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

PRESENTATION DU MECANISME

Mise en situation

La sérigraphie est une technique pour le marquage

des pièces plastiques. Son principe est basé sur l’encrage

d’un tampon qui ensuite est appliqué sur la pièce et ainsi la

pièce est marquée. Plusieurs tampons successifs (un par

couleur d’encre) peuvent ainsi laisser sur la pièce un

dessin multicolore.

Le mécanisme dans lequel s’insère le vérin rotatif,

est une machine automatisée qui permet la sérigraphie

monochrome (un tampon). L’automatisme à un cycle qui

peut se décomposer en quatre étapes:

- Encrage du tampon (Vérin simple effet)

- Orientation du tampon face à la pièce : Vérin simple

effet horizontal (Vérin rotatif)

- Sérigraphie de la pièce (Vérin simple effet)

- Retour en position du tampon face au bac d’encrage :

Vérin simple effet vertical (Vérin rotatif)

Cet automatisme est représenté ci-contre après la

deuxième étape : Tampon face à la pièce.

Bac d'encrage

Pièce à

sérigraphier

Vérin simple effet

Tampon encreur

Plateau rotatif

Vérin rotatif

Présentation du système étudié.

Le système étudié se limite au vérin rotatif, qui assure l’orientation du tampon. Le fonctionnement

de ce vérin rotatif amorti est décrit par l’analyse descendante ci-dessous.

Diagramme SADT de 1ier

niveau

Orienter le plateau

rotatif

Plateau en

position

initiale

Energie pneumatique

Vérin rotatif amorti

Plateau en

position

finale

Diagramme SADT de 2ième

niveau

Déplacer

le piston

Transformer la

translation du

piston en rotation

Vérin double

effet amorti

Energie pneumatique

Système pignon

crémaillère

Plateau en

position

initiale

Plateau en

position

finale

On donne également la documentation technique ci-dessous

- Document DT1 : Dessin d’ensemble du vérin simple effet amorti

- Document DT2 : Nomenclature du vérin simple effet amorti

- Document DT3 : Extraits de tolérances ISO pour arbres et alésages.

- Document DT4 : Ajustements Usuels.

- Document DT5 : Eléments d’assemblage normalisés.

- Document DT6 : Symbolisation des éléments chimiques et aide à la désignation des aciers

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TRAVAIL DEMANDE

1- Etude cinématique

1.1- Donner l’ensemble des pièces de la classe d’équivalence en liaison glissière avec le bâti.

1.2- Donner l’ensemble des pièces de la classe d’équivalence en liaison pivot avec le bâti.

1.3- Après l’avoir mesuré sur le dessin d’ensemble (document DT1), donner la course du piston.

(On remarquera que sur ce dessin le piston est représenté dans une position intermédiaire).

1.4- Le pas de la crémaillère est de 5,5 mm (pas = distance entre deux dents de la crémaillère).

L’arbre de sortie à 16 dents. En déduire la course angulaire du vérin rotatif. (Course angulaire = angle de

rotation de l’arbre de sortie).

1.5- Le vérin rotatif a-t-il été correctement choisi ? Justifier la réponse.

2- Etude de l’amortissement

2.1- Le document DR1 montre la position des pièces du mécanisme lors de deux phases :

- Schéma 1 : Début du déplacement de la tige du vérin vers la droite

- Schéma 2 : Fin du déplacement de la tige du vérin vers la gauche

Indiquer, par des flèches rouges sur ces deux schémas, les différents parcours possibles pour l’air

comprimé ; De l’alimentation à la chambre A sur le schéma 1 ; Et de la chambre A à l’échappement sur le

schéma 2.

2.2- Quelle est la fonction des pièces 4 et 5 ?

2.3- Quelle est la fonction des pièces 17,18 et 19 ?

2.4- Pourquoi le mouvement du vérin est-il ralenti uniquement en fin de course ?

2.5- Quelle est la fonction de l’orifice arrière ? (Voir schéma 1 document DR1)

3- Etude des ajustements

Pour cette partie on s’aidera des documents DT3 et DT4.

3.1- On donne sur le schéma 2 du document réponse DR1 l’ajustement entre la culasse 1 et le

boîtier d’extrémité 3. Donner les cotes tolérancées de la culasse et du boîtier d’extrémité, puis calculer les

jeux minimum et maximum de cet ajustement.

3.2- Donner sur le document DR1 les ajustements normalisés ISO/AFNOR entre les pièces 8&12

(∅24) , 9&8 (∅32) et 7&9 (∅50) .

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4- Graphe d’assemblage

Réaliser sur le document réponse DR2 le graphe d’assemblage du vérin rotatif.

5- Justification du choix des matériaux

Pour cette partie on s’aidera du document DT6 et de la nomenclature : document DT2.

