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AGREGATION EXTERNE MECANIQUE SESSION 2006 ETUDE D’UN DOSSIER INDUSTRIEL Présent

AGREGATION EXTERNE MECANIQUE SESSION 2006 ETUDE D’UN DOSSIER INDUSTRIEL Présenté par Mustapha BAALI Etude des pompes : Schabavers type C 150 Société de production : Caplam Encadré par : Mohamed JEBRI (Directeur de production) Hamid EL MAHDI (Dessinateur Projeteur) SAMINE (site d’Elhamam) Encadré par : Khalid BAALI (ingénieur en mécanique) 2 A A : : S SO OM MM MA AI IR RE E A : SOMMAIRE :…………………………………………………………………………………....2 B : INTRODUCTION…………………………………………………………………………….….3 C : PRESENTATION DE L’ENTREPRISE………………………………………………………....4 1 : CAPLAM…………………………………………………………………………………….....4 2 : SAMINE………………………………………………………………………………………..5 D : PRESENTATION GENERALE DU SUJET …………………………………………………....6 1 : Présentation du produit…………………………………………………………………………...6 2 : analyse de besoin…………………………………………………………………………………8 3 : analyse fonctionne…………………………………………………………………………….….l0 E : PROBLEMATIQUE ET SOLUTIONS………………………………………………………....13 1 : Présentation ……………………………………………………………………………………..13 2 : visualisation des défaillances de la roue…………………………………………………………14 3 : cause des défaillances…………………………………………………………………..………..14 4 : solutions proposées ……………………………………………………………………………...15 5 : visualisation des défaillances de l’arbre………………………………………………………....19 6 : solutions ………………………………………………………………………………………....20 F : PRODUIT. MATERIAU. PROCEDE…………………………………………………...22 1 : introduction…………………………………………………………………………….…22 2 : élaboration de la partie métallique…………………………………………………..........22 3 : élaboration de la partie élastique…………………………………………………………23 G : APPROCHE PEDAGOGIQUE DU DOSSIER ………………………………………………...26 H : CONCLUSION …………………………………………………………………………………27 I : ANNEXES ……………………………………………………………………………………….28 3 B: INTRODUCTION Ce travail a été réalisé dans le cadre de ma préparation pour l’épreuve de soutenance de dossier industriel en essayons de satisfaire au mieux les consignes dictés au B.O relative au concours d’agrégation externe de mécanique. Le produit que j’ai choisis est : « l’étude des pompes Schabavers TypeC150 », vu les raisons suivantes : - les pompes représentent une part importante du matériel installé dans les unités de production des grand groupe de Maroc tel que : Managem et OCP. - Les pièces de rechange sont fabriqués dans des sociétés marocaine tel que : CAPLAM, SMEM à Casablanca, site de production de fluorine SAMINE a Meknès …. - Les pompes étaient sujet de mon stage industriel effectuer au sein d’OCP ce qui m’a permis d’acquérir beaucoup de savoir dans le domaine des pompes centrifuges. Mon dossier industriel est constitué des chapitres suivants : Le premier chapitre est consacré à une approche systémique de produit pompe Schabavers type C150. Dans Le deuxième chapitre, j’ai détaillé la problématique de produit et les différentes solutions proposées. Le troisième chapitre est consacré a l’approche pédagogique du dossier. 4 C C : : P PR RE ES SE EN NT TA AT TI IO ON N d de e l l' 'e en nt tr re ep pr ri is se e 1. CAPLAM L’activité de la société se concentre aux produits a base de caoutchouc : blindage en caoutchouc des roues et des flasques des pompes, blindage des galets, blindages pour broyeurs et laveurs, fabrication des différents joints d’étanchéité.ces produits sont réalisés par moulage de caoutchouc de très grande résistance a l’abrasion et aux chocs. Ils sont employés dans des industries diverses telles que mines, industries céramiques, sucreries… Produits de CAPLAM 5 2. SAMINE (d’après site : http://www.managem-ona.com/samine/) SAMINE est une société anonyme d’entreprises minières diriger par le groupe Managem ONA .Elle exploite le gisement d’El Hammam, à 80Km de la ville de Meknès, depuis 1974. Elle est parmi les premières entreprises minières pour la production de fluorine dans le monde. SAMINE a fait preuve de ses capacités d’adaptation aux conditions fluctuantes du marché, démontrant ainsi la capacité de Managem à suivre au plus près l’évolution de la réalité économique de son secteur d’activité. SAMINE est certifiée ISO 9001. Descriptif du procédé : Le procédé de production de la mine d’El Hammam consiste en : - Concassage - Broyage primaire - Broyage secondaire - Flottation - Epaississement, filtration et stockage. Productions La production de SAMINE est de l’ordre de 90.000Mt de fluorine chimique par an. Applications La fluorine de SAMINE est utilisée dans les applications suivantes: - Industrie de l’aluminium - Industrie chimique, acide fluorhydrique - Industrie de la verrerie - Industrie de la céramique - Industrie des tiges de soudure - Mélange avec la chaux et la dolomite pour l’industrie de l’acier - Agriculture - Aérosols. Durée de Vie de la mine Au rythme actuel de la production, l'inventaire des réserves et ressources répertoriées au 31 décembre 2002 permet de prévoir une durée de vie de la mine de 13 années. Les travaux de recherche menés parallèlement à l'exploitation sont