Date : Mercredi 29 Juin 2011 UV : TN 21 Semestre : AUTOMNE ...

UTBM_P 2011_TN21_Final

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Date : Mercredi 29 Juin 2011

UV : TN 21 Semestre : AUTOMNE PRINTEMPS EXAMEN : MEDIAN FINAL NOM : Prénom : Né(e) le : DEPARTEMENT : NIVEAU : FILIERE :

Le sujet est composé de 3 parties indépendantes.

Les réponses se feront uniquement sur les feuilles des sujets.

Tous les résultats seront justifiés.

Document CIMISA mecanizados, s.a.

Signature : Feuille A4 manuscrite autorisée. Cours sur les matériaux autorisé Calculatrice autorisée.


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PREMIERE PARTIE

Machine de planage sous tension pour bande d’acier inox. Le planage sous tension consiste à soumettre une bande à une traction pour vaincre la limite élastique des fibres qui composent le matériau tout en combinant cet allongement avec une déformation de la bande par imbrication de rouleaux de planage. Cette combinaison, qui distingue le planage sous tension du planage traditionnel sur planeuses dites multi-rouleaux, permet d’améliorer la planéité. Le cœur de l’installation est constitué des blocs en S d’entrée et de sortie et de la planeuse à rouleaux intermédiaire. Les blocs en S de traction sont composés de 4 rouleaux.

Un système électromécanique permet d’obtenir un allongement réglable, constant pour un produit donné. Cet allongement est obtenu par la création et la régulation d’une différence de vitesse entre les deux blocs en S de traction d’entrée et de sortie. Caractéristiques principales :

- allongement de 0 à 2%, - vitesse linéaire de la bande de 0 à 60 m/min.

Planeuse

à rouleaux

Bloc en S d’entrée

(4 rouleaux)

Poste de

d’enroulement

de la bande

Poste de

déroulement

de la bande

Bloc en S de sortie

(4 rouleaux)

Groupe de réalisation de l’allongement

ou traction sur la bande


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Description de la chaîne cinématique : Le moteur principal (M1) génère la vitesse de la ligne. Il entraîne les deux blocs en S d’entrée et de sortie à la même vitesse. Le moteur (M2) contrôle et régule la vitesse des rouleaux d’entrée (freinage) en fonction de l’allongement demandé : création d’une différence de vitesse entre les 2 blocs en S par l’intermédiaire d’une poulie REDEX obtenue par la modification de la vitesse de rotation du porte-satellites (1).

Remarque : afin de simplifier la représentation de la chaîne cinématique ci-dessus, les liaisons pivots des arbres avec le bâti de la machine n’ont pas été représentées. Données (pour une vitesse linéaire de la bande de 60 m/min)

Moteur M1 � Vitesse de rotation : NM1 = 1262 tr/min

Transmissions poulies-courroies crantées

� les nombres de dents des poulies figurent sur le schéma ci-dessus

Moteur

M1

Moteur

M2

Entraînement du

Bloc en S de sortie

Entraînement du

Bloc en S d’entrée

28 93

78 52

3

2

1

52 78

28 57


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1- Déterminer la vitesse de rotation NBS sortie de l’arbre d’entraînement du bloc en S de sortie

11- Déterminer le rapport de réduction de la transmission poulies-courroie entre l’arbre moteur M1 et l’arbre d’entraînement du bloc en S de sortie

==1

,1M

sortieBSsortieBSM N

Nr

12- En déduire la vitesse de rotation de l’arbre d’entraînement du bloc en S de sortie

tr/minN sortieBS =

2- Déterminer la vitesse de rotation N3 du planétaire (3) de la poulie REDEX 21- Déterminer le rapport de réduction des 2 transmissions poulies-courroies entre l’arbre

moteur M1 et le planétaire (3) de la poulie REDEX

==1

31

M3planétaire,M N

Nr

22- En déduire la vitesse de rotation N3 du planétaire (3) de la poulie REDEX tr/minN =3 3- Déterminer la relation entre les vitesses de rotation de rotation N2 et N3 des planétaires (2) et (3) en fonction de la vitesse de rotation N1 du porte-satellites (1) et de la raison ρ du train épicycloïdal (Annexes page 7)

12 NNN3 =


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4- Détermination de la vitesse de rotation N2 du planétaire (2) en fonction de l’allongement A souhaité 41- Pour un allongement de la bande nul (A = 0) - déterminer la vitesse de rotation N2 du planétaire (2) en fonction de la vitesse

de rotation du planétaire (3)

