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TD 1 : COMPRESSEUR 1) MISE EN SITUATION SITUATION : Le compresseur d’air représenté sur le dessin d’ensemble DT01 est destiné à alimenter une petite centrale de production d’air d ’air comprimé schématisée ci-contre.
Compresseur
Réservoir
Moteur
1300
Spécifications : Compresseur: Monocylindre débitant 37,5 3 7,5 l/mn à 1500 tr/mn à Patm (pression
-
atmosphérique); chemise en acier; cylindre en alliage d’aluminium, socle e n fonte
-
Moteur : CEM de 1 KW, 3000 tr/mn Réservoir : 100 l
Equipements : Dispositifs de mise à l’air de la canalisation pour démarrage à v ide;
soupape de sécurité; robinet de purge; manomètre 12 bars, clapet anti-retour; vanne cuve. Modes de fonctionnement : Marche manuelle ou automatique entre 6 et 8 bars par contacteur manométrique.
2) FONCTIONNEMENT : Lorsque le vilebrequin (4) est entraîné en rotation par le moteur, la bielle (6) transmet au piston (7) un mouvement de translation rectiligne alterné; ainsi la descente du piston a pour effet “d’aspirer” l’air extérieur à la pression atmosphérique qui, pour entrer dans le cylindre, soulève le clapet d’admission. d’admission. Lorsque le piston arrive à son point mort bas (PMB) l’air n’est plus aspiré et le clapet qui était ouvert se referme. Le piston (7) remonte, comprimant l’air qui a été aspiré; lor sque sque la pression
intérieure du cylindre est égale à la pression de la cuve (réservoir), le second clapet se soulève et laisse passer l’air du cylindre vers la cuve.
ON DONNE : Trois vues réduites du compresseur d’air .
TD & EXAMEN
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Vue de dessous de 8 + Clapets C1, C2 + 26
2.1. Colorier en bleu sur les vues adéquates les les volumes contenant de l’air aspirée (P = PATM) ………………………………………………………………………………… 2.2. Colorier en en vert sur les vues adéquates les volumes contenant de l’air refoulée refoulée (P = PCUVE)…………………………………………………………………………………… 2.3. Par quel (s) (s) orifice sort sort l’aire comprimée (A OU B OU A ET B)? : ……………………………………………………………………………………………… …… 2.4.
Quel clapet se soulève lors du refoulement de l’aire comprimée (C1 OU C2 OU C1
ET C2) : ………………………………………………………………………………………
TD & EXAMEN
-2-
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3) TECHNOLOGIE : 3.1.
Désignation normalisée de la vis (25) de classe 8.8 :
……………………………………………………………………………………………
3.2. Désignation normalisée du bouchon (23) de classe 8.8 : …………………………………………………………………………………………..
3.3. Rôle du trou obstrue par le bouchon (23) : ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………….………………
3.4. Rôle de la vis de pression (11) : …………………………………………………..………………………………………… ……………………………………………………….……………… 3.5. Nom de l’usinage repère : …………………………………………………..………………...
3.6.
Cet usinage recevra une vis a téton long ou une goupille ou une clavette ? : ………….….
4) MATERIAUX :
ep
4.1. COMPLETER LE TABLEAU SUIVANT : s gna on o e a re a ure e l’alliage
ompo omposs t on
2
17
36
5) MODELISATION CINEMATIQUE DU COMPRESSEUR D’AIR :
ON DONNE : Le schéma cinématique du compresseur suivant la vue de face en coupe A-A et son ébauche suivant la vue de gauche.
TD & EXAMEN
-3-
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Z
C
X
Y
A B
5.1.
INDENTIFIER LES CLASSES D’EQUIVALENCE :
a) Indiquer les pièces à exclure de toutes classes d’équivalence en précisant la quantité
de chaque pièce si celle-ci est différente de 1 : Pièces à exclure = {………… + ………… + ………… ………… + ………… + ………… + ………… + ………… + ………… + ………… + …………}
b) Compléter les différentes classes d’équivalence en indiquant la quantité de chaque
pièce si celle- ci est différente de 1 E1 = {04 + ………… + 15 + ………… + ………… + …………} E2 = {06 + ………… + …………} E3 = {07 + …………} E4 = {01 + ……… + ……… + ……… + ……… ……… + ……… + ………… + ………… + …………+ ………… + ………… + ………… + ………… + …………+ ……… } c) Colorier les pièces composant chaque classe d’équivalenc e d’une même couleur sur
la vue de face en coupe A-A de DT01 et indiquer ci-dessus la couleur de coloriage. d) Colorier et repérer les classes d’équivalence sur le schéma cinématique suivant la coupe A-A.
TD & EXAMEN
-4-
ISET JENDOUBA 5.2.
2007- 2008
Identifier les liaisons entre entre les les classes classes d’équivalence d’équivalence en complétant le le tableau :
Repère Nature de la Translation Rotation Nom, centre, axe ou normale au de la géométrie Tx Ty Tz Rx Ry Rz plan de contact de la liaison liaison de contact ( ponctuel, cylindrique, plan ) Nom de la liaison : …….…….…….…….………….
Entre E1 et E2
L12
Centre : ..…….. Axe : …………. …….…….…….…….………….
Nom de la liaison : …….…….…….…….………….
Entre E1 et E4
L14
Centre : ..…….. Axe : …………. …….…….…….…….………….
om e a a son : …….…….…….…….………….
Entre E2 et E3
L23
Centre : ..…….. Axe : …………. …….…….…….…….………….
Nom de la liaison : …….…….…….…….………….
Entre E3 et E4
L34
Centre : ..…….. Axe : …………. …….…….…….…….………….
5.3. Compléter le schéma cinématique ébauche suivant la vue de gauche. 6) ETUDE DU SYSTEME BIELLE-MANIVELLE : 6.1.
Identifier le mouvement du vilebrequin (4) par rapport au corps (1) fixe :
Mouvement 4/1 : …………...……………………………………………...…………………
6.2. Identifier le mouvement mouvement du piston (7) par rapport au corps (1) fixe : Mouvement 7/1 : ……………...……………………………………………...…………………
TD & EXAMEN
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6.3. Y a-t-il conservation ou transformation du mouvement entre l’entrée et la sortie? : ……………………………………………………………………………………….
Le compresseur d’air est un système BIELLE-MANIVELLE.
Ce système est couramment employé en mécanique
CARACTERISTIQUES DU SYSTEME BIELLE-MANIVELLE 6.4.
Compléter l’actigramme de niveau A-0 du système bielle – manivelle manivelle
Système bielle manivelle 6.5. Identifier les différents éléments composant ce système bielle – manivelle manivelle en fonction des termes généraux définis ci-dessous :
ermes g n raux Manivelle e e 3 Coulisseau ss r e
1
s gnat nat on es p ces ces u com compres presse seur ur
a r
Remarque : R = rayon de la manivelle 6.6. Donner la valeur d’entraxe entre l’axe de rotation du vilebrequin v ilebrequin (4) et l’axe du (5)
TD & EXAMEN
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entraxe (E) = R = ……………
E
Figure 1 : Position quelconque maximum
Figure 2 : Position minimum Figure 3 : Position
Z
Z
Z
Y
6.7.
Tracer le segment B’C’ sur la figure 2, correspondant a la bielle BC en position
minimum pendant la rotation du vilebrequin AB. B’ et C’ sont les points morts bas
(PMB) 6.8.
Tracer le segment B”C” sur la figure 3, correspondant a la bielle BC en position
maximum pendant la rotation du vilebrequin AB. B’’ et C’’ sont les points morts hauts
(PMH) COURSE DU PISTON : La course du piston notée (C), correspond au correspond au déplacement total
TD & EXAMEN
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du piston. Elle est égale à la distance verticale B’B” ou B’B” ou à la distance verticale C’C”
6.9. Indiquer sur les figures la course du piston et donner sa valeur en la mesurant sur les figures. Course du piston (C) = d(B’B”) d(B’B”) = = d(C’C” d(C’C”)) = ………… mm
6.10. Exprimer la course du piston (C) en fonction de l’excentration (E) Course du piston (C) = …………………………….……
6.11. CALCULER LA LA CYLINDREE CYLINDREE DU COMPRESSEUR EN CM3 : CYLINDREE La cylindrée est le volume (V) déplacé par le piston dans l’alésage de diamètre (d)
pour un tour de vilebrequin. Le piston se déplace alors du PMB au PMH de la valeur de la course (C). Cylindrée = [Surface de l’alésage (S) x Course du piston (C)] x nombre de cylindres (n) Surface de l’alésa e
S
cylindrée
2
d .c.n
.
