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République ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement sup

République ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement supérieur et la recherche scientifique Mémoire de fin d’études Option : construction Mécanique Encadré par : Prof: OUALI MOHAMMED Mr : HAFFAR OTMEN Organisme d’accueil : EFMPABLIDA Année universitaire Etude et réalisation d’un prototype mélangeur pour produits ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement supérieur et la recherche scientifique Université de Blida 1 Mémoire de fin d’étudesen vue de l’obtention du Master en Mécanique : construction Mécanique THEME Présenté par : BENSALEM NASSIM HERNOUFI MAHDI Prof: OUALI MOHAMMED Promoteur HAFFAR OTMEN Co-promoteur : EFMPABLIDA Année universitaire 2015/2016 de et réalisation d’un prototype mélangeur pour produits agricoles ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement supérieur et la recherche scientifique en vue de l’obtention du diplôme de de et réalisation d’un prototype mélangeur pour produits Résumé : L’objectif du présent travail est d’étudier, de concevoir et éventuellement de réaliser un prototype mélangeur pour produits agricoles. La société EFMPABLIDA est spécialisée dans la fabrication des machines agro- alimentaires. Elle réalise des mélangeurs de plus de 300 kilos. Elle nous offre la possibilité d’étudier et de concevoir un mélangeur horizontale d’une capacité de 100kilogrammes pour poudre (sucre glace avec de la maïzena) tout en profitant de leur riche expérience, de leur matériels et ateliers. Abstract: The objective of this work is to study, design and eventually realize a prototype of mixer for agricultural products. The company EFMPABLIDA specializes in manufacturing food processing machinery. It carries out mixers of more than 300 kilograms. It offers us the opportunity to study and design a horizontal mixer of a 100kilogrammes capacity for powdered (icing sugar with cornstarch) while enjoying their rich experience, their materials and workshops. 0123 4 : 607<;:را3<=>?@22طB1CذE@?@0@F3و6HدراEJ2@K;ااLJ?@MNJ;ا . 60OاLP;<3:ا0J=3E3QR<K0?F>0M6STU;<FF1>3 . VWTXS<@=YZ3<طB1K?F3ةT0\]<ھLھ 300امT`E20S . رةNa0aMbطB1@0@F3و6HراN;6cTM<?2>WNaM 100قEYe@2WاT`E20S )رةL;<a0fNKWTge;<fEYeW ( <J2@Khووور60?P;<اJ>iT=>22W<g;BP>HQ<KW Liste des figures •Figure 1.1: Relation entre la tension superficielle théorique des agglomérats en Fonction de la taille des particules (RUMPF 1962). •Figure 1.2 : Applications et domaines respectifs. •Figure1.3 : Simulation du mélange d’un lot de particules par convection et/ou diffusion (SCHOFIELD1970). •Figure1.4 : Quelques exemples de mélangeurs convectifs. •Figure1.5 : Quelques exemples de mélangeur à cuves tournantes en V. •Figure1.6 : Exemple d’un Broyeur à galets-meules. •Figure1.7 : Exemples de Silo-mélangeur : (a) plusieurs trémies internes (b) une seule trémie interne. •Figure1.8 : Exemple d’un Mélangeur horizontal. • Figure1.9 : Choix du matériau. •Figure 2.1 : Mélangeur horizontal. •Figure 2.2 : Composition de l’auge. •Figure 2.3 : Représentation Châssis. •Figure 2.4 : Présentation de l’arbre. •Figure 2.5 : Palette du mélange. •Figure 2.6 : Nouvelle palette du mélangeur •Figure 2.7 : Bague étanchéité. •Figure 2.8 : Moteur électrique. •Figure2.9: Quelques exemples sur les réducteurs. •Figure 2.10 : Quelque exemple sur les paliers. •Figure 3.1 : Résistance de la tôle. •Figure 3.3 : Résistance du socle (châssis) • Figure 4.1 : Composition de l’auge • Figure 4.2 : Construction de la cuvette • Figure 4.3 : Paroi de l’auge • Figure 4.4 : Bride latérale • Figure 4.5 : Bossage de la bride • Figure 4.6 : Dimensionnement du couvercle • Figure 4.7 : Position de l’abouche d’entrée • Figure 4.8: Couvercles de bouche de sortie • Figure 4.9: Couvercle complet • Figure 4.10 : La traverse • Figure 4.11 : Présentation de la partie mécanique. •Figure 4.12 : Mise en plan de l’arbre. •Figure 4.13 : Empreinte sur l’arbre. •Figure 4.14 : Logement de la clavette. •Figure 4.15 : Clavette •Figure 4.16 : Palette •Figure 4.17 : Mise en plan de la bague d’étanchéité. •Figure 4.18 : Assemblage de la bague. •Figure 4.19: Motoréducteur. •Figure 4.20 : Palier à sabot. •Figure 4.21 : Positionnement du palier. •Figure 4.22: System vis et écrou. •Figure 