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21 1 ا لصفحة االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا ا لدورة اال تسددراية 2017 - الموضوع - RS 44 علوم المهندس )العلوم الرياضية (ب المادة الشعبة أو ا لمسلك مدة اإلنجاز المعامل 3 3 كز الوطني للتقويم واالمتحانات والتوجيه المر Constitution de l’épreuve Volet 1 : Présentation de l’épreuve page 1. Volet 2 : Présentation du système page 2. Volet 3 : Substrat du sujet pages 2, 3, 4, 5. Documents réponses D.Rep pages 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15. Documents ressources D.Res pages, 16,17, 18, 19, 20, 21. Volet 1 : Présentation de l’épreuve Système à étudier : Encartonneuse Durée de l’épreuve : 3 h. Coefficient : 3. Moyens de calcul autorisés : Calculatrices scientifiques non programmables. Documents autorisés : Aucun.  Vérifier que vous disposez bien de tous les documents (1/21 à 21/21)  Faire une lecture attentive afin de vous imprégner du sujet.  Rédiger les réponses aux questions posées sur les documents réponses D.Rep prévus. NB : Tous les documents réponses D.Rep sont à rendre obligatoirement. 21 2 االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا - الدورة اال تستدرايية 2017 – الموضوع - مادة علوم المهندس - )العلوم الرياضية (ب RS 44 الصفحة 21 Volet 2 : Présentation du système : L’emballage des produits manufacturés est de plus en plus souvent réalisé par des entreprises spécialisées dans le conditionnement. Une entreprise qui fabrique du papier destiné à l’impression possède une unité de production incluant un système de conditionnement des rames. Ce dernier permet d’emballer des cartons pour faciliter leur distribution. L’étude concerne l’encartonneuse de cette unité. Elle réalise l'encartonnage des rames parallélépipédiques, de dimensions variables, dans des cartons de tailles adaptées. Le schéma blocs ci-dessous décrit le contexte de cette encartonneuse. Schéma blocs : Volet 3 : Substrat du sujet Constituants du système (voir D.Res 1 et D.Res 2) Le système est principalement composé de :  Un Poste d’amenage constitué d’un convoyeur entraîné par un moteur + réducteur par l’intermédiaire de deux pignons et une chaîne.  Poste de groupement constitué de :  Un vérin A à deux capteurs de position ILS, muni d'un empileur ;  Deux flasques mobiles retenant la rangée précédente de cinq rames lors de la descente du vérin A servant à former une pile de trois rangées. Ligne de mise en rames 21 3 االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا - الدورة اال تستدرايية 2017 – الموضوع - مادة علوم المهندس - )العلوم الرياضية (ب RS 44 الصفحة 21  Poste d’encaissage constitué d’un vérin B, à deux capteurs de position ILS, muni d’un pousseur.  Poste de retournement constitué de :  une équerre ;  un motoréducteur ;  un pignon + secteur dentée ;  un variateur de vitesse.  Un automate programmable industriel (API). Fonctionnement : Les rames arrivent par un convoyeur, sont ensuite empilées pour être encaissées par pile dans un carton préalablement préparé par l’opérateur. (Voir l’actigramme A-0 et la description donnés aux documents D.res 1 et D.res2). Description d’un cycle de fonctionnement :  La présence du carton mis en position par l’opérateur est détectée par le capteur barrage P ; l'opérateur donne ensuite l’ordre de démarrage du convoyeur par l’appui sur le bouton départ cycle (dcy).  Le capteur de groupement G détecte la présence d’une rangée de rames, ce qui provoque son transfert par le vérin A. Cette rangée sera retenue par les flasques mobiles et l’opération se répète jusqu'à l'obtention d'une pile.  La détection de la pile par le capteur reflex R donne l'ordre de son encaissement dans le carton grâce au vérin B.  Le retournement du carton se fait par le poste de retournement. Situation d’évaluation 1 Dans le but d’appréhender le système étudié et d’identifier ses différents composants, vous êtes invités à faire une analyse fonctionnelle en utilisant les outils nécessaires. Tâche n°1 : Identification des fonctions de service. A partir de la présentation du système et des documents ressources : D.Res 1, D.Res 2 et D.Res 3. Répondre sur D.Rep 1 et D.Rep 2 Q.1. Compléter le diagramme bête à cornes. 0,75 pt Q.2. Compléter le diagramme des interactions ainsi que le tableau des fonctions de service. 1,75 pt Tâche n°2 : Analyse fonctionnelle interne. A partir de la présentation du système et des documents ressource : D.Res 1, D.Res 2 et D.Res 3. Répondre sur D.Rep 2 ; D.Rep 3 et D.Rep 4. Q.3. Compléter le diagramme FAST partiel de la fonction technique FT4 « Retourner ». 