4
Volume d’1 c ylindre (V)
Nombre de cylindres (n) = ….. ; Alésage (d) = ….…. cm ; Course (C) = ….…… cm Cylindrée du compresseur = S x C x n = (
x d² x C x n)/ n)/4 4 = ……….. = ……...… cm3
6.12. Vérifier la valeur du d.bit volumique du compresseur a 1500 tr/min : Débit volumique Le débit volumique (Qv) en cm3/min est le volume d’air refoulé
Cylindrée = ………...…cm3 ; Vitesse de rotation = ………...…… tr/min (voir mise en
situation) Débit volumique (Qv) en cm3/min = …….…………………… = ………..…...… cm3/min Débit volumique (Qv) en l/min (ou dm3/min) = …….…………………...… = ………..…...… l/min (ou dm3/min)
TD & EXAMEN
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Rappel : 1 litre (l) = 1 dm3 = 1000 cm3
6.13. CALCULER LE LE TAUX DE COMPRESSION COMPRESSION MAXI DU COMPRESSEUR COMPRESSEUR : Taux de compression
Le taux de compression est le rapport entre la pression de sortie (refoulement) et la pression d’entrée (admission) Taux de compression = (pression de sortie) / (pression d’entrée)
Pression d’entrée = pression atmosphérique = 1 bar ; Pression de sortie Maxi = …… bars
(voir mise en situation) Taux de compression Maxi = Pression de sortie Maxi / Pression d’entrée = …….………. = ……….
7) CONSTRUCTION GRAPHIQUE DU VILEBREQUIN (4) (Echelle 1,5 : 1)
On donne : - Une vue en perspective du vilebrequin à l’échelle 1 :1 - La vue de face complète du vilebrequin à l’échelle 1,5 : 1
Remarque : Largeur de la rainure X = 3 mm L’orientation du format est horizontale
Travail a réaliser : - Vue de droite en coupe F-F - ½ vue de gauche en coupe E-E - Faire la mise au net - Coter les dimensions du trou taraudé borgne NE PAS REPRESENTER LES ARETES ET
TD & EXAMEN
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TD & EXAMEN
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2007- 2008
TD 2 : ETAU DE MODELISTE 1)MISE 1) MISE EN SITUATION : PRESENTATION :
L’étau de modéliste représenté sur le document DT01 est un
outil employé par les modélistes pour maintenir en position une ou plusieurs pièces entre elles (MAP des pièces) afin de réaliser des opérations diverses telles que : Collage, Perçage, …… FONCTIONNEMENT
: La semelle de l’étau (10) est fixée à un établi. L’utilisateur
en tournant la poignée (09) autour de l’axe X fait translater le mors mobile (01) par rapport à la semelle (10) suivant l’axe X et provoque l’écartement ou le
rapprochement du mors mobile (01) par rapport au mors fixe (02). Energie humaine
Effort de serrage
Z Pièces mise en position (MIP)
MAINTENIR EN POSITION A-0
Etau de modéliste
Pièces maintenues en position (MAP)
Y
X
2)ANALYSE 2) ANALYSE STRUCTURELLE :
2.1.
INDIQUER LE REPERE DES PIECES SUR LA PERSPECTIVE ECLATEE DE
L’ETAU CI-DESSOUS :
* Remarque : Il manque 10 repères sur la perspective éclatée ci-dessous.
TD & EXAMEN
- 11 -
ISET JENDOUBA
2.2.
2007- 2008
ETUDE DES LIAISONS FIXES (OU ENCASTREMENT) :
RAPPEL Une classe d’équivalence est constituée d’un ensemble de pièces lles. n’ayant aucun mouvement entre e lles. Les pièces d’une même classe d’équivalence sont en liaison FIXE ou ENCASTREMENT.
Compléter le tableau ci-dessous en indiquant pour chaque liaison fixe : La nature des surfaces fonctionnelles en contact, le composant et/ou le procédé de liaison et cocher la case correspondant au critère de démontabilité.
TD & EXAMEN
- 12 -
ISET JENDOUBA
2007- 2008
Pièces en
Nature des surfaces de contact
Composant et/ou procédé
liaison fixe
(cylindrique, plane, …)
de liaison (vis, soudage …)
Démontabilité Démontab
Non
le
démontable
02 – 05 05
01 – 12 12
08 – 06 06
07 – 06 06
3) SCHEMA CINEMATIQUE DE L’ETAU DE MODELISTE :
ON DONNE : La structure du graphe des laisons
Main de E4 L3 L2
E2
L1
E3
L1
E1 Frontière
Etabli
TD & EXAMEN
d’isolement du
système
- 13 -
ISET JENDOUBA 3.1.
2007- 2008
INDENTIFIER LES CLASSES D’EQUIVALENCE :
a) Classe d’équivalence E1 liée à la pièce 01 : Compléter la classe d’équivalence E1 en indiquant la quantité de chaque
pièce si celle-ci est différente de 1. Colorier la ou les pièce(s) composant la classe d’équivalence E1 d’une
même couleur, sur la vue de face et la coupe A-A du dessin d’ensemble DT01. Couleur de E1 ? : E1 = {01, 3,…..……….………………… 3,…..……….…………………….……...} ….……...}
b) Classe d’équivalence E2 liée à la pièce 02 : Compléter la classe d’équivalence E2 en indiquant la quantité de chaque
pièce si celle-ci est différente de 1. Colorier la ou les pièce(s) composant la classe d’équivalence E2 d’une
même couleur, sur la vue de face et la coupe A-A du dessin d’ensemble DT01. Couleur de E2 ? : E2 = {02, 04 2),……………...…………… 2),……………...…………….……...} .……...}
c) Classe d’équivalence E3 liée à la pièce 06 : Compléter la classe d’équivalence E3 en indiquant la quantité de chaque
pièce si celle-ci est différente de 1. Colorier la ou les pièce(s) composant la classe d’équivalence E3 d’une
même couleur, sur la vue de face et la coupe A-A du dessin d’ensemble DT01. Couleur de E3 ? : {06,………………………………….……...} …….……...} E3 = {06,……………………………
d) Classe d’équivalence E4 liée à la pièce 09 :
TD & EXAMEN
- 14 -
ISET JENDOUBA
2007- 2008
Compléter la classe d’équivalence E4 en indiquant la quantité de chaque
pièce si celle-ci est différente de 1. Colorier la ou les pièce(s) composant la classe d’équivalence E4 d’une
même couleur, sur la vue de face et la coupe A-A du dessin d’ensemble DT01. Couleur de E4 ? : E4 = {09,…………………………… {09,………………………………….……...} …….……...}
TD & EXAMEN
- 15 -
ISET JENDOUBA 3.2.
2007- 2008
INDENTIFIER LES LIAISONS ENTRE LES CLASSES D’EQUIVALENCE :
Repèr e de la liaison
Représentation des classes d’équivalence en liaison
Translation suivant l'axe X Y Z
Rotation suivant l'axe X Y Z
Nom, centre, axe ou normale au plan de contact de la liaison
Nom de la liaison : Entre E1 et E2
…….…….…….…….……
L12
…….
Centre : ..…….. Axe : Nom de la liaison : Entre E1 et E3
…….…….…….…….……
L13
…….
Centre : ..…….. Axe : Nom de la liaison : Entre E2 et E3
…….…….…….…….……
L23
…….
Centre : ..…….. Axe : Nom de la liaison : Entre E3 et E4
…….…….…….…….……
L34
…….
Centre : ..…….. Axe : 3.3.
COMPLETER LE GRAPHE DES LIAISONS :
Colorier les repères des classes d’équivalence Indiquer pour chaque liaison :
- Le nom de la liaison mécanique - Le centre de la liaison mécanique - L’axe de la liaison et/ou la normale au plan de contact. E E
E E
TD & EXAMEN
- 16 -
ISET JENDOUBA 3.4.
2007- 2008
COMPLETER LE SCHEMA CINEMATIQUE MINIMAL SUIVANT LA
VUE DE FACE EN COUPE A-A :
Représenter les liaisons centrées sur leur centre de liaison respectif
(A,B,C,D). Compléter le schéma cinématique avec le nom et la couleur de chaque classe d’équivalence en utilisant la représentation normalisée des liaisons.
A
D
C
B
E2
Y
X
TD & EXAMEN
Z
- 17 -
ISET JENDOUBA
2007- 2008
TD 3 : CHAPE FREIN Fonction globale (rôle)
Permet de relier une tringle à une biellette sur un circuit de freinage arrière de moto. Fonctionnement
Lorsque le motard appui avec son pied sur la pédale du frein, celle-ci tourne tirant sur la tringle. La tringle à son tour tire sur la chape qui tire sur la biellette. La biellette tourne alors, agissant sur les mâchoires du frein permettant l'arrêt de la moto. Analyse du dessin d'ensemble
1. En plus de la perspective, combien y a t-il de vues ? ...... Si la vue située en haut s'appelle la vue de face comment s'appelle l'autre vue ? Vue de ............................. Comment est représentée cette vue (chercher dans le livre chapitre "Sections et coupes") ? ................................................................................... 2. Afin de mieux comprendre la forme des pièces, p ièces, en utilisant le dessin d’ensemble, indiquez les repères des pièces sur l’éclaté ci-dessous.
3. D'après ce qui a été dit plus haut et d'après vos connaissances, complétez la nomenclature de ce mécanisme.
RP
TD & EXAMEN
Nom des pièces
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2007- 2008 1 2 3 4 5 6 7
Axe
Anneau élastique
4. A l'aide du cours, complétez les désignations normalisées des pièces suivantes (attention à l'échelle): pièce 4: ................................... pièce 7: .................... M ...... 5. La pièce 6 est un anneau élastique, il en existe différentes sortes. A l’aide du livre, chapitre 45, cherchez le nom des 6 anneaux élastiques représentés ci-dessous.
