Recevoir 3 vis Monter les vis / bâti Appuyer têtes de vis "Noyer" têtes de vis Passage vis C3 Coax E - M C4 ; Perp 4 Plan F Para A - F Para 5 Jeu Dist J3 C6 Jeu Dist J4 C7 Jeu Cyl G Centrage Cyl C C9 + Perp C - D Appui Plan D Perp 10 C8 3 4 5 6 7 8 9 10 Esquisse 1 Esquisse 2 "Noyer" joint Jeu Dist J1 11 Utiliser l'adhérence Ajustement φ 52 H8 Guider colonne / bâti Mettre en position Installer douilles à billes Conserver mobilité Supprimer autres contacts Passage colonne Cyl H C12 12 Assurer coaxialité lèvre / colonne Positionner les surfaces de liaison joint / boîtier - boîtier / bâti - bâti / colonne Coax B - C Para 13 13 Contraintes Symboles Abréviation Coïncidence Coïn i Distance C i Dist i Entités géométriques concernées 2 points 1 point et 1 ligne (arête ou axe) 1 point et 1 surface plane 2 lignes 1 ligne et 1 surface plane 2 surfaces planes Coaxialité Coax i 2 cercles 2 surfaces de révolution Tangence Tan i 2 lignes 2 surfaces quelconques Parallélisme Perpendicularité Par i Perp i 2 lignes 2 surfaces planes Corrigé document réponse DR5
OBJECTIF 5 : AMELIORER LA PROTECTION DES ELEMENTS PARTICIPANT A LA LIAISON SUPPORT MOBILE AVANT /BATI Esquisse et paramétrage Fonction et paramètres Ajout de matière par révolution 1 Angle : 360 13 Opération 1 10 C 2 C 11 C1 C12 C9 Perçage Opération 2 Profondeur : débouchant C 4 C 3 Répétition circulaire Opération 3 Angle : 120 Nombre : 3
OBJECTIF 6 : MODIFICATION D'UNE LIAISON