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CPE4ECP - Session 2000 BTS CPI Juin 2000 - Métropole Palan Eurochain VL5 CORRIG

CPE4ECP - Session 2000 BTS CPI Juin 2000 - Métropole Palan Eurochain VL5 CORRIGES Sous – épreuve U 41 Sous-épreuve : U41 -CORRIGES- Page : 1 CPE4ECP - Session 2000 ARBRE FONCTIONNEL OU FAST suspendre le palan Ft1 carter + crochet fixe ou chariot mobile supporter la charge Ft21 crochet + chaîne entraîner la chaîne Ft22 noix déplacer la charge lever ou descendre la charge Ft2 stocker la chaîne Ft23 bac CREER LE COUPLE Ft241 MOTEUR ELECTRIQUE CONVERTIR L’ENERGIE Ft24 ADAPTER LE COUPLE Ft242 REDUCTEUR protéger l’utilisateur et le palan Ft3 limiteur immobiliser la charge Ft4 frein à disque commander le palan Ft5 coffret électrique + boîtier de commande Sous-épreuve : U41 -CORRIGES- Page : 2 CPE4ECP - Session 2000 DIAGRAMME DE FLUX DE MOMENTS Sous-épreuve : U41 -CORRIGES- Page : 3 CPE4ECP - Session 2000 SCHEMA CINEMATIQUE CARTER Sous-épreuve : U41 -CORRIGES- Page : 4 CPE4ECP - Session 2000 1-4 ω36 - ω17 Z 20 Z 19 i 36/20 = = (-1)1 avec ω36 = 0 ω20 - ω17 Z 19 Z 36 ω17 (Z36+ Z20) = Z20 ω20 Z20 d’où i 17/20 = AN : i 17/20 = 0,1524 (Z36+ Z20) 1-5 i global = ( i 17/20 )2 AN : i global = 0,0232 Rapport de réduction fourni par le constructeur : iconstructeur = 1/43 = 0,0232 1.6 N5 = Nmoteur . i global Nmoteur = N5 / i global avec N5 = v / ( π.∅noix ) Nmoteur = v / ( π.∅noix .i global ) AN : Nmoteur = 4000 / (π.41.0,023 ) Nmoteur = 1350,2 tr/mn Sous-épreuve : U41 -CORRIGES- Page : 5 CPE4ECP - Session 2000 COMPARATIF ENTRE LES PALANS VL5 1004 m1 et V 104 m génération actuelle : EUROCHAIN VL5 1004 m1 ancienne génération : EUROCHAIN n°2 V 104 m Charge maxi soulevée kg 1000 1000 Vitesse de levage m/mn 4 4 Puissance moteur kW 0,8 0,92 Masse du palan kg 27 39 Encombrement mm -Longueur -largeur -Hauteur entre crochets 428 251 416 565 260 442 Type de réducteur double train épicycloïdal trois trains de roues à dentures hélicoïdales Rapport de transmission 0,023 0,030 Formes ( esthétique ) Forme monobloc compacte parallélépipédique. Ensemble constitué de trois blocs cylindriques distincts. Commentaire sur l’évolution du produit : -design du VL5 beaucoup plus moderne et compact ( un seul bloc ) -pour des performances identiques ( charge soulevée et vitesse de montée ) le VL5 est moins encombrant ( particulièrement en longueur : − 37 mm et en largeur : −26 mm ) et moins lourd ( masse : − 12 kg ). -le VL utilise un moteur moins puissant ( 0,8 kW au lieu de 0,92 kW ) et un réducteur différent ( double train épicycloïdal au lieu trois trains de roues à dentures hélicoïdales ) : ces modifications ont permis les gains de poids et de dimensions précédemment cités. Sous-épreuve : U41 -CORRIGES- Page : 6 CPE4ECP - Session 2000 2-1 0 0 { T (crochet/charge) } = Yc 0 C 0 0 [ R ] 0 0 { T ( terre/charge) } = -P 0 G 0 0 [ R ] 2-2 AN : a = 0,066/0,4 = 0,165 m/s2 2-3 y . R(charge → charge) = M . aG (charge/ℜ) . y -P + Yc = M . a ⇒ Yc = M . a + P AN : Yc = 9975 N 2-4 XA 0 0 0 { T (carter/5) } = YA 0 { T (carter/5) } = YB 0 A ZA 0 [ R ] B ZB 0 [ R ] 0 0 0 LC { T (chaîne/5) } = -10 000 0 = -10 000 0 D 0 0 [ R ] C 0 0 [ R ] LC = -Rnoix.