……….………………………………………………………………………………… ……….………………………………………………………………………
TD & EXAMEN
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2007- 2008
……….…………………………………………………………………………………… …………………….……….……………………………………………………………
6. A l'aide de vos documents, dites si l'anneau élastique 6, est un anneau pour alésage ou pour arbre ? pour ..................................... 7. Quel peut bien être le rôle de cet anneau élastique 6 ? ............................................................................................................................................ 8. A l’aide du livre écrivez la désignation normalisée de l’anneau élastique 6 (attention à l’échelle). ……………………………………………………………………….
9. Dessinez l'axe 3 suivant une vue principale, aux instruments, à l'échelle 2. 10. Dites à quel type de surface correspondent les repères de la perspective de l’axe 3 ci contre ? (plane, cylindrique, conique, hélicoïdale ou sphérique) a = ................................ b = .............................c = ................................ .................... ............ d =........................ 11. Sur chaque segment du diagramme cicontre, indiquez la nature des surfaces de contact entre les pièces ci-contre (plane, cylindrique, conique, hélicoïdale ou sphérique). 12. Vous auriez à changer la pièce 1, donnez dans l'ordre les pièces à démonter. ....., ....., ....., 2, ....., 5 13. Quels sont les outils nécessaires au démontage ? ............................................................................................................................................
TD & EXAMEN
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TD & EXAMEN
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TD & EXAMEN
2007- 2008
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TD 4 : CRIC POUR POUR AUTOMOBIL AUTOMOBIL
Fonction globale du cric
1. Complétez le niveau A-0 de l'analyse en lisant l’explication suivante : Ce Cric permet de soulever
Partie de la voiture niveau B
Partie de la voiture niveau A
une partie d’une voiture en
exerçant manuellement une rotation sur la poignée 3. Cric Fonctionnement du cric
a. Mettre la pièce 17 en position travail et l'engager dans le tube carré situé sous la voiture. b. Tourner la poignée 3 ce qui fait monter les pièces 19 et 17 ainsi que la partie de la voiture située près du cric. Repérage des pièces 2. A l’aide du dessin d’ensemble indiquez les repères sur l’éclaté ci-dessous.
TD & EXAMEN
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Nomenclature
7 6 5 4 3 2 1
1 1 5 1 1 1 1
Palier Vis Ecrou Manivelle Poignée Anneau él embout
RP NB DESIGN
Cu Sn 8 P E 36 Cu Sn 8 P A33 PA 11 PA 11
15 14 13 12 11 10 9
MATIERE 8
1 1 1 1 1 1 1
Clavette Anneau élast. Pignon Carter Corps Palier Roue dentée
1
Butée à billes
A 50 XC 80 A 33 E 24 Cu Sn 8 P XC 80
21 20 19 18 17
1 1 2 1 1
16 1
Clavette Rivet Glissière Rivet Levier palier
Systèmes de transmission et de transformation du mouvement
Dans le cric il existe deux systèmes qui permettent de transformer le mouvement de rotation d’axe horizontal de la poignée 3 en mouvement de translation vertical du levier 17. TD & EXAMEN
- 24 -
A 50 A 33 E 24 A 33 AF 34/C 10 Cu Sn 8 P
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2007- 2008
Le premier système est composé d’un engrenage conique qui permet de transformer la rotation d’axe horizontale en une rotation d’axe vertical. 3. Quels sont les repères des 2 pièces qui constituent l’engrenage ? Pignon : ……………………. Roue : …………………
Le deuxième système est un système vis écrou, il transforme le mouvement de rotation d’axe vertical en une translation d’axe vertical.
4. Quels sont les repères des 2 pièces qui constituent le système vis écrou ? Vis : ……………………… Ecrou : ………………. Recherche des classes d'équivalence de ce cric
Afin de connaître les liaisons réalisées dans ce cric, on vous demande de recherchez les repères des pièces qui ont le même mouvement. 5. Pièces fixes. Elles constitueront le sous-ensemble A. Attention le corps de ce cric est constitué de 3 sous pièces appelés des éléments, ne mettre que le repère de la pièce qui constitue le corps. Pièces fixes A : …………………………………………………… 6. La poignée 3 et l’embout 1 constitueront le sous-ensemble B. Recherchez les pièces qui ont un mouvement de rotation d’axe horizontal, elles constitueront le sous ensemble C. Poignée 3 et embout 1 : B Rotation d’axe horizontal C : …………………………………………………… 7. Pour la butée à billes 8 chacune de ses pièces a un mouvement particulier. Nous mettrons cette pièce dans un sous-ensemble particulier appelé G. Recherchez les pièces qui ont un mouvement de rotation d’axe vertical, elles constitueront le sousensemble D. Butée à billes 8 : G Rotation d’axe vertical D : ……………………………………………………
8. Le levier 17 est seul à tourner autour du rivet 20, nous le mettrons dans le sousensemble F. Recherchez les pièces qui ont un mouvement de translation verticale, elles constitueront le sous-ensemble E. Levier 17 : F Translation d’axe vertical E : ……………………………………………………
9. Complétez le graphe des liaisons en indiquant sur les traits continus, le nom des liaisons et sur les traits pointillés la nature de l’énergie qui fait fonctionner ce cric.
TD & EXAMEN
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2007- 2008
10. Complétez le schéma cinématique de ce cric en position travail, chaque sousensemble sera d'une couleur différente (un schéma plan est suffisant).
TD & EXAMEN
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TD & EXAMEN
2007- 2008
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TD 5 : CHARIOT PORTE PORTE CABLE CAB LE Le Chariot porte-câble se situe sur un système de soudage d’armature métallique, utile à la fabrication de plancher d’habitation. Un opérateur déplace la pince à souder lors du soudage de l’armature.
Plusieurs Chariots porte-câbles se déplacent sur un profilé IPN, en même temps que la pince à souder. soude r. La fonction de ces chariots est de guider les câbles et tuyauteries d’alimentation de la pince à souder
lors de son déplacement. Une chaîne relie les différents chariots afin d’éviter
une traction sur les tuyauteries pneumatique et électrique.
1. A l’aide du dessin d’ensemble, indiquez les repères des pièces sur l’éclaté du Chariot porte-câbles.
TD & EXAMEN
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2. Lors du déplacement du Chariot porte-câbles, écrivez les mouvements relatifs (rotation, translation, rotation et translation, aucun mouvement) entre les pièces suivantes: 1 et et P : ....................................................... ................................................................. .......... 1 et 2 : ............................................... 1 et et 4 : ............................................... ................................................................. .................. 2 et P : ............................................ ................................................ .... 9 et 1 : ................................................................. 3. Quel est le nom des assemblages entre les pièces suivantes: 1 et 4 : par .......................................................... 1 et 9 : serrage par ............................................. et par ......................................... 10a et 10b : par ....................................................................... 10b et Tuyaux T : par ................................................................ 4. L’assemblage des pièces 10a et 10b avec a vec la pièce 9 se fait par la vis 12 et la rondelle 11. La rondelle 11 peut s‘écraser si un eff ort ort important survient. On dit alors que l’assemblage est élastique. Cet assemblage élastique permet aux pièces 10a et 10b
une rotation autour des vis 12. Pour quelle raison le constructeur a-t-il choisi un tel type d’assemblage ? ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………
TD & EXAMEN
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5. Voici le schéma du Chariot porte-câbles. Recherchez le repère des pièces du dessin d’ensemble, correspondant aux classes d'équivalence d'équivalence A, B, C, D et E du schéma.
Nota: On rappelle qu'une pièce ne peut faire partie que d'une classe d'équivalence. A = .................................................................................... B = .................................................................................... C = .................................................................................... D = .................................................................................... E = .................................................................................... 6. Donnez le nom des liaisons entre les classes d'équivalence suivantes: A et B: liaison ................................................... B et D: liaison ................................................... B et E: liaison ................................................... 7. Les pièces 1 et 9 sont assemblées. a. Quelle est la pièce qui réalise cet assemblage ? .................................................................... b. Quel caractère, adhérence ou obstacle, ob stacle, est très important pour cet assemblage ? .................................................................... 8. Les pièces 1 et 4 sont assemblées. a. Quelles sont les pièces qui empêchent la translation ? .................................................................... b. Comment est supprimée la rotation, par un obstacle ou par l’adhérence ? ............................................................................................................................ 9. Quel est le rôle de l’anneau Truarc 6 ? ………………………………………………………………………………………… …………
10. Les rondelles 11 réalisent un assemblage élastique entre 10 et 9.
TD & EXAMEN
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2007- 2008
a. Chercher à l’aide du livre leur charge d’aplatissement …………………………… b. Chercher le nom ainsi que l’adresse du fabricant de ces rondelles ………………………………………………………………………………… ………..
11. Dessinez à main levée la rondelle 11 suivant 2 vues et placer sur le dessin les 2 cotes 8 et 16 de sa désignation.
12. Les pièces du Chariot porte-câbles n’ont pas été fabriquées tous de la même façon, en observant la forme de ces pièces sur l’éclaté et sur le dessin d’ensemble, associer chacune des 6 pièces suivantes avec l’un des 3 modes d’obtention par un trait.
Remarque : une pièce usinée (axe) possède po ssède peu de formes arrondies, a rrondies, une pièce moulée (carter) a souvent des formes arrondies, une pièce emboutie (capot de voiture) est obtenue par déformation de la matière.
