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Dossier technique BARRIERE LEVANTE Page 1 / 6 Lycée A.TLILI KSAR-Gafsa D e v o

Dossier technique BARRIERE LEVANTE Page 1 / 6 Lycée A.TLILI KSAR-Gafsa D e v o i r d e c o n t r ô l e N ° 3 . SECTION : SCIENCES TECHNIQUES Date : 20 Avril 2012 EPREUVE : TECHNOLOGIE DURÉE : 4 heures COEFFICIENT : 3 Constitution du sujet : Un dossier technique : pages 1/6 – 2/6 – 3/6 – 4/6 – 5/6 et 6/6 Des feuilles réponses : pages 1/8 – 2/8 – 3/8 – 4/8 – 5/8 – 6/8 – 7/8 et 8/8. Observation : Aucune documentation n’est autorisée. L’utilisation de la calculatrice est permise. 1 Présentation fonctionnelle de la barrière levante : Les barrières levantes sont conçues pour barrer en toute sécurité le passage aux véhicules. Les barrières levantes s’intègrent à un environnement humain et physique. Fonction principale : FP1 : Ouvrir ou fermer l’accès du parking aux voitures. Fonctions contraintes : FC1 : Ne pas mettre en danger les piétons. FC2 : Pouvoir être commandée par le chauffeur. FC3 : Etre accessible pour la maintenance. FC4 : Etre adaptable à l’architecture du parking. Figure 1 : Diagramme des interacteurs d’une barrière levante. Dossier technique BARRIERE LEVANTE Page 2 / 6 2 Extrait du cahier des charges fonctionnel : Les performances sont définies par le cahier des charges dont il a été extrait les données ci- dessous. Fonctions Critères Niveaux Flexibilité FP1 : Ouvrir ou fermer l’accès du parking aux voitures. Temps d’ouverture to to < 3 s Aucune Temps de fermeture tf tf < 3 s Aucune FC1 : Ne pas mettre en danger les piétons. Effort maximum de la lisse sur le piéton 150 N Aucune Figure 2 : Tableau récapitulatif du cahier des charges fonctionnel 3 Fonctionnement de la barrière levante : 3.1 Configuration : Le contrôle des entrées et sorties du parking s’effectue depuis un poste de garde à l'aide de boutons de commande ou bien par badge électronique ou télécommande. Pour simplifier son fonctionnement, la barrière est équipée d’une boucle de détection assurant sa fermeture automatique dans les deux sens de passage. 3.2- Composants de la barrière : 2 1 3 6 8 5 4 7 8 Socle 7 Mâchoire 6 Embase de fixation 5 Carte électronique 4 Groupe mécanique 3 porte 2 Couvercle 1 Carrosserie Dossier technique BARRIERE LEVANTE Page 3 / 6 3.3- Composants du groupe mécanique: 3.3.1 Schéma bloc de la chaîne d’énergie : 3.3.2- Plaque signalétique du moteur asynchrone triphasé Mt: Les caractéristiques nominales du moteur asynchrone triphasé Mt sont représentées sur la plaque signalétique suivante : Moteur électrique Poulie- courroie Réducteur Roue/vis Limiteur de couple Bielle Bras de commande Lisse Réducteur à Roue et vis sans fin Carrosserie Crochet ressort haut Bras de commande Ressort d’équilibrage Bielle Moteur Courroie Bras Limiteur de couple Came de fin course Bras Bielle Lisse Bras de commande Axe de la lisse Code : T62 IP 55 T°=95°C 25KG V A Tr/mn Hz cosφ  220 11 1455 50 80% Y 380 6.4 Le moteur est alimenté par un réseau triphasé 50 Hz, 220/380 V Dossier technique BARRIERE LEVANTE Page 4 / 6 3.3.3 Schéma cinématique du groupe mécanique : 4- détection des véhicules : 4-1 principe : Le capteur est une boucle conductrice implantée dans la chaussée, formée de spires rectangulaires dont la taille est de l'ordre du mètre. Cette boucle fait partie d'un circuit électronique oscillant dont la fréquence est fonction de son inductance. En présence d'un véhicule, l'environnement électromagnétique de la boucle est perturbé à cause des courants de Foucault induits dans les parties métalliques du véhicule. L'inductance du circuit est alors modifiée et la détection de la variation de fréquence des oscillations permet d'en déduire la présence du véhicule. 4-2 détecteur de la variation de fréquence : L’oscillateur délivre la tension Vo qu’on applique à l’entrée du circuit de détection de la variation de la fréquence. Ci-dessous le montage du détecteur : Dossier technique BARRIERE LEVANTE Page 5 / 6 5- Commande de la barrière : 5-1- Fonctionnement de la barrière : Le fonctionnement de la barrière est décrit par le GRAFCET PC suivant : 6- Tableau des caractéristiques des différents éléments de la chaîne d’énergie. Description Caractéristiques Valeurs un moteur asynchrone triphasé Mt (voir caractéristiques page5) Tension d’alimentation U =220V . /380V Système poulie-courroie Un réducteur Roue et vis Rapport de réduction Rendement Rpc = fonction des poulies ηpc = 0.78 Rapport de réduction Rendement Rred = fonction de la roue et de la vis sans fin ηred = 0.5 Un bras de commande Débattement angulaire bc = 90° Un limiteur de couple Effort maximum de la lisse sur l’obstacle. 