(-10 000) = 205 Nm 0 LM { T (10/5) } = 0 0 avec LM = Mt (10/5) et ∀ M ∈ ( O, x ) M 0 0 [ R ] 2-5 x . Mt ( 5 → 5 ) = δ ( 5/R ) . x ⇒ Mt ( 5 → 5 ) = Iéq . θ” VG P aG C G Masse à lever X Y C crochet/charge Sous-épreuve : U41 -CORRIGES- Page : 7 CPE4ECP - Session 2000 θ” = -a / Rnoix LC + LM = Iéq . [ -0,165 : ( 0,041 : 2 ) ] LM = -205 + 0,1.[ -0,165 : ( 0,041 : 2 ) ] LM = -205,8 Nm 2-6 Cm = ( LB : η ) . iglobal AN : Cm = ( 205,8 : 0,84 ). 0,023 = 5,635 Nm 2-7 C tarage = 6,2 N.m ⇒ valeur mesurée sur la courbe C tarage > C moteur ⇒ non glissement du limiteur au démarrage 3-1 Cfreinage = Cnominal + 0,3.Cnominal AN : Cfreinage = 7,28 Nm 2 42,53 - 303 Cf = F k µ 3 42,52 - 302 3 Cf (42,52 - 302) 3 . 7280 . (42,52 - 302) F = AN : F = 2 k µ (42,53 - 303) 2 . 1 . 0,4 . (42,53 - 303) F = 497 N 3-2 8 . R . D3 . n f = G . d4 f. G . d4 R = 8. D3. n 23. 82000. 4,34 AN : R = R = 528 ,6 N 8. 29,43. 6 Sous-épreuve : U41 -CORRIGES- Page : 8 CPE4ECP - Session 2000 R > F ⇒ le ressort de freinage 32 convient 3-3 F total = R 32/33 + N 35/30 AN : II F total II = 540 + 550 = 1090 N Valeur obtenue avec la courbe du dossier travail demandé, page 5 3-4 2 343 - 223 Climiteur au freinage = . 1090 . 0,4. 3 342 - 222 Climiteur au freinage = 12,39 Nm 3-5 Climiteur au freinage > Cfreinage ⇒ pas de glissement du limiteur au freinage 4-1 τmaxi ≤ τp avec τp = τe : 5 AN : τp = 770 : 5 = 154 Mpa Cmax τmaxi = . kt0 π d3 16 coefficient de concentration de contraintes : kt0 = 1,2 16. Cmax. kt0 16. 7300. 1,2 d’où : d ≥ √ = √ τp.π 154. π AN : d ≥ √ 289,85 = 6,618 mm < ∅2 mini = 7,5 mm 3 3 3 Sous-épreuve : U41 -CORRIGES- Page : 9 CPE4ECP - Session 2000 4-2 Cmax = G.θ.I0 Cmax θ = G. I0 π d4 Avec I0 = 32 32 . Cmax 32 . 7300 θ = = G. d4 . π 82 000 . 114 . π AN : θ = 6,19 . 10 -5 rd/mm ou 3,55 °/m 4-3.1 θ (3,55°/m) < α limite arbre de torsion (10°à 15°/m) L’arbre choisi par le constructeur permet d’éviter les phénomènes de vibrations. Sous-épreuve : U41 -CORRIGES- Page : 10 CPE4ECP - Session 2000 CARACTERISATION DE LA SECURITE AU NIVEAU DE LA SUSPENSION 1 – Modélisation du problème pour RDM Le Mans : [ Voir Dossier ressource page 7 et 8 ] Travail demandé : Entourer l’icône correspondant à votre choix et traduire ce choix graphiquement, de manière bien lisible sur la silhouette de la pièce ; justifier en quelques mots. - Modélisation des liaisons : Î Justification : Contacts localisés - Modélisation des charges : Î Justification : 2 – Interprétation des résultats : [ Voir Dossier ressource page 9 ] - Entourer les zones critiques sur la silhouette de la pièce ci-dessus - Relever la valeur de sigma maxi sur le relevé des contraintes : REPONSE : pour la zone rouge, sigma Max = 163 N / mm² ou, pour les zones fuschia, sigma Max = 98,5 N / mm² - Coefficient de sécurité par rapport à Re mini = 235 N / mm² : REPONSE : S = 1,4 pour la zone rouge ou S = 2,4 pour les zones fuschia - Proposer une solution simple pour améliorer la marge de sécurité sans changer la forme générale de la pièce : REPONSE : augmenter l’épaisseur de la pièce Jeu important dans les liaisons cylindre/cylindre On peut admettre plusieurs réponses cohérentes pour les liaisons comme pour les charges uploads/Geographie/ u41-corrige 1 .pdf