TD & EXAMEN
Plaque d’appui 10b
-
Axe de liaison 9
-
- moulage
Galet 2
-
- emboutissage
Pare-choc 3
-
- usinage
Chape d’attache de la chaîne
-
Flasque 1
-
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TD 6 : BRAS BRA S DE MANUTENTION MANUTENTION Le bras de manutention permet le déplacement de montage d’usinage, d’un poste de chargement à un centre d’usinage et inversement. Il est composé d’un pied, en haut de ce pied une flèche est articulée autour d’un pivot vertical. Sur cette flèche est fixé un anneau pour fixer le montage d’usinage à déplacer. Un moto réducteur permet de
soulever la charge avant son déplacement. Motoréducteur
flèche
pivot
Pied
Notre étude se situera sur le moto réducteur (voir feuilles f euilles 1.2 1.3 et 1.4). 1. La feuille 1.3 représente l’accouplement élastique entre le moteur et le réducteur. Quel est l’intérêt de cet accouplement ? ……………………………………………………………………………………… ……………………...………………………………… ……………………...……… ……………………………………………………… …………………………… ………………………………… 2. Quelles pièces sur l’accouplement permettent l’élasticité ? ………………………………………………………………………………. 3. Les rondelles 37 sont désignées Rondelle W – 10 – 10 dans la nomenclature. A l’aide
du livre chapitre 36-14, chercher le nom de ces rondelles et la signification de 10 Nom : ………………………………………………… 10 : …………………………………………………… 4. Quelle est la fonction de la vis de pression 35 ? ……………………………………………………………………………………… ……………………...………………………………… ……………………...……… ……………………………………………………… …………………………… ………………………………… 5. Dessinez à main levée l’axe de transmission 34 suivant une vue de face.
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6. La réduction de vitesse se fait par un engrenage à denture droite, composé du pignon arbré 3 et de la roue dentée 17. Mesurez Mesu rez puis calculez les diamètres primitifs réels de ces 2 pièces (arrondir les l es valeurs calculées à une valeur entière). Diamètre primitif mesuré
Diamètre primitif réel
Pignon arbré 3 Roue dentée 17 7. Le module des 2 roues dentées est de 4mm. En appliquant la formule du cours reliant diamètre primitif, module et nombre de dents, calculez le nombre de dents des roues dentées. Nota : Si vous ne trouvez un nombre de dents entier, entier , modifier les valeurs trouvées à la question 6. Pignon arbré 3 : ……………………….. Roue dentée 17 : ……………………….. 8. Sur le dessin du pignon arbré 3 ci-dessous, représenté à l’échelle 1:2, cotez le diamètre primitif et le diamètre de tête.
9. Calculez le rapport de transmission ( rapport de réduction ) de ce réducteur. r = …………………………… ……………………………………………. ……………….
10. Connaissant la fréquence de rotation du moteur 1000tr/min calculez la fréquence de rotation de la roue 17. N17 = ………………………………………… …………………………………………
11. Pour permettre le guidage en rotation du pignon arbré 3 le constructeur a utilisé 2 roulements repères 4 et 28. A quel type de roulements correspondent-ils ? ……………………………………………………………………………………… …………
12. Quel est le rôle des anneaux élastiques 2 ? ……………………………………………………………………………………… ……………………...………………………………………………………………
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13. Les bagues des roulements 4 et 28 sont montées soit serrées soit glissantes afin de permettre une durée de vie correcte des roulements. D’après votre cours quelle
bague devra être montée serrer serre r et quelle bague devra être montée glissante ? Bague extérieure : …………………………………………. Bague intérieure : …………………………… …………………………………………. ……………. 14. Complétez sur le schéma ci-dessous, les arrêts en translation des roulements 4 et 28.
15. Pour permettre le guidage en rotation de la roue dentée 17 le constructeur a utilisé 2 roulements repère 13. A quel type de roulements correspondent-ils ? ……………………………………………………………………………………… …………
16. A quel type de montage correspondent les roulements 13 ( montage en X ou montage en O ) ? ……………………………………………………………………………………… …………
17. Le montage de ces roulements 13, nécessite un réglage pour que le guidage se fasse correctement. Par quelle pièce se fait ce réglage ? ……………………………………………………………………………………… …………
18. Ce montage est particulier, car l’effort axial sur l’arbre est très important. D’après le cours, quelles bagues doivent être montées serrées et quelles bagues doivent être montées glissantes ? Bague extérieure : …………………………………………. Bague intérieure : …………………………… …………………………………………. ……………. 19. Complétez le schéma ci-dessous en indiquant les arrêts en translation des roulements 13.
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20. L’assemblage de la roue dentée 17 sur l’arbre fileté 11 se fait par les éléments 15 et 16. Quel mouvement est arrêté par chaque élément ? Elément 15 : …………………………………………………………….. Elément 16 : ………………………… …………………………………………………… ………………………………….. ……….. 21. Pour permettre le montage de la roue dentée 17, il est nécessaire d’avoir un jeu JA (voir dessin ci-dessous ). Tracez la chaîne de cotes de ce Jeu JA.
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22. Un jeu important au niveau des engrenages, nécessite le changement de la roue dentée 17. Indiquez dans quel ordre vous allez démonter les pièces pour changer cette roue dentée. Vous indiquerez l’outillage nécessaire.
Ordre
outillage
……………………………………………………………………………………… ……………………...………………………………… ……………………...……… ……………………………………………………… …………………………… ……………………………………………...………… ………………………… …………………...……………………………………… …………………………… …………………………………………………… ………………………… …………………………………………...……………… ………………...……………… ……………………………………………………………………………………… ……...………………………………………………… ……...……………………… ……………………………………………………… …………………………… ……………………………...………………………… ………………………… …...……………………………………………………… …………………………… …………………………………………………… ………………………… …………………………...……………………………… ...……………………………… …………………………………………………… ………………………… …………………………………………………...……… ………………………...……… ……………………………………………………………………………………… ……………...………………………………………… ……………...……………… ……………………………………………………… …………………………… ……………………………………...………………… ………………………… …………...……………………………………………… …………………………… …………………………………………………… ………………………… …………………………………...……………………… ………...……………………… ……………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………… ……………………...………………………………… ……………………...……… ……………………………………………………… …………………………… ……………………………………………...………… ………………………… …………………...……………………………………… …………………………… ……………………………………………………………………...
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TD 7 : POMPE HYDRAULIQUE HYDRAULIQUE MANUELLE Fonction globale : Permet de vidanger une cuve de petites dimensions en cas de panne d’électricité
Questionnaire : 1. En vous servant des repères du dessin d’ensemble, d ’ensemble, compléter les repères sur la
perspective ci-dessus. 2. a) La pompe est composée de plusieurs sous-ensembles de pièces, A, B, C, D, E, F et G, voir le schéma ci-dessous représenté en position repos. Sur ce schéma colorier chaque sous-ensemble d’une couleur différente.
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b) Tous les sous-ensem bles, sauf A, vont être en mouvement lors de l’utilisation de la pompe. Dites quels mouvements ils vont avoir. Nota : La goupille 8 étant cannelée sur sa partie centrale est montée serrer sur la pièce 1. La pièce 1 est obtenue par mécano-soudage est composée de 2 éléments (1a et 1b). La pièce 2 est obtenue par mécano-soudage est composée de 4 éléments (2a, 2b, 2c et 2d). A B C D E F G H
→ → → → → → → →
pièces fixes ……………………………………………… ………………………………………………
pièce déformable ………………………………………………
pièce déformable ………………………………………………
pièce déformable
3. Recherchez à quels repères (1 à 11) du dessin d essin d’ensemble correspondent les repères (A, B, C, D, E, F, G et H ) du schéma. A = 1, ………………………………………………. B = 2, ………………………………………………. C = …………………………………………………. D = …………………………………………………. E = ………………………………………………….
F =............................................................................. G =............................................................................ H =............................................................................
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4. En vous servant du schéma en position repos de la page précédente complétez le schéma lors de l’aspiration du liquide. Vous indiquerez par des flèches le sens de déplacement des sous-ensembles B et C et par une flèche l’entrée et la sortie du
liquide.
5. De la même manière complétez le schéma ci-dessous, cette fois ci en position refoulement du liquide.
6. Quels sont les noms des liaisons cinématiques (pivot, glissière, pivot glissant, hélicoïdale, rotule, appui plan, linéaire rectiligne, linéaire annulaire ou ponctuelle) entre les sous-ensembles suivants ? A / B : ………………………………………………………… C / A : ………………………………………………………… C / B : ………………………………………………………… 7. Complétez le graphe des liaisons, en indiquant sur chaque segment le nom de la liaison et vous indiquerez en rouge la circulation de l’énergie.