150 N 1 2 3 KM1 Fch T1/2/20s KM2 4 KA T2=2s Fcb + S2 t2/4/2s IH.BM + S2 0 KA T1=20s S3 5-2- API TSX3721 : Le système est commandé par un API 3721, dont les tables d’affectation sont : Entrées Sorties Système API Système API IH %I1.0 KM1 %Q2.0 S2 %I1.1 KA %Q2.1 S3 %I1.2 KM2 %Q2.2 BM %I1.3 T1 %TM1 Fch %I1.4 T2 %TM2 Fcb %I1.5 Fin du temps écoulé par T1 %TM1.q Fin du temps écoulé par T2 %TM2.q VO V’O VI VD V1 V3 V2 VS F1 F3 F2 F5 F4 F6 αR (1-α)R Dossier technique BARRIERE LEVANTE Page 6 / 6 Dossier réponse BARRIERE LEVANTE D’UN PARKING Page1/4 A- Partie Mécanique 1°) Analyse fonctionnelle de la barrière : /2 pt La fonction principale FP1 « ouvrir ou fermer l’accès de parking » est assurée par plusieurs fonctions techniques notées FT. On demande de compléter le FAST partiel ci-dessous relative à la fonction principale FP1en indiquant la solution technologique. 2- Analyse de mouvement de la barrière : /0.75pt Liaison Nom de la liaison Mobilités TX TY TZ RX RY RZ Bras de commande / carrosserie Bielle / Bras de commande Bras/ carrosserie Légende : "T" désigne la translation "R" désigne la rotation En se référant au schéma cinématique du groupe mécanique de la barrière levante : a- Préciser par un "0" les mobilités bloquées et par "1" les mobilités permises par la liaison. b- Indiquer le nom de liaison Lisse en position horizontale Bras Figure 1 Bras de commande Carrosserie Bielle Y Z X A B C D FP1 : Ouvrir ou fermer l’accès du parking aux voitures. FT11 : Guider la lisse FT12 : Actionner la lisse FT13 : Détecter l’état de la lisse FT121 : Générer l’énergie mécanique FT122 : Transmettre et réduire l’énergie mécanique FT123 : transmettre l’énergie mécanique à la lisse ……………….. . ………………. ………………. ………………... ......................... ……………….. . Solution technologique FT14 : Permettre de rompre la chaîne d’énergie à l’instant ou la lisse bute sur un obstacle DEVOIR DE CONTRÔLE N°3 NOM :……………………………………………………….Prénom :…………………………………………………….………………….N° :…… ……….. Ministère de l’éducation Délégation régionale de Gafsa  Lycée Ahmed Tlili El Ksar Partie : Génie mécanique Date : 26-04-2013 Classe : 4 ème Sc. Techniques 2 Dossier réponse BARRIERE LEVANTE Page2/4 3-Etude de la transmission de la barrière levante / 4.25 pts On considère la fréquence de rotation du moteur est constante pendant l’ouverture de la barrière (durée de mise en mouvement est négligeable). On souhaite vérifier que la fréquence de rotation du moteur est compatible avec le cahier de charges. (Voir dossier technique) A : {1; 5; 7; 10; 19; 21; 22} 3-1 Calculer le rapport de réduction r14-8 de la transmission par poulie-courroie. ………………………………………………………………………………………………..…..……….... …………………………………………………………………………….………………………………… 3-2 Calculer le rapport de réduction global rg de la chaîne cinématique du moteur au bras. ……………………………………………………………………..……………………………………….. ………………………………………………………………………………………..…………………….. 3-3 En déduire la vitesse de rotation du bras Nb. …………………………………………………………………………………………………..………….. …………………………………………………………………………………………..………………….. 3-4 Calculer le temps nécessaire pour une rotation de 90° du bras t en s. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………..……………………………………………. 3-5 Le moteur peut-il satisfaire le cahier des charges en ce qui concerne la durée d’ouverture de la barrière ? Justifier. …………………………………………………………………………………………….………………… 4- sachant que la vitesse du bras est Nb = 10 tr/min et AB = 90 mm / 3 pts - Calculer la vitesse linéaire ||VBbars/bati|| en m/s ……………………………………………… ……………………………………………… ……………………………………………… - Représenter à l’échelle la vitesse ||VBbars/bati|| au point B sur le schéma ci-contre - Déterminer graphiquement la vitesse ||VCbielle/bati|| en m/s MOTEUR B-B 6 2 A 8 14 ||VCbielle/bati||= ………………. Echelle : 1mm 0,003 m/s Dossier réponse BARRIERE LEVANTE Page3/4 5- Cotation fonctionnelle / 2 pts - Tracer la chaine de cotes installant la condition B - Calculer la cote A21 relative au Boîtier (21). On donne A= 0,3 0,8 1   et A18 =  0 0,12 19 et A25 =  0 0,21 1 ,6 …………………………………………………………………………………………...…………………. ………………………………………………………………………………………………………...……. ………………………………………………………………………… 6 Etude de la résistance de la lisse à la flexion : / 4 pts La lisse est un tube carré encastré à son extrémité soumis à l’action d’un obstacle. Il est sollicité à la flexion plane simple comme le montre le modèle ci – contre : On donne : 1- Chercher la variation du moment fléchissant puis tracer le diagramme. 2- Calculer la valeur minimale du module de flexion IGZ/v. A21 = ………………………. || Fob || = || RA || = 150N et || MA uploads/s1/ devoir-de-controle-n03-genie-mecanique-barriere-automatique-bac-technique-2011-2012-mr-bakini-noomen.pdf