1,25 pt Q.4. Compléter le diagramme A0. 3,5 pts Q.5. Compléter la chaîne fonctionnelle du système. 2 pts 21 4 االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا - الدورة اال تستدرايية 2017 – الموضوع - مادة علوم المهندس - )العلوم الرياضية (ب RS 44 الصفحة 21 Situation d’évaluation 2 Le tapis du convoyeur ; reposant sur un support métallique ; est entrainé par un jeu de deux tambours dont l’un est actionné par un ensemble moteur + réducteur et pignons-chaîne. Dans le but de garantir le bon fonctionnement des différents éléments, l’équipe chargée de vérifier les performances du poste d’amenage et de revoir quelques solutions technologiques utilisées, sollicite votre aide à travers les tâches suivantes. Tâche n°1 : Lecture du dessin du réducteur. A partir du document ressources D.Res 4, répondre aux questions suivantes sur D.Rep 5 et D.Rep 6. Q.6. Compléter les classes d’équivalence (Exclure les roulements, les entretoises, les clavettes, les joints, les vis, les écrous, les rondelles et les bagues). 2 pts Q.7. Compléter le schéma cinématique du réducteur. 1,5 pt Q.8. L’arbre 11 est guidé en rotation par les roulements 12 et 12’ : a) Indiquer sur le schéma les obstacles axiaux par des petits rectangles pleins. 0,5 pt b) Pour ce montage, préciser les types d’ajustement. 0,5 pt Q.9. Compléter le tableau, par les éléments de mise et de maintien en position. 2 pts Q.10. L’arbre 11 est représenté en vue de face ; on vous demande de dessiner : a) La section sortie A-A ; 0,5 pt b) la section rabattue B-B. 0,75 pt Tâche n°2 : Etude du convoyeur. En vous aidant des documents ressources D.Res 3 et D.Res 4, répondre aux questions suivantes sur D.Rep 7 et D.Rep 8 : Q.11. Calculer la vitesse angulaire ωt en rad/s et en déduire Nt en tr/min. 0,5 pt Q.12. En estimant que la force nécessaire pour entraîner le tapis convoyeur en charge est Ft = 250 daN ; calculer le couple nécessaire Ct à l’entrée du tambour moteur en Nm. 0,5 pt Q.13. Calculer la puissance utile Put au niveau du tambour en Kw. 0,5 pt Q.14. Pour la suite des calculs on prendra : ωt = 2,5 rad/s et Put = 625 W On vous demande de calculer : a. La puissance nécessaire fournie à la sortie du réducteur Pr en Kw. 0,5 pt b. le rapport de transmission k1 du réducteur à engrenages. 0,5 pt c. la vitesse de rotation du moteur Nm en tr/min. 0,5 pt d. La puissance utile du moteur Pm en Kw. 0,5 pt Q.15. Proposer une autre solution technologique pouvant réaliser la même fonction que le système pignons-chaîne. Préciser trois de ses avantages. 1pt 21 5 االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا - الدورة اال تستدرايية 2017 – الموضوع - مادة علوم المهندس - )العلوم الرياضية (ب RS 44 الصفحة 21 Situation d’évaluation 3 Le système est livré avec un document constructeur refermant les plans et les schémas d’installation. Pour un bon usage et pour faciliter la maintenance, vous êtes amenés à faire la lecture de ce document à travers les tâches suivantes : Tâche n°1 : Etude du schéma électrique du convoyeur. A partir du document D.Res 5, sur D.Rep 8 répondre aux questions suivantes : Q.16. Quel couplage doit-on choisir ? 0,25 pt Q.17. Quelle est alors l'intensité du courant nominale In dans le moteur M ? 0,25 pt Q.18. Donner la vitesse de synchronisme Ns en tr/min et calculer le glissement g en %. 0,5 pt Q.19. Donner l’équation logique de KM ? 0,5 pt Q.20. Préciser le rôle de chacune des lampes de signalisation en complétant le tableau donné. 1,5 pt Q.21. Quel est le rôle du bouton S0 ? 0,25 pt Tâche n°2 : Dimensionnement du vérin A et étude du schéma du circuit pneumatique. Sur D.Res 6, on donne les schémas de puissance et de commande du circuit pneumatique. On vous demande de répondre sur D.Rep 8, D.Rep 9 et D.Rep 10 aux questions ci-dessous : Q.22. On suppose que l’effort de poussée Fp est de 200 daN, calculer le diamètre minimale Dmin du vérin A sachant que la pression du réseau est de 6 bars. 0,5 pt Q.23. On prendra un vérin de caractéristiques : D = 66 mm et d= 20 mm. Calculer l'effort d’attraction Fa du vérin A. 0,5 pt Q.24. Que se passe-t-il si on alimente dans un essai à vide les deux chambres de ce vérin en même temps ? 0,25 pt Q.25. Compléter le schéma du circuit de puissance pneumatique en position sortie du vérin A en : uploads/s1/ examens-national-2bac-sci-genieur-smb-2017-r-pdf.pdf

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• Publié le Mai 05, 2021
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• Langue French
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