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8. Vous auriez à monter entièrement cette pompe, dans quel ordre vous monteriez les pièces (mettre les repères). Et indiquez quel outillage vous utiliseriez. ……………………………………………………………………………………… ……………………...………………………………… ……………………...…… ………………………………………………………… …………………………… ……………………………………………...……………………………………… ……………………………………………………………………...……………… ……………………………………………………………………………………… ……...……………………………………………………………………………… ……………………………...……………………………………………………… ……………………………………………………...……………………………… ……………………………………………………………………………..……… ……………………………………………………………………………………… ……………...……………………………………………………………………… ……………………………………...……………………………………………… ……………………………………………………………...……………………… ………………………………………………………………
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C
Socle pour fixation
A-A
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TD 8 : POMPE MANUELL MANUELLE E Fonction globale
Permet de transvaser un liquide d'un récipient vers un autre récipient par une action manuelle sur la manette. Fonctionnement Amorçage:
L'action manuelle sur la manette 19 dans le sens A permet le déplacement du piston 5 dans un sens, ainsi que l'ouverture du clapet supérieur et la fermeture du clapet inférieur. Aspiration et refoulement : L'action sur la manette dans le sens B permet le déplacement dans l’autre sens du piston ainsi
que la fermeture du clapet supérieur, l'ouverture du clapet inférieur, la sortie du liquide présent dans la pompe et l'entrée de nouveau liquide. 1. Indiquez sur l’éclaté ci-dessous les repères des pièces qui sont indiqués sur le dessin d’ensemble.
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2. Assemblages ou liaisons encastrement
Rechercher les repères des pièces assemblées à l'aide des assemblages suivants: assemblages p ar ar
p iè ièces assemblées
5 vis 21 et 22 rivets rivets 16 écrous écrous 17 et 18 vissage vissage vissage vissage vissage
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3. Classes d'équivalence
Rechercher les repères des pièces faisant partie des 7 classes d'équivalence suivantes: pièces fixes A = .................................................................................... .............................................. ...................................... rotation manette B = .................................................................................... ......................................... ........................................... translation piston C = .................................................. .................................................................................... .................................. clapet supérieur D = ............................................... .................................................................................... ..................................... clapet inférieur E = ............................................ .................................................................................... ........................................ chape F = ............................................... .................................................................................... ..................................... ressort G = ............................................... .................................................................................... ..................................... 4. Graphe des liaisons
Compléter le graphe des liaisons de cette pompe manuelle en indiquant, sur chaque segment le nom de la liaison, tracer en rouge le sens de circulation de l'énergie et indiquer le type d’énergie.
amorçage, 5. Colorier chaque sous-ensemble du schéma, dessiné dans la position amorçage, d'une couleur différente.
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aspiration et refoulement refoulement,, tracer par des 6. Compléter le schéma dans la position aspiration flèches le sens de circulation du liquide.
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7. Comment s’appelle le système de transformation de mouvement qui permet à partir de la rotation de la manette d’obtenir la translation du piston ? ………………………………………………………………… 8. Quelles sont les repères des pièces qui transmettent le mouvement de la rotation de la manette 19 à la translation tr anslation du piston 5, lors de l’aspiration et le refoulement du liquide ? 19 → ….... → ……. → ……. → ……. → ……. → ……. → ……. → ……. → 5
9. Calculer le débit de la pompe, en litre par minute, si la course du piston est de 60mm et que l’utilisateur effectue 50 actions par minute. ………………………………………………………………………………………… ……………………….………………………………………………………………… ……………………………………………….………………………………………… ……………………………………………………………………….………………… ………………………………………………………………………………………… …….…………………………………………………………………………………… …………………………….…………………………………………………………… …………………………………………………….…………………………………… …………………………………………………………………………….…………… ………………………………………………………………………………………… ………….……………………………………………………………………………… ………………………………….……………………………………………………… …………………………………………………………. 10. Dessiner aux instruments le piston 5 à l'échelle 1 suivant une vue de face 1/2 coupe A-A et une vue de gauche. Cotes fonctionnelles permettant un guidage et une étanchéité correcte.
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TD 9 : SIMULA SIMULATEUR TEUR DE DE BA BANC NC A RAMER
Cet appareil, se situe dans un appartement et simule les mouvements que fait le rameur. Poussée sur les rames, sens A, celles-ci étant hors de l’eau, l’effort est faible, juste le déplacement des rames. Traction sur les rames, sens B, celles-ci sont dans l’eau, l’effort est important, car l’eau s’oppose aux déplacements
des rames.
On peut régler l’effort de traction en serrant plus ou moins l’aiguille de réglage 16.
B
A
La simulation de l’effort est liée au déplacement d’huile à l’intérieur de l’appareil. Deux appareils identiques sont situés de
chaque côté du rameur. 1. A l’aide de l’animation, compléter le schéma, en dessinant le clapet 8 et en indiquant par des flèches le sens de circulation de l’huile et du piston, pour un déplacement sans effort.
2. Toujours à l’aide de l’animation, compléter le schéma, en dessinant le clapet 8 et en indiquant par des flèches le sens de circulation de l’huile et du piston, pour un déplacement avec effort.
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3. Calculer la pression de l’huile en bar (1 bar = 0,1N/mm²), lors d’un déplacement avec effort, si l’effort que doit exercer la bielle 10 sur l’axe 11, est de 3900N. ………………………………………………………………………………………………… ……………….………………………………………………………………………………… ……………………………….………………………………………………………………… ……………………………………………….………………………………………………… ……………………………………………………………….………………………………… ……………………………………………………………………
4. Dans le mécanisme un certain nombre de pièces sont assemblées, donc n’ont aucun mouvement relatif. Indiquez les modes d’assemblages utilisés entre ces pièces. Pièce 11 et pièce 7 : …………………………………………………… Pièce 4 et pièce 1 : ………………………………… …………………………………………………… ………………… Pièce 14 et pièce 1 : …………………………………………………. Pièce 21 et pièce 2 : …………………………………………………..
5. En vous servant des repères du schéma ci-dessous, indiquez à quels sous-ensembles de pièces correspondent les 25 pièces de l’appareil, sur le di agramme à râteau ci-dessous.
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rame 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8 , 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 15 , 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 2 2, 23, 24, 25 A= B= C= D= E= F= G = support 6. Complétez le graphe des liaisons, en indiquant sur chaque segment le nom de la liaison entre les sous-ensembles, en indiquez en rouge la circulation de l’énergie à l’intérieur du simulateur de banc à ramer.
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7. Voici 2 perspectives du clapet 8, qui vous permettent de mieux comprendre les formes de ce clapet. Quel peut bien être le rôle de la forme repérée R sur cette pièce ? …………………………………………………………. …………………………………………………………. …………………………………………………………. …………………………………………………………. …………………………………………………………. ………………………………………………………….
8. Indiquez les repères des pièces sur l’éclaté ci-dessous. Les vis, joints et support ont été retirés.
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9. Comment s’appelle le système de transformation de mouvement qui permet d’obtenir la translation du piston à partir de la rotation de la rame ? ………………………………………………………………………………………………… ………
10. Les pièces essentielles de ce système sont représentées en perspective cicontre. Coloriez sur cette perspective les pièces qui effectuent une rotation (rouge), celles qui effectuent une translation (bleu) et celle qui effectue un mouvement quelconque (vert).
11. Calculez la course du piston, en mesurant l’excentration (mettre l’opération). Excentration = ………………………… …………………………………… ………… Course piston = ………………………… ………………………………… ………
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12. Le simulateur de banc à ramer ne fonctionnant pas correctement, on décide d’effectuer le changement du piston et du d u clapet. Indiquer dans l’ordre les opérations à effectuer et les
outillages nécessaires. ATTENTION ne démonter que ce qui est juste nécessaire. ………………………………………………………………………………………………… ……………….………………………………………………………………………………… ……………………………….………………………………………………………………… ……………………………………………….………………………………………………… ……………………………………………………………….………………………………… ……………………………………………………………………………….………………… ……………………………………………………………………………………………….… ………………………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… ………………………….……………………………………………………………………… ………………………………………….……………………………………………………… ………………………………………………………….……………………………………… ………………………………………………………………………….……………………… ………………………………………………………………………………………….……… ………………………………………………………………………………………………… ……….………………………………………………………………………………………… ……………………….………………………………………………………………………… ……………………………………….………………………………………………………… ……………………………………………………….………………………………………… ……………………………………………………………………….………………………… ……………………………………………………………………………………….………… ………………………………………………………………………………………………… …….
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Corrigé dessin :
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TD 10 : VÉRIN ROTATIF AMORTI
Ce type de vérin permet de transformer l’énergie pneumatique
(pression 6 bar) en énergie mécanique (mouvement de rotation du pignon arbre 5). Voici le symbole utilisé sur les schémas pour ce vérin :
1. A l’aide du dessin d’ensemble indiquer les repères des pièces sur l’écorché ci-dessous.
2. Ce vérin est-il un vérin simple effet ou double effet ? ………………………………..
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CALCUL DES EFFORTS
3. Calculer la force exercée par le piston si la pression de l’air dans le vérin est de 6 bar et le diamètre du piston est de 52mm (préciser l’unité). ………………………………………………………………………………………………… ……………….………………………………………………………………………………… ……………………………….………………………………………………………………… ………………………………………………. 4. Ensuite cette force est transformée en un couple sur l’arbre de sortie. Ceci grâce au s ystème
pignon crémaillère. Quels sont les repères du pignon p ignon et de la crémaillère ? Pignon : …………… Crémaillère : …………… 5. Mesurer sur le dessin d’ensemble la course maximale que peut faire le piston (préciser l’unité). Course = ……………………
6. Calculer l’angle de rotation du pignon pour la course maximale du piston. Pour calculer cet angle il faut d’abord calculer le diamètre primitif du pignon (préciser les unités). Diamètre primitif du pignon = …………………………… ……………………………………. ……….