5.1- Donner le type de matériau de la bague de guidage 8 ainsi que la signification de la désignation

normalisée de ce matériau. Puis justifier le choix de ce type de matériau.

5.2- Donner le type de matériau du boîtier central 9 ainsi que la signification de la désignation

normalisée de ce matériau. Puis justifier le choix de ce type de matériau.

5.3- Donner le type de matériau de la tige crémaillère 12 ainsi que la signification de la désignation

normalisée de ce matériau. Puis justifier le choix de ce type de matériau.

6- Etude de l’implantation du vérin rotatif

Pour cette partie on s’aidera du document DT5.

L’implantation du vérin rotatif est en partie décrit sur les documents réponse DR3 et DR4.

Cette implantation du vérin dans le mécanisme est réalisée par :

- L’encastrement du bâti du vérin sur le support de la machine à sérigraphier.

- L’encastrement du plateau rotatif sur l’arbre de sortie du vérin rotatif. Cet encastrement est

réalisé indirectement par le moyeu qui est encastré sur l’arbre de sortie et qui reçoit en liaison

complète le plateau rotatif.

6.1- Décrire la solution constructive de l’encastrement du bâti du vérin rotatif sur le support de la

machine à serigraphier. Puis colorier en rouge sur le document réponse DR3, les surfaces fonctionnelles

des différentes pièces de cette liaison encastrement.

6.2- L’encastrement du moyeu sur l’arbre de sortie du vérin rotatif est à définir, il est réalisé par

clavetage. Le maintien en position est réalisé par une vis CHC M8 non représentée sur le document DR3.

L’encastrement du plateau sur le moyeu est à définir. Le maintien en position est réalisé par quatre

vis CHC M8 passant au travers du plateau rotatif par quatre trous oblong. Ceci permet de régler la

position angulaire du plateau par rapport à l’arbre de sortie du vérin rotatif.

Concevoir et dessiner sur le document réponse DR4 ces deux liaisons encastrement. On définira

également les formes du moyeu usiné dans un cylindre de diamètre extérieur : ∅51 mm.

25 8 Ecrou HFR M8 ISO 7042

24 8 Goujon M8-105,bm10 NF E 27-135

23 1 Arbre de sortie 10 Ni Cr 5-4

22 2 Anneau élastique extérieur ∅20 NF E 22-163

21 2 Anneau élastique intérieur ∅42 NF E 22-165

20 2 Roulement à bille 6004

19 2 Vis de clapet C 40

18 2 Ressort de clapet C 60

17 2 Bille C 40

16 2 Joint torique ∅10x1,78

15 2 Piston d’amortissement 55 Si 7

14 2 Joint de piston

13 2 Piston principal 55 Si 7

12 1 Tige crémaillère 41 Cr Al Mo 7-10

11 1 Vis HC TL M10-25 ISO 7435

10 1 Ecrou Hm M10 ISO 4035

9 1 Boîtier central EN-AC AlSi7Mg

8 1 Bague de guidage Cu Al 10 Fe 2

7 2 Tube E 295

6 4 Joint torique ∅50x2,62

5 2 Pointeau C 40

4 2 Joint torique ∅5x1,78

3 2 Boîtier d’extrémité EN-AC AlSi7Mg

2 2 Joint torique ∅60x2,62

1 2 Culasse EN-AC AlSi7Mg

Rep. Qté Désignation Matière Observations

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NOMENCLATURE DU Document DT2

VERIN ROTATIF AMORTI 29-09-2004

Document DT3

Extraits de tolérance ISO pour arbres et alésages

Dimensions nominales en mm Ecarts supérieurs et inférieurs en µm

Alésages Arbres

Document DT4

Ajustements usuels avec un alésage H

En noir cas les plus fréquents , en gris cas moins fréquents

Document DT5

Eléments d’assemblage normalisés Vis cylindriques hexagonales creuses

Rondelles plates

Clavettes

Document DT6

Symbolisation des éléments chimiques

Eléments Chimiques Symbole Chimique Facteur n

Aluminium Al 10

Béryllium Be 10

Bore B 1000

Cadmium Cd -

Chrome Cr 4

Cobalt Co 4

Cuivre Cu 10

Etain Sn

Fer Fe -

Lithium Li -

Magnésium Mg -

Manganèse Mn 4

Molybdène Mo 10

Nickel Ni 4

Phosphore P 100

Plomb Pb 10

Silicium Si 4

Soufre S 100

Titane Ti 10

Tungstène W 4

Vanadium V 10

Zinc Zn -

n = facteurs multiplicatifs des pourcentages en éléments d’addition dans la

désignation des aciers faiblement alliés

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G r a p h e d ' a s s e m b l a g e d u v é r i n r o t a t i fD o c u m e n t D R 2