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DOSSIER TRAVAIL DEMANDE Ce dossier comporte 6 pages et le travail demandé est c

DOSSIER TRAVAIL DEMANDE Ce dossier comporte 6 pages et le travail demandé est constitué de 5 parties. Il est conseillé de consacrer à chacune des parties la durée suivante : Lecture du dossier technique et du sujet………………………………………. 0 h 30 1ère Partie : Analyse du fonctionnement………………………………………. 1 h 15 pages 1/6 et 2/6 2ème Partie : Validation du servomoteur d’entraînement …………………… 1 h 15 page 3/6 3ème Partie : Vérification des caractéristiques des ressorts ………………….. 0 h 45 page 4/6 4ème Partie : Etude d’une solution constructive ………………………………… 1 h 30 page 5/6 5ème Partie : Vérification de la résistance mécanique du levier ………………. 0 h 45 page 5/6 et 6/6 1ECABME1 - Baccalauréat technologique STI GM a et b – Etude des constructions – 2001 Les réponses à l’ensemble des questions sont à traiter sur feuille de copie sauf pour les questions où il est précisé « Répondre sur document réponse …. ». 1ière Partie : ANALYSE DU FONCTIONNEMENT 1.1. Etude de la fonction technique FT 21  Obtenir un effort presseur (voir DT4 et schéma cinématique sur DT3) L’entraînement de la barre par les roues d’entraînement 3 est réalisé par adhérence, ceci implique d’exercer un effort presseur sur la roue d’entraînement supérieure. Le vérin 23 par l’intermédiaire du coulisseau 15, guidé en translation dans le bâti 1, assure cet effort. Le jeu radial existant entre les roues dentées 25 et 38 permet le déplacement nécessaire de la roue d’entraînement supérieure 3 pour assurer le contact avec la barre. Toutefois ce déplacement reste faible car les barres et les roues 3 sont calibrées. 1.1.1 ) Préciser le type de liaison entre le coulisseau 15 et le bâti 1. 1.1.2 ) Décrire en quelques phrases concises la solution constructive utilisée pour réaliser cette liaison. 1.2. Etude de la fonction technique FT 22  Entraîner une barre  (voir DT3, DT4). 1.2.1 ) Donner le repère des roues et pignons qui assurent la transmission de mouvement de rotation de l’axe de sortie du servomoteur 69 aux roues d’entraînement 3 sous la forme : Servomoteur 69 58 3 3 Roue supérieure Roue inférieure Etude de la liaison entre l’arbre moteur 54 et le bâti 1 (voir DT4, DT5, DT8). Pour entraîner les roues 3 en rotation, l’arbre de sortie du servomoteur 69 doit être lié à l’arbre moteur 54. L’organe permettant la liaison entre l’arbre de sortie du servomoteur 69 et l’arbre moteur 54 est un accouplement à dentures bombées BOWEX réalisé par l’ensemble des pièces (65,66,73). 1.2.2 ) La liaison entre le servomoteur 69 et l’entretoise d’adaptation du moteur 71 est une liaison encastrement. Préciser de quelle manière est assurée la mise en position de ces deux pièces puis indiquer les composants qui permettent leur maintien en position. 1.2.3 ) La réalisation des liaisons 71 / 51 et 51 / 1 est identique à celle étudiée à la question 1.2.2. Préciser les défauts engendrés par cette succession de liaisons quant à la position de l’arbre de sortie du servomoteur 69 par rapport à l’arbre moteur 54. Montrer que la solution adoptée permet un fonctionnement correct. Pour assurer un guidage correct de l’arbre moteur 54 par rapport au bâti 1, le concepteur a placé deux roulements à billes 53 et 61. 1ECABME1 - Baccalauréat technologique STI GM a et b – Etude des constructions – 2001 Page 1/6 1.2.4 ) Donner le nom de la liaison réalisée par ce montage . 1.2.5 ) Préciser quelles sont les bagues qui sont montées serrées. Justifier votre réponse. 1.2.6 ) Compléter, sur feuille de copie, le graphe de montage de l’ensemble des pièces ( 51 à 63) dans le bâti 1, qui assurent la liaison entre l’arbre moteur et le bâti (voir DT5). 1.2.7 ) Classer les diamètres indiqués sur DT5 (A, B, C, D) par ordre décroissant. Etude de la roue libre 34 (voir DT4). Sur chaque arbre 4, une roue libre 34 empêche l’inversion du sens de rotation produit par le choc de la barre sur la butée. DESSIN PARTIEL DE LA ROUE LIBRE Ressort enlevé Poussoir enlevé Nous allons vérifier qu’il y a impossibilité de mouvement dans un sens . Données d’étude : Le problème se ramène à un problème plan (plan de symétrie) L’effort exercé par le ressort est négligeable devant l’intensité des autres efforts. Le facteur de frottement aux points A et B est identique et il est égal à 0,12 Répondre aux deux questions suivantes sur document DR1. 