destinés à prolonger cette durée de vie 6 D : PRESENTATION GENERALE DU SUJET 1/Présentation de produit : pompe Shabavers type C150 1-1 : Description : Certains éléments néfastes peuvent raccourcir la durée d'utilisation d'une pompe ou même la rendre rapidement inutilisable. Parmi ces éléments, on retrouve la corrosion, l'abrasion, les produits chimiques, les produits pétroliers, le vieillissement et la chaleur. Le caoutchouc est fréquemment utilisé pour prolonger la vie utile des pompes et, par conséquent, combattre ces fléaux. Les pompes étudiées dans se dossier, pompe schabavers type C150, sont parmi les pompes conçu de telle sorte que les pièces en contact avec la charge à pomper (la roue et les flasques coté aspiration et refoulement) soient revêtues d’une forte épaisseur de caoutchouc. Le schéma (fig : 1) ci-dessous donne une idée générale sur différents composants des pompes schabavers type C150. Figure 1 : schéma représentant les différents pièces des pompes « Schabavers » Ce type de pompe, destinées au transfert de liquides érosifs et abrasifs, présente les caractéristiques suivantes : • les structures de la pompe ont des épaisseurs très supérieurs a celles d’une pompe ordinaire. • matériaux choisis pour leurs résistance a l’érosion et a l’abrasion : caoutchouc • Le nombre d’ailes est souvent plus petit que celui d’une roue conventionnelle. 7 • La roue porte a l’extérieur des flasques des ailettes courtes, radiales ou inclinées .ils ont pour objet de rejeter par effet centrifuge les plus grosses particules abrasives et de réduire le débit de fuite. 1-2 : Le produit et son marché : Les pompes blindées en caoutchouc sont très utilisées pour liquides chargés (les fluides qui portent des solides abrasifs dont la dimension reste petite comparée aux sections de passage). On trouve des applications des pompes Scahabvers dans les sites d’exploitation miniers a savoir : site Samine Groupe ONA Managem (production de fluorine), site de production de phosphate groupe OCP… 1-3 : Localisation des pompes a étudiées dans le site SAMINE: Tout venant (minerai de fluorine) concassé a une granulométrie égale à 10mm est mis dans le broyeur, a sa sortie, le trommels laisse passer le fluide chargé, dont la granulométrie est inférieur a 8mm, vers la cave ou il es stocké en attendant de le transmettre a l’aide d’une pompe horizontale vers le cyclone. Dans le cyclone le fluide chargé, dont la granulométrie est inférieur a 200µm passent vers le circuit de flottation et le reste passent sous la pesanteur vers le broyeur, pour reprendre le cycle, avec une nouvelle charge. Trommel s Fig 2 : extrait de schéma de production fluorine 8 1-4 : Caractéristiques fonctionnelles : Energie Milieux extérieurs Critères Mécanique Arbre en mouvement de rotation • Fréquence de rotation w = 850tr/mn • Puissance de moteur P = 30Cv Fluide Fluide en écoulement dans une conduite d’admission * nature du fluide : eau + minerai de fluorine • caractéristiques physiques - viscosité - granulométrie =10mm - compressibilité : pratiquement incompressible - température • caractéristiques mécaniques - pression d’admission Pa - débit d’admission qa Le même fluide en écoulement dans une conduite de refoulement • caractéristiques mécaniques - débit de refoulement : qr =60m3/h - pression de refoulement : pr. - NPH =10m 2/Analyse de Besoin : 2-1 : Saisir le besoin Diagramme Cause–effet : Corrosion Résistance de la roue Cavitation Fluide corrosif Coût élevé Acier inoxydable Insatisfaction d’utiliser des pompes centrifuges non blindées Abrasion et érosion 9 2-2 : Enoncé de Besoin : 2-3 : Validation de Besoin : • pourquoi le produit existe-il ? Pour pomper le fluide solide vers cyclone. • pourquoi le besoin existe-il ? Parce que il faut transférer le fluide charger vers le cyclone. • qui est ce qui pourrait le faire disparaître ? Lorsqu n’y a pas de fluide chargé, ou le fluide est dans son emplacement final à sa sortie du trommel. 2-4 : Conclusion : • Le besoin est –il Validé ? oui Sur quoi agit-il ? Fluide charger Pompe Blindée (Schabavers type C 150) Dans quel but ? : Pomper le fluide solide vers cyclone A Qui rend-il service ? Cyclone 10 3/analyse fonctionnelle de Besoin : 3-1 :Diagramme Pieuvre 3-2 :Identification des fonctions techniques Fonction principale : Fp1 : transformer l’énergie mécanique fournie par le moto-reducteur en énergie hydraulique fournie au fluide chargé. Fonction contrainte : Fc1 : résister au fluide charger. Fc2 : s’adapter au support. Fc3 : ne pas fuir et résister à l’environnement. Fc4 : être facile à régler et à réparer Fp1 Pompe Schabavers type C150 Support Fc2 Environnement extérieur Fc3 Environnement humain Fc4 Fluide chargé (sortie de cave) Fluide chargé (entré de cyclone) Fc1 Moto-reducteur 11 3-3 : Détails des fonctions techniques : Modele FAST : Ft1 : recevoir l’énergie mécanique Ft2 : recevoir le fluide du circuit d’admission Ft3 : augmenter l’énergie du fluide Ft4 : uploads/Industriel/ dossier-industriel-ion-externe-mecanique-2006.pdf