Angle de rotation du pignon = …………………………… ……………………………………………………… ………………………………… ……… 7. Calculer la valeur du couple exercé par l’arbre de sortie (préciser l’unité). ………………………………………………………………………………………………… ……………….………………………………………………………………………………… ……………………………….………………………………………………………………… ……………………………………………….
ROLES ET MATIERE DES PIECES
8. La pièce 10 est en Cu Sn 8 Pb. Décoder la signification de ce symbole. ………………………………………………………………………………………………… ……………….………………………………………………………………………………… ……………………………….
9. Quel est le rôle de cette pièce 10 ? ………………………………………………………………………………………………… ……………….………………………………………………………………………………… ……………………………….
10. La pièce 10 est traversée par la vis 11. Quel est le rôle de cette vis ? ………………………………………………………………………………………………… ……………….………………………………………………………………………………… ……………………………….
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LIAISONS ENTRE LES PIECES
11. Quatre pièces ont le même mouvement que le piston principal 13, ces 5 pièces constituent le sous-ensemble A. Quels sont les repères des 4 pièces ? ………………………………………………………………………………………………… ……………….
12. Quel est le nom de la liaison entre le sous-ensemble A et les pièces fixes (pivot, glissière, pivot-glissant ou hélicoïdale ? ………………………………………………………………………………………………… ……………….
13. Quelle solution a été choisie pour réaliser la liaison entre le sous-ensemble A et les pièces fixes ? ………………………………………………………………………………………………… ……………….
14. Le pignon arbre 5 est lié aux pièces fixes par les 2 roulements 7. A quel type de roulement correspondent-ils ? ………………………………………………………………………………………………… ……………….
15. Quel est le nom de la liaison entre le pignon arbre 5 et les pièces fixes ? ………………………………………………………………………………………………… ………………. SYSTEME D’AMORTISSEMENT, CIRCULATION DE L’AIR
Aux 2 extrémités du vérin existe un système qui ralenti le piston avant son arrêt. Ces systèmes d’amortissement sont composés de billes, ressorts, pistons amortisseurs et vis. Sur le dessin d’ensemble billes et ressorts sont représentés au repos.
16. Quels sont le repère des 2 vis ? ……………… 17. Quel est le rôle des vis dans le système d’amortissement ? ……………………………………………………………………………………………… ……………….………………………………………………………………………………… ……………………………….
Voici un schéma incomplet permettant de comprendre ce système d’amortissement. Ce premier schéma représente le piston juste en train de démarrer l’air l’air arrivant par l’orifice A.
18. Indiquer par une flèche le sens de rotation du pignon. 19. Représenter les billes et les ressorts et indiquer par une flèche de couleur le sens de circulation de l’air.
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Voici maintenant un deuxième schéma représentant le vérin arrivant en fin de course, il est ralenti par le système d’amortissement.
20. Représenter les billes et les ressorts et indiquer en couleur le sens d e circulation de l’air.
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21. Compléter le tableau ci-dessous rendant compte du type d’étanchéité d’étanch éité réalisé par les joints du vérin rotatif ? Type de joint
Etanchéité statique
Etanchéité dynamique
Joint 14 Joint 22 Joint 23 22. On constate une fuite entre le corps 1 et le cylindre 2. a. Quel peut en être la cause ? ………………………………………………………………………………………… ……………….…………………………………………………………………
b. Indiquer les opérations à effectuer pour remédier à ce problème ………………………………………………………………………………………… ……………….………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………
23. La bague d’usure 10 possède une forme intérieure repérée a sur le dessin d’ensemble. Quel est le rôle de cette forme ? ………………………………………………………………………………………………… ……………….………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………….
24. Le cylindre possède un orifice repéré b sur le dessin d’ensemble. Quel peut être le rôle de cet orifice ? ………………………………………………………………………………………………… ……………….………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
25. La vis à pointeau 16 étant détériorée, il est nécessaire n écessaire d’en fabriquer une autre. Pour cela o n vous demande de compléter complé ter son dessin à l’échelle 2 ainsi que sa cotation. Sur la perspective
de cette pièce colorier les surfaces planes en bleu, cylindriques en rouge, hélicoïdale en jaune et coniques en vert.
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TD 11 : VÉRIN DE SERRAGE ROTRING La fonction globale de ce vérin de faible encombrement est de serrer des pièces à l'aide d'huile sous pression. Fonctionnement : l’huile sous pression arrive par l’orifice A rempli la cavité située sous le piston et soulève celui-ci. L’extrémité du piston agit sur la pièce que l’on veut serrer. Lorsque la pression
diminue le ressort ramène le piston en position, la pièce n’est plus serrée.
1. A l’aide du dessin d’ensemble, indiquer sur l’éclaté ci-contre les repère des pièces. 2. Ce vérin est-il un vérin simple effet ou double effet, expliquez pourquoi ? ………………………………………………… ………………………………………………… ………………………………………………… …………….
3. Ce vérin sera fixé sur un support à l’aide de vis, combien de vis seront nécessaires pour ce serrage ?……………………………………… 4. Sur le dessin d'ensemble coloriez en rouge le volume occupé par l'huile. 5. Rechercher à l’aide du livre chapitre 46-1 à quel est le type de ressort, correspond le repère 5 ? ………………………………………………………………………………………… ……
Cette pièce dans cet ensemble est particulière car une partie du ressort ne bouge pas et l’autre partie bouge, on considère que qu e c’est une pièce déformable.
6. La pièce 6 est un coussinet cylindrique Glycodur, il permet de réduire le frottement entre le Piston et le Chapeau, ces coussinets sont composés de 3 parties. Chercher à l’aide du livre chapitre 39 de quoi qu oi sont composées ces 3 parties : Support : ……………………………………………… Couche poreuse de …………………………. Couche frottante de ……………………………… …………………………………………… ……………
7. D’après les ajustements indiqués sur le dessin d’ensemble, dites sur quelle pièce est
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ajustée serrer sur le coussinet (le chapeau ou le piston) ? ………………………………………………….
8. La pièce 7 est un anneau élastique pour alésage. Cette pièce permet-elle l’assemblage du chapeau sur le corps ou seulement l’arrêt en translation du chapeau ? ………………………………………………………………………………………
9. Pour démonter cet anneau élastique, utiliseriez-vous une pince pour circlips d’extérieur ou une pince pour circlips d’intérieur ? ? ……………………………………………………………………………………… 10. Le joint d’étanchéité 4 permet d’éviter que l’huile passe entre 2 pièces.
a. Quels sont les repères de ces 2 pièces ? ……………………………………………………….. b. Quel type d’étanchéité permet de réaliser le joint 4 ( statique ou dynamique ) ? ………………………………………………………..
11. En fonction de ce qui vient v ient d’être vu dites quels sont les repères des pièc es appartenant aux sous-ensembles A, B et C. A : pièces fixes : 1, ………………………… ………………………………………….. ……………….. B : pièces mobiles en translation : …………………………………… C : pièce déformable : …………………………… 12. Complétez le graphe des contacts ci-dessous en indiquant le nombre et la nature des surfaces de contact entre les pièces (plane, cylindrique, conique ou hélicoïdale).
13. Quelle est la nature des 2 surfaces de contact entre les pièces fixes et les pièces mobiles, lors du déplacement du piston ? ………………………………………………………………………
14. Quel est le nom de la liaison cinématique entre les pièces fixes et les pièces mobiles, lors du mouvement (voir cours Liaisons) Liaisons) ? …………………………………………………………
15. Sur le schéma du Vérin de serrage ci-dessous, indiquez les repères A, B et C des sous-ensembles et coloriez chaque sous-ensemble d’une couleur différente.
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16. Tracez le graphe des liaisons et indiquez en rouge la circulation de l'énergie
17. Indiquez l'ordre de démontage complet de ce vérin (excepter les vis) et l'outillage nécessaire. ............................................................................................................................................ ....……................................................................................................................................ ...............................................……..................................................................................... ........................................................................................……............................................ .................................................................................................................……................... ............................................................................................................................................ 18. A l’aide du livre décodez la matière des pièces suivantes: pièce 1: ................................................................................................................................. pièce 2: ................................................................................................................................. 19. Calculez les jeux maxi et mini de l'ajustement suivant ø50H7/f7 et dites à quel type d'ajustement il correspond. ............................................................................................................................................ .................……................................................................................................................... ............................................……........................................................................................ ....................................................................................
TD & EXAMEN
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20. Afin de commander un autre joint 4, le service achat vous demande un dessin à main levée de ce joint, vous effectuerez 2 vues et vous coterez entièrement cette pièce.
21. Quel est le rôle de l’orifice B situé dans le co rps ? ............................................................................................................................................ .................……................................................................................................................... ............................................……........................................................................................ ....................................................................................
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TD 12 : ENSACHEUSE SEMI-AUTOMATIQUE *
Présentation Présentation
L'ensacheuse automatique est un système automatisé d'ensachage d'engrais. Il permet de conditionner de l'engrais solide en sac de 25 Kg ou de 50 Kg avec une grande capacité d'ensachage allant jusqu'à 6 sacs par minute.
