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Niveau : 3ème

secondaire

Section:

Science technique

Devoir de contrôle N°2

2011-2012

EPREUVE : TECHNOLOGIE

Génie mécanique

Durée : 2 heures

Montage de bridage

1 – Mise en situation

Le montage de bridage, représenté ci-

contre permet d’assurer la mise et le maintien en

position des boîtiers des raccords tournants pour la

réalisation des opérations de perçages, taraudages

et lamages radiaux).

Ce montage est constitué de :

- Un bras articulé fixé sur le montage qui

vient en appui sur la pièce.

- Une bride à nez rétractable fixée sur le

montage.

L’ensemble est monté sur un plateau tournant

d’un centre d’usinage 4 axes.

L’alimentation hydraulique se fait par les

tuyaux flexibles

2 – Fonctionnement de la bride à nez rétractable : (voir dessin d’ensemble et nomenclature)

La Bride à nez rétractable est un élément de serrage qui fonctionne avec de l’énergie hydraulique, elle est à double effet.

La sortie du nez de la bride s’effectue en 2 phases :

1er

Phase : Le nez de la bride vient en butée sur l’axe (11) d’un mouvement de translation rectiligne.

2ème

Phase : Le nez de la bride effectue ensuite un mouvement de rotation autours de cet axe.

En position de repos le nez de la bride est complètement rentré et de ce fait, l’opérateur peut soulever le bras articulé et

enlever la pièce usinée.

3 – Caractéristiques :

- Bride hydraulique :

Diamètre de la chambre : 40 mm

Course du piston : 31,6 mm

Pression maximum d’utilisation : 25 MPa

Temps de manœuvre : 1 seconde

Epaisseur maximum à serrer : 15,75 mm

Epaisseur minimum à serrer : 6,75 mm

- Pompe Hydraulique :

Pression maximale de la pompe = 25 Mpa

Débit Qv de la pompe = 2,4 l/min

Puissance de la pompe = 1000 W

- Régulateur de pression :

Pression de service : 7 MPa

Alimentation

Hydraulique par

flexibles

Bride à nez

rétractable

Bras articulé

Plateau tournant

d’un centre

d’usinage 4 axes

horizontal.

Boîtiers des raccords tournants

(Pièce à brider)

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Nomenclature de la bride à nez rétractable :

28 1 Ressort de compression Commerce

27 1 Plaquette plastique PA 11

26 1 Axe de chape C55

25 1 Chape C35

24 1 Goupille élastique, 4 x 35 Commerce

23 1 Segment de guidage de 18 Téflon

22 1 Bague anti-extrusion 18 - 21 Téflon

21 1 Joint torique 16,9 x 2,7

20 1 Douille S 275

19 3 Joint torique 35,6 x 3,6 Commerce

18 3 Bague anti-extrusion 34 - 40 Téflon

17 1 Segment de guidage de 40 Téflon

16 1 Piston Commerce

15 1 Nez de bride E<estampé

14 1 Lame de ressort

13 1 Vis sans tête à 6 pans creux M6-10 Commerce

12 1 Anneau élastique pour alésage, 40 x 1,75 Commerce

11 1 Axe C 55

10 4 Vis à tête fraisée fendue M3- 8

9 1 Plaquette avant EN AW- 2017

8 1 Vis sans tête à 6 pans creux M10-10 Commerce

7 4 Rondelle Grower W6 Commerce

6 4 Vis à tête cylindrique à 6 pans creux M 6 - 20 Commerce

5 2 Vis à tête fraisée fendue M 4 - 13 Commerce

4 3 Vis à tête cylindrique à 6 pans creux M 3 - 6 Commerce

3 1 Support de lame de ressort S 235

2 1 Corps de vérin EN-GJS-600-2

1 1 Tête de bride EN-GJS-600-2

Rep Nbre Désignation Matière Observation

Montage de bridage avec pièce à brider enlevée 3d de la bride à nez rétractable avec le ¼ enlevée

Bras articulé

Bride à nez

rétractable

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De

ssin

d

’e

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d

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b

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n

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n re

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e

Z

X

Y

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Nom : ………………….…. ….. Prénom : ………………..……………. Classe : 3ST5N° : ……

1) Analyse fonctionnelle globale :

En se référant au dossier de technique du système (montage de bridage), compléter l’actigramme de niveau A-0

2) Schéma cinématique :

2-1- On demande de compléter les classes d’équivalences cinématiques A, B et C par les pièces suivantes :

2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 24, 25, 26

A = {1, 20, 6, 7, …………………………………..…………………..