1.2.8 ) En appliquant graphiquement le principe fondamental de la statique au rouleau, démontrer que son équilibre est possible et justifier le non glissement en A et B. (Sur le document DR1, les cônes de frottement aux points A et B sont tracés) 1.2.9 ) L’équilibre du rouleau est possible quel que soit le couple transmis. Quel est le phénomène mis en jeu ? 1ECABME1 - Baccalauréat technologique STI GM a et b – Etude des constructions – 2001 Page 2/6 60 61 54 2ème Partie : VALIDATION DU SERVO-MOTEUR D’ENTRAINEMENT 69 Caractéristiques du Servomoteur d’entraînement : SIEMENS 1 FT 5104-OAA01-2 Couple nominal = 27 N.m Fréquence de rotation = 1500 tr/min Puissance = 4,3 kW Données : La longueur des lopins à découper peut varier de 15 à 120 mm. Rendement global de la chaîne cinématique :  = 0,85 Le diamètre des roues d’entraînement 3, au point de roulement sans glissement sur la barre, est égal à 272 mm. Le facteur de frottement roue/barre est égal à 0,2 . Pignon 58 : Z58 = 17 dents m = 6 mm Roue 38 : Z38 = 52 dents m = 6 mm Roue 41 : Z41 = 62 dents m = 6 mm Roue 25 : Z25 = 52 dents m = 6 mm Pignon 49 : Z49 = 19 dents m = 6 mm Une étude préliminaire a montré que pour respecter la cadence de cisaillage ceci dans le cas le plus défavorable, la composante tangentielle de l’effort d’une roue 3 sur la barre est de 675 N pour une vitesse de barre de 2 m.s-1. On se place dans ces conditions pour les questions suivantes : 2.1 ) Calculer la puissance transmise à la barre par une roue 3. 2.2 ) Sachant que les deux roues sont motrices, calculer la puissance transmises par les deux roues à la barre. 2.3 ) En déduire la puissance que doit développer le moteur 69. 2.4 ) Calculer le rapport de réduction du train d’engrenages entre une roue 3 et l’arbre du servomoteur 69. 2.5 ) Déterminer la vitesse de rotation du servomoteur 69 en rad/s (en supposant qu’il n’y pas glissement entre les roues 3 et la barre à entraîner). En déduire la vitesse de rotation du moteur en tr/min. 2.6 ) Conclure en fonction des caractéristiques du servomoteur 69. 1ECABME1 - Baccalauréat technologique STI GM a et b – Etude des constructions – 2001 Page 3/6 3ème Partie : CHOIX D’UN RESSORT POUR ASSURER LA DETECTION DE LA BARRE Lorsqu’il n’y a pas de barre, le galet 89, rappelé par les ressorts 90, est en position basse. Le levier 93 est en butée basse grâce à l’ensemble (87, 88). A l’arrivée d’une nouvelle barre, le sous-ensemble (galet 89, codeur 100 ) risque de rebondir. Les ressorts 90 servent à limiter ce phénomène. Cette étude vise à valider les caractéristiques des ressorts afin de limiter ce rebondissement. Données de l’étude : - Le poids de chaque pièce est négligeable devant l’intensité des autres actions mécaniques. - Le problème, par symétrie du système, est un problème plan. - Les liaisons sont considérées comme parfaites (sans jeu et sans frottement ). - Le couple résistant du capteur est négligeable. Coordonnées des points : T , L , M , N , Q repérés sur DT4 et DR2. 0 70 133 223 118 0 0 -174 0 131 0 0 0 0 0 Répondre sur document DR2 3.1 ) ETUDE DE L’EQUILIBRE D’UN RESSORT 90 ( voir DR2 ) En isolant un ressort, préciser quelle est la droite support de l’effort exercé par le levier 93 sur ce ressort 90. ETUDE DE L’EQUILIBRE DU LEVIER 93. Donnée : - Une étude préliminaire a permis de déterminer le glisseur résultant au point T : 0 0 T 110/93 = 150 N 0 0 0 T (x, y, z) 3.2 ) En appliquant le principe fondamental de la statique, déterminer entièrement T90/93 (Résultante de l’action des deux ressorts). 3.3 ) En déduire l’effort fourni par un ressort. Une étude par logiciel, nous donne, sur DR2, le graphe des rebonds du galet. Il permet de déterminer la raideur adaptée d’un ressort. Les rebonds ne doivent pas dépasser une amplitude de 1° au delà d’une durée de 0,35 s ceci afin d’obtenir une détection correcte de la barre. 3.4 ) Déterminer la raideur minimale de chaque ressort en réalisant le tracé sur le graphe sur DR2. 3.5 ) Calculer la longueur libre d’un ressort Lo. F=k (L-Lo) La longueur en charge L est égale à 140 mm. Prendre uploads/s1/ dossier-travail-demande.pdf