Détecteur infrarouge de sac "H"
Engrais
Sac rempli Rangée mobile de ventouses
Sacs "en feuille"
Trémie doseuse
SPK
Tapis roulant
Table de levage
L’ensemble est constitué principalement :
- d'une table de levage. - d'un paquet de sacs en feuilles. - d'un ensemble de deux mâchoires pivotantes équipées d'un système de maintien, de basculement et d'ouverture simultanés des sacs d'engrais d 'engrais :"système SPK" objet de l'étude.
- d'une rangée mobile de ventouses qui prennent le sac et le positionnent sur les mâchoires du système SPK. - d'une trémie doseuse de remplissage des sacs. - de deux barres de fermeture des sacs. - d'un tapis roulant d'évacuation des sacs remplis d'engrais vers le poste de thermosoudage. - d’une unité de comptage Mode Mode opératoire du système SPK (objet de l'étude) Première étape : (sur DT2) *
Le système SPK permet la prise des flancs du sac par deux mâchoires latérales, la mâchoire supérieure 29 et la mâchoire inférieure 6. Ces mâchoires sont équipées d'un ensemble de pince pneumatique 11+12+13+14+16
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Deuxième étape :
Un dispositif de leviers et biellettes commandés par un vérin 40+41 permet le basculement et l'ouverture simultanée du sac. Le sac est ainsi présenté p résenté sous la trémie de remplissage. Troisième étape :
Le sac rempli est libéré par les pinces afin d'être évacué.
SPK Mâchoi supérieure
SPK
Barre de fermeture fermeture Sac Panneau latéral Tapis roulant
Mâchoi in érieur érieuree
A - analyse fonctionnelle : A-1) ANALYSE FONCTIONNELLE GLOBALE En se référant au dossier technique, compléter ci-dessous l’actigramme A-0 relative au système technique «ENSAICHEUSE D’ENGRAIS».
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………………………………
………………………….
………………………….
………………………………..
A-
ENSAICHEUSE A-2) ANALYSE FONCTIONNELLE DE LA PARTIE OPERATIVE : A-2-1) Compléter le schéma cinématique du système « SPK ».
E
B
C1
C1
D C6 C4
C5
A
O
C
G C7
C2
C3 C8
K
C1 = = "ensemble bâti" C2 = = "ensemble mâchoire supérieure" C3 = = "ensemble mâchoire inférieure" C4 = "biellette" C5 = "ensemble tige de vérin de basculement et d'ouverture" C6 = = "ensemble corps de vérin de basculement et d'ouverture" C7 = = "ensemble corps de vérin de pince" C8 = "ensemble tige de vérin de pince"
I 14
R
Q
16
Sac
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A-2-2) Compléter les classes d’équivalence cinématique liés du sous-ensemble « PINCE » (Voir dossier technique feuille feuille DT1) C1 :{1, ...........................………............ C2 :{5, 29,34.......................…................
C3 :{4, 6, 8, 21, 24 ...........................…….. A-2-3) Remplir le tableau ci-après par les noms des liaisons, et leurs symboles : Liaison 4/7
Liaison 8/9/10
Liaison 12/13
Liaison 16/14
Liaison 14/C3
Liaison 16/20
Liaison 7/5
Liaison 29/C1
Liaison 4/C1
Liaison 41/C1
Nom de liaison Symbole
Nom de liaison Symbole
B/ ETUDE DE LA PARTIE OPERATIVE B-1) Définition des éléments d’un produit : B-1-1) Liaison embout à rotule (13) / levier (14) : Identifier les pièces composant l’ajustement Ø15 H7/g6 :
Arbre : …….………………………… Alésage : …..….….…………………. 1- A l’aide des tableaux des principaux écarts fondamentaux, compléter le tableau ci-dessous : COTES NOMINALES ALASAGE
H7
ARBRE
g6
TD & EXAMEN
3à6 inclus
6 à 10
10 à 18 18 à 30 30 à 50 50 à 80 80 à 120
+12 0 -4 -12
+15 0 -5 -14
+18 0 -6 -17
+21 0 -7 -20
+25 0 -9 -25
+30 0 -10 -29
+35 0 -12 -34 - 85 -
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Remarque : Les écarts sont donnés en micromètres (µm) ou 1/1000 de mm , ou 0,001 mm.
ARBRE : ….…..…...…..
ALESAGE : ….…..…...…..
Cote Maxi. (mm)
arbre Maxi =
Alésage Maxi =
Cote mini (mm)
arbre mini =
Alésage mini =
Cote (mm) Ecart supérieur (mm) Ecart Inférieur (mm) IT (mm)
2- Positionner les IT par rapport à la ligne « zéro » : (µm)
30 2
Li ne "
10
+18 0
H7
-10 -30
3- Donner la nature de l’ajustement (avec jeu, avec serrage ou incertain) : ………………………….
4- Calculer : (Serrage ou jeu) …..…….... Maxi = ..…..…..………..…..…..…..…… (Serrage ou jeu) …..…….... mini = ..…..…..…..…..…..…....………... IT jeu = .…..…....………………..………….....…..…….…..……...... B-1-2)Modéfication d’une solution :
Du fait des erreurs de positionnement des articulations lors de la construction mécano-soudée du système, on souhaite modéfier la solution de la liaison entre l’axe (14) et le levier (14 a) par une liaison encastrement directe par emmanchement serré (+montage à la presse). 1- Donner la nature de l’ajustement nécessaire ( avec jeu, aver serrage ou incertain) :……………….
TD & EXAMEN
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2- Choisir dans le tableau ci-dessous, un ajustement pour la liaison axe (14)-levier (14 a) (entourer la réponse) :
15 H8/e8 15
H8
15 H6/p5
+ 27 0
15
H6
+ 11 0
15
H7
+ 18 0
15 H7/g6 15
e8
- 32 - 59
15
p5
+ 26 + 18
15
3- Inscrire l’ajustement choisi sur la vue en coupe ci-dessus (fig.1). 4- Reporter les cotes tolérancées sur les vues de l’axe (14) et de levier (14 a) issue de cet ajustement :
6
... 7
..
...
... ..
..
... g/
..
H ... 5
... ..
.. ...
.. 1
.. ...
.. .
14
...
14 a
Fig.1
B-1-3) Dessin de définition :
1- Sur la feuille M 6/6 de dossier pédagogique, on demande de : : Compléter le dessin de définition de plaque d’articulation vérin par :
Vue de face. Vue de droite en coupe G-G. Vue de dessous sans.
2- Inscrire sur le dessin de définition de plaque d’articulation dans les cadres les tolérances géométriques permettant d’assurer les conditions de fonctionnement
suivantes : Eléments de référence : la surface plane (A) et l’axe de l’alésage (B). La surface (A) est plane………………………………………….IT plane………………………………………….IT = 5/100 5/10 0
La surface (A) est parallèle à l’axe de cylindre c ylindre (B)……………….. IT = 0.04
Les deux axes des trous taraudés sont perpendiculaires
à la surface plane plan e (A)…………………………………………………...IT (A)…………………………………………………...IT = 0.05
TD & EXAMEN
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-6
g6 -17
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TD & EXAMEN
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liaison encastrement encastrement
TD & EXAMEN
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50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
2 2 2 1 1 1 2 4 2 1 1 1 1 1 1 4 1 4 4 4 4 2 1 1 4 4 2 8 8 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 8 4 4 2 2 2 2 1 2 1
REP.
NB.
Ech. : 1 : 2
TD & EXAMEN
Rondelle épaisse, L 10 Vis H, M10-30 Rondelle, W10 Ecrou H FR, M12 Vis H, M12-50
Rondelle frein Ecrou auto-freiné
Plaque d’articulation vérin
Axe mâchoire inférieure Palier mâchoires Support palier mâchoire inférieure Corps vérin (course maxi: 88 mm) Tige vérin Ecrou HM, M16 Embout à rotule Ecrou H FR, M16 Vis H, M16-60 Vis H, M16-30 Levier en chape Rondelle, W16 Ecrou H FR, M12 Rondelle L 12 Vis H, M12-40 Plaque mâchoire supérieure Tôle de protection mâchoire inférieure Tôle de protection mâchoire supérieure Ecrou H FR, M16 Palier arbre leviers Cornière 65x60x6 Ecrou H, M10 Vis F S, M10-25 Plaque support Garniture (collée sur plaque support 21) Ecrou H, M12 Rondelle, W12 Vis H, M12-35 Patin Anneau élastique pour arbre, 15 x 1 Levier Embout à rotule Tige vérin Corps vérin (course maxi: 50 mm) Vis C HC, M8-25 Coquille supérieure Coquille inférieure Biellette Plaque mâchoire inférieure Levier Equerre plaque mâchoire inférieure Arbre mâchoire supérieure Plaque support palier Bâti DESIGNATION
C22 C35 GE295 S235 C45
Acier moulé Chromé Ecrou auto-freiné
C35 Rondelle frein Ecrou auto-freiné S235 S185 S185 GE295 S185
Ecrou auto-freiné Acier moulé
S185 Elastomère Rondelle frein S235 C35 C45
Chromé
C40 C40 C35 S235 C35 S235 C35 S235 S235
mécano-soudé
MATIERE
OBS.