B = {16, ……………………………………………………………….

C = {15}

D = {Bras articulé}

C – Eléments déformables et exclus = {14,17, 18, 19, 21, 22, 23, 28, 27}

2-2- En vous aidant du schéma cinématique ci-

contre, on vous demande de compléter le tableau

suivant en indiquant les degrés de liberté (par « 1 »

s’il existe et par « 0 » s’il n’existe pas), le nom des

liaisons ainsi que les classes d’équivalences

concernées.

Liaison Liaison entre …

Degrés de liberté

Nom de la liaison

Rx Ry Rz Tx Ty Tz

L 1 A et B 1 0 0 1 0 0 Pivot glissant

L 2

L 3

L 4

L 5

Schéma cinématique minimum du montage de bridage en phase de serrage

Montage de bridage

0

Y

X Z

L3

C

A

Montage de bridage.

B

L4

L2 L1

Pièce à brider

L5 D

1

1

2

Energie hydraulique Ordre Réglage

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b

c

d

3) Etude statique :

Hypothèses : - Le poids des pièces est négligé.

- Les liaisons sont supposées parfaites (sans frottement).

- L’action de la lame de ressort Rep 14 et du ressort 28 est négligée.

On donne : - Pression de service = 7 MPa

- Diamètre du piston rep (16) est égal à 40 mm

3-1) Etude de l‘équilibre de l’ensemble B : On isole le l’ensemble B

3-1-a : On demande de déterminer l’effort de poussée

du vérin (prendre la pression de service pour les calculs).

Faite apparaître vos calculs

…………………………….……

…………………………….……

…………………………….…… 3-1-b : Compléter la phrase suivante :

L’ensemble B est en équilibre sous l’action ………………………………………………………… ., ces

……………………………….. sont ……………………………………………………

3-1-c : Représenter, sur l’ensemble B ci-dessus, les actions mécaniques extérieures.

Résultats : = …………….. ………………………

3-2) Etude de l’équilibre du nez (15) : On isole le nez (15):

3-2-a : Compléter la phrase suivante :

Le nez (15) est en équilibre sous l’action ………………………………………….……………….., ces

………………………………….. sont ……………………………………………………………………………..

3-2-b : Représenter, sur le dessin ci-dessous, les actions mécaniques extérieures.

3-2-c : Faite vos tracés ci-dessous (Echelle pour les tracés : 1 mm pour 100 N)

Résultats : = …….. ………………………

a b

2

3

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3-3) Etude de l‘équilibre le bras articulé du montage de bridage :

On isole le bras articulé du montage de bridage :

On suppose que la norme de ll F15/bras ll = 5000N

3-3-a : Compléter la phrase suivante :

Le bras articulé est en équilibre sous l’action ……………………………………………………….., ces

……............................. sont …………………………………………..

3-3-b : Représenter, sur le dessin ci-dessous, les actions mécaniques extérieures.

3-3-c : Faite vos tracés ci-dessous et déterminer les efforts aux points G et F. (Echelle pour les tracés : 1 mm pour 200 N)

Résultats : = …….. ………………………

3-3-d : Déterminer par la méthode algébrique les efforts aux points G et F.

Faire apparaître vos calculs.

…………………………………………………………………………………..…………

…………………………………………………………………………………..…………

…………………………………………………………………………………..…………

…………………………………………………………………………………..…………

…………………………………………………………………………………..…………

…………………………………………………………………………………..…………

c

x

y

Point G contact pièce à serrer /bras

Point F, centre de la liaison pivot de A/Bras

Point C, contact nez (15)/ bras

P

F 15/Bras

3

2

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4) Dessin de définition : On donne à l’échelle 1 :1, la vue de face et le dessin en 3D du nez (15), on demande de représenter au crayon et aux instruments :

- La vue de dessus

- La section B-B

5) Conception :

La fixation de la bride sur la semelle d’appui est susurrée par 4

vis CHC M8 entièrement fileté.

Compléter le dessin en coupe C-C en représentant une seule vis,

(l’autre vis est supposée enlever)

x

b1=

d

c

l

d b1 c l 4 4 7 6-8-10-12-16-20

5 5 8,5 8-10-12-16-20

6 6 10 10-12-16-20-25

8 8 13 12-16-20-25-30

Vis à tête cylindrique à six pans creux

(symbole HC)

3

3

18