32 NN =

- à l’aide de la question 3 en déduire la vitesse de rotation du N1 du porte-satellites

(1) en fonction de la vitesse de rotation du planétaire (3)

31 NN =

- en déduire la vitesse de rotation NM2 de l’arbre du moteur M2 tr/minNM =2 42- Pour un allongement A, exprimé en %, de la bande - déterminer la vitesse de rotation N2 du planétaire (2) en fonction de la vitesse

de rotation N3 du planétaire (3) et de A

32 NN =

- à l’aide de la question 3 en déduire la vitesse de rotation N1 du porte-satellites

(1) en fonction de N3, ρ et A

31 NN =


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5- Application numérique pour un allongement souhaité. On donne : ρ = 0,9605 et A = 2 % 51- Rappeler la valeur de la vitesse de rotation N3 du planétaire (3) de la poulie REDEX tr/minN =3 52- Calculer la vitesse de rotation N2 du planétaire (2) de la poulie REDEX tr/minN =2 53- Calculer la vitesse de rotation N BS entrée de l’arbre d’entraînement du bloc en S

d’entrée tr/minN entréeBS = 54- Calculer la vitesse de rotation N1 du porte-satellites (1) de la poulie REDEX tr/minN =1 55- Calculer la vitesse de rotation N M2 de l’arbre du moteur M2 tr/minNM =2

56- En déduire la plage de variation de la vitesse de l’arbre du moteur M2 tr/minNM ≤≤ 2 57- En déduire l’intérêt de la poulie REDEX dans la chaîne cinématique pour un allongement A compris entre 0 et 2 %


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ANNEXES

Réducteur épicycloïdal de la poulie REDEX SR

Relation entre

les vitesses angulaires

Tableau de correspondance entre repères

Désignation Repère chaîne cinématique

Repère formulaire

Planétaire 2 Planétaire 3 Porte satellites 1

Planétaire 2 Planétaire 3

Porte satellites PS

ρωωωω =

−−

PS

PS

2

3


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DEUXIEME PARTIE

Vé de réglage

On se propose de tracer le schéma cinématique du vé de réglage représenté page suivante. Nomenclature

09 1 Vis de manoeuvre E 335

08 1 Bouton de manoeuvre E 335 07 1 Ecrou H 06 1 Rondelle plate 05 1 Circlips

04 1 Ecrou E 335 03 2 Coin E 335 02 1 Corps E 335 01 1 Vé E 335 Rep. Nb. Désignation Matière Observations


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1

2

3 4 5 6 7

8

9

Xr

Yr Z

r


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1- Schéma cinématique 11- Classes d’équivalence Définir les classes d’équivalence. On retiendra pour définir chaque classe le numéro le plus petit parmi les pièces qui la constituent.

{ } = { { } = { { } = { { } = { { } = { 12- Graphe des liaisons En se référant à la base définie sur le plan d’ensemble, tracer le graphe des liaisons. (liaisons cinématiques en annexes pages 14 et 15)


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13- Représenter le schéma cinématique en perspective en retenant le point de vue ci- dessous

Xr

Yr

Zr


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2- Cotation fonctionnelle

21- Expliciter les conditions fonctionnelles a et b a : b :

22- Tracer la chaîne de cotes relative à cette condition sur le dessin page suivante

23- Ecrire les équations de projection des cotes conditions fonctionnelles a et b. En déduire l’équation de projection donnant amini et bmini.

* *


- 13 -

1

2

3 4 5 6 7

9

8

9

a

b


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ANNEXES

Guide pratique des sciences et technologies industrielles J.L. Fanchon (avril 2009)


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TROISIEME PARTIE

Matériaux 1- A quoi correspond un HRC de 50 en HV, en HRA, en HRB, en HK Knoop et en Rr et à quels matériaux font-ils référence ? 2- Quels matériaux sont-ils préconisés pour la chimie l’aéronautique et l’espace ?

Cotation fonctionnelle 1- Entourer les spécifications valides sur la cotation partielle ci-dessous


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2- Quelle est la signification de la tolérance dimensionnelle ci-dessous ?

3- Indiquer pour l’exemple ci-dessous :

- la nature de la tolérance fonctionnelle,

- l’élément tolérancé,

- la référence,

- la nature et la valeur de la zone de tolérance.

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