SYSTEME SPK
- 90 -
TD 13 : POSTE DE DECOUPAGE AUTOMATIQUE 1-/ PRESENTATION DE SYSTEME :
Le système envisagé envisagé est un poste automatique de de laminage et de découpage découpage permettant : -L’obtention de tôle par laminage. -Le découpage de la tôle par poinçonnage. poinçonnage. Le mouvement de coupe est une translation alternative du piston. Le mouveme nt d’avance est une translation coup par coup de la tôle. La tôle est découpée par cisaillage entre un poinçon mobile en translation et une matrice fixe, l’ensemble est monté sur une presse mécanique (voir figure 2).Le moteur M2 transmet son énergie à la b oite de vitesse par l’intermédiaire d’un embrayage- frein. Un système bielle
manivelle transforme la rotation de la manivelle en translation alternative du poinçon fixé à l’extrémité du piston (25) voir dessin d’ensemble.
DEPLACEMENT DE LA TOLE
LA TOLE EST UNE FEUILLE DE METAL OBTENUE PAR ECRASEME NT D’UN LINGOT ENTRE DEUX ROULEAUX
FIGURE 1 Poin onna e dé décou a e Stockage
Chauffage à 830 °c
MOTEUR M1
MOTEUR M2
Rouleaux d’alimentatio
LAMINOI
poinçon
PRESSE
Rouleaux de déchet FIGURE 2 TD & EXAMEN
- 91 -
Dossier technique Feuille 2/4
TD & EXAMEN
- 92 -
TTêêttee c c yylliinnddr r iiqquuee à à 6 6 p p aannss c ccr r eeuuxx S E 2 255--112255 Sym mbboollee ::: C CH HC C N NFF E
40 39 30 29 28 27 26 25 24 23 22
d
c
x
k
l-x l
d
6 P AS 1 B 6 C 10 K 6
d
l min
b=d
8 10 1.25 1.5 10 8 13 16
8
10
c
g
e (h11)
D
12 12
14 2 14
18 12
21 14
1.75
E(h11)
c
G
L min
Anneaux élastiques POUR ARBRES POUR ARBRE NF e c Ed22-163 17.6 10 1 12 1 19.6 14 1 22 23.2 15 1 25.6 17 1 29 20 1.2 22 1.2 31.4 25 1.2 34.8 41 30 1.5 35 1.5 47.2
TD & EXAMEN
Pour alésage NF E f g 22-1639.6 1.1 1.1 11.5 1.1 13.4 1.1 14.3 1.1 16.2 1.3 19 1.3 21 1.3 23.9 1.6 28.6 1.6 33
21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 REP
1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1
ARMATURE POLAIRE BOBINE ECROU H RONDELLE PLATE BAGUE EPAULE VIS CHC POIGNET DE MANIVELLE ( AXE ) PISTON PORTE POINÇON BAGUE SIMPLE BIELLE VIS DE REGLAGE DE PAS P= 1 A DROITE ET P’ A GAUCH E 1 MANIVELLE 1 ARBRE DE SORTIE ET ROUE 2 COUSSINET CYLINDRIQUE 1 ROUE DENTE 1 PIGNON DENTE 1 ROUE DENTE 4 ROULEMENT A BILLE DE TYPE BC 1 ARBRE INTERMEDIAIRE 1 CARTER 1 PIGNON DENTE 1 ROUE DENTE 1 AXE 1 PIGNON 1 FOURCHETTE 1 BOUCHON DE REMPLISSAGE 1 ARBRE PRIMAIRE 1 BOITIER 6 RONDELLE ELASTIQUE ( BELLEVILLE ) 1 DISQUE ET GARNITURE 1 BRIDE 1 MOTEUR MT2 NB DESIGNATIONS
- 93 -
A / ANALYSE ANALYSE FONCTIONNELLE : A-1- ANALYSE FONCTIONNELLE GLOBALE :
A partir du dossier technique du système : poste de découpage automatique. automatique. Compléter l’actigramme A-0 suivant. Energies consigne
………………..
Ordres
Réglages
…………………………… ……………………. …………………………… ………..A-0
……………….
poste de découpage découpage automatique A-2 – ANALYSE ANALYSE FONCTIONNELLE DE LA PARTIE OPERATIVE :
En se référant au dossier technique Indiquer sur le FAST suivant les solutions technique retenues par le constructeur.
Découper la tôle Produire de pièces en tôle
Presse mécanique
Transformer la rotation en translation
………………….. ………………….
Modifier la vitesse
………………….. …………………..
Transmettre à volonté
…………………… ……………………
l’énergie
Freiner le système Avancer la tôle
TD & EXAMEN
……………………
………………………………….
- 94 -
Liaison encastrement
……………...
Guider en rotation la manivelle
………………
Lier la bielle à la manivelle
Guider en rotation
…………….. …………….
Lier la bielle au piston
Guider en rotation
……………..
Régler la course
Varier le rayon
………………
Lier la manivelle à l’arbre moteur
Système biellemanivelle
B/ Etude de la partie opérative : B-1- ETUDE DES LIAISONS : Compléter le schéma cinématique minimal de l’unité de découpage B-2- TRANSFORMATION DE MOUVEMENT :
TD & EXAMEN
- 95 -
La boite de vitesses nous permet d’avoir une gamme de 3 vitesses de l’arbre 20 ; le
moteur M2 tourne à 1500 tr/mn En se référant au dosser technique feuille 2/4 l’ens emble des pièces ( 3 ;4 ;39 et 40 ) : 1- Donner le nom et le rôle de l’ensemble …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………
2- Compléter le tableau suivant sachant que :Z 9 = 18dents ; Z11 = 35dents ; Z12 = 18dents Z20 = 60dents ; Z 16 = 40dents ; Z 17 = 25dents et Z 18= 42dents Vitesses
Chaîne cinématique
1ère vitesse
(Z12,Z16) ;(Z17,Z20)
Raison : r = N20/N1 ……………………
Valeurs N20 ( tr/mn) …………………..
2ème vitesse
…………………….
…………………….
………………….
3ème vitesse
……………………..
……………………..
………………….
B-3- COTATION FONCTIONNELLE :
A- Etablir la chaîne de cotes installant la conditions ‘‘ JA ’’ B- Calculer la cote b13 , sachant sachant que :
16
14
0 0.
5
0.
JB = 3 ;B33 = 10 ET B16 = 40 0.1
25
;B34 = 8 - 0.1
………………………………………. ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ………………………………………
B16
B-4/ RESISTANCE DES MATERIAUX. L’arbre 6 assimilé à une poutre cylindrique pleine de diamètre d, est sollicité à la torsion simple sous l’action des deux moments de torsion Mt A et MtB d’intensité
MtA = MtB = 12 Nm appliqués aux extrémités. On donne G = 80000 N/mm² Reg = 200 N/mm² ; coefficient de sécurité s = 2 MTA
A
TD & EXAMEN
B
MTB
- 96 -
1- Déterminer le diamètre de la poutre, pour que l’angle unitaire de torsion ne dépasse Pas limite = 1.5 10 - 4 rd/mm.
2-
………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………… ………………………………………………………………………….d1=…… Déterminer le diamètre de la poutre, pour qu’elle résiste en toute sécurité à la torsion ? ………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………… …………………………………………………………………………d2 =………
3- Quel diamètre choisir pour satisfaire les deux conditions ? d =…… B-5- Etude de conception : Pour améliorer le rendement de l’unité de de découpage, on propose de remplacer r emplacer les coussinets ( 19 ) et ( 19’), assurant le guidage en rotation de l’arbre (20 ) par rapport
à ( 13 ) par deux roulements de type BC : 1- Compléter ci-dessous la nouvelle solution. 2- Assurer l’encastrement de couvercle avec une vis CHc M6-20. 3- Indiquer les ajustements nécessaires au montages des roulements .
TD & EXAMEN
- 97 -
CORRECTION A TITRE INDICATIF
TD & EXAMEN
- 98 -
SOMMAIRE
TD 1 : COMPRESSEUR .......................................................... ................................................................................ ............................................. ....................... 1 TD 2 : ETAU DE MODELISTE........................................... .................................................................. ............................................. .......................... 11 TD 3 : CHAPE FREIN........................................... .................................................................. ............................................. ....................................... ................. 18 TD 4 : CRIC POUR AUTOMOBIL ................................................ ....................................................................... .................................... ............. 23 TD 5 : CHARIOT PORTE CABLE .......................................... ................................................................. ........................................... .................... 28 TD 6 : BRAS DE MANUTENTION ............................................ ................................................................... ....................................... ................ 35 TD 7 : POMPE HYDRAULIQUE MANUELLE ............................................ ................................................................ .................... 43 TD 8 : POMPE MANUELLE ......................... ............................................... ............................................. ............................................. .......................... 48 TD 9 : SIMULATEUR DE BANC A RAMER ........................ .............................................. ........................................... ..................... 56 TD 10 : VÉRIN ROTATIF AMORTI........................................... AMORTI.................................................................. ....................................... ................ 65 TD 11 : VÉRIN DE SERRAGE ROTRING ............................................ ................................................................... ............................ ..... 75 TD 12 : ENSACHEUSE SEMI-AUTOMATIQUE ......................... ................................................ .................................... ............. 82 TD 13 : POSTE DE DECOUPAGE AUTOMATIQUE ............................................. ...................................................... ......... 91
TD & EXAMEN
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