4.23: Une roue. •Figure 4.24 : Contrainte d’assemblage. •Figure 4.25 : Modélisation du mélangeur. •Figure 4.26 : Bride latérale du mélangeur. •Figure 4.27 : Paroi latérale du mélangeur. •Figure 4.28 : Soudage par TIG. •Figure 4.29:Montage du châssis. •Figure 4.30 : taraudage bague pour palette. •Figure 4.31 : traçage des palettes. Figure 4.32 : montage motoréducteur. Figure 4.33 : Premier essai du mélangeur. Figure 4.34 : Notre mélangeur fini. Liste des tableaux •Tableau T1 : Exemples d’application de mélange. •Tableau T2 : Classification des mélangeurs. •Tableau T3 : Composition des aciers inoxydables. •Tableau T4 : Caractéristique des poudres •TableauT5 : Caractéristique de l’inox 304l. •Tableau T6 : Choix moteur réducteur. •TableauT7:Caractéristiques des paliers. •Tableau T8 : Norme de dimensionnement de la clavette. •Tableau T9 : La gamme d’usinage. • Tableau T10 : Dimensions et normes de joint spi. Dédicace C’est avec un grand plaisir et une grande fierté que je dédie ce modeste travail : A nos chers parents, A mes frères et sœurs, A nos amis, Abdou, Sidahmed, salah,Abdelrahim,amine et à tous nos amis de prés et de loin. A tous nos collègues et nos enseignants. A nos familles et toutes personnes qu’on aime. Remerciment On tient d’abord à remercier Allah le tout puissant, qui m’a donné, la force le courage, volonté et patience, qui m’a orienté vers le chemin de savoir. En second lieu, on tient à remercier notre promoteur le professeur Ouali Mohammedpour m’avoir faitprofiter de ses connaissances, ses précieux conseils, son encouragement durant toute la période du travail. Nos vifs remerciements vont également aux membres du jury pour l’intérêt qu’ils nous ont porté en acceptant d’examiner ce travail et de l’enrichir par leurs propositions. On remercie également Mr haffarotmane pour son précieuse aide documentaire. Je remercie tous l’établissementEFMPABLIDA. .Sans oublier aussi la société Mk Industrie enfin un grand merci à toutes les personnes qui ont participé de près ou de loin à l’exécution de ce modeste travail. LISTE DES SYMBOLES ρ : Masse volumique g/cm3 π : le rapport constant de la circonférence d'un cercle - Ad :Limite d’éléstacité MPA ω:vitesse angulaire rad/s C: Couple nominales de fonctionnement N.m n : Rendement du moteur - N : vitesse de rotation tr/min T : Moment torsion N.m P : Puissance moteur KW A : Ampérage du moteur A SOMMAIRE Remerciements……………………………………………………………..…………………...i Table des matières…………………………………………………………….……………….ii Liste des tableaux ……………………………………………………………...……………..iii Liste des symboles………………………………………………………………...………….iiii Résume…………………………………………………………………………….………...iiiii Introduction générale…………………………………………………………………………..1 Chapitre I : Le mélange et les mélangeurs 1.1 Introduction…………………………………………………………………………....…...3 1.2Mécanismes de mélange……………………………………………………………...…....4 1.2.1Propriétés des poudres et du milieu influençant l’écoulement……………………...…....4 1.2.2Mécanismes de mélange……………………………………………………………...….6 1.2.3 Quelque exemple d’application mélange…..………………………………………...…..7 1.3. CLASSIFICATION DES MELANGEURS 1. 3.1Les mélangeurs convectifs………………………………………………….…………...9 1. 3.2Les cuves tournantes………………………………………………………….………..10 1. 3.3Les mélangeurs à impacts………………………………………………………...........11 1. 3.4 Les mélangeurs à haut cisaillement……………………………………………….…...12 1. 3.5 Les mélangeurs statiques…………………………………………………………..…..12 1. 3.6Mélangeur horizontale…………………………………………………………..….....13 1.4 Les combinaisons de mélangeurs……………………………………………….….….....14 1.5 Quelques pistes pour le dimensionnement des mélangeurs…………………….…….......14 1. 6 Choix du matériau………………………………………………………………..……....15 1.7 Conclusion……………………………………………………………………………..…19 Chapitre II : Principaux organes du mélangeur horizontal 2.1 Introduction ………………………………………………………………………………20 2.2 Moteur électrique ……….………………………………………………………………..21 2.2.1 L’auge……………….………………………………………………………………….21 2.2.2 Châssis ………………………………………………………………………………....22 2.2.3 Arbre ………………………………………………………………………………..….22 2.2.4 Palette …………………………………………………………………………………..23 2.2.5Bague d’étanchéité…………………………………………………………24 2.3 Réducteur………………………………………………………………………………………...25 2.3.1 Définition………………………………………………………………………….…...25 2.3.2 Types du réducteur.…………………………………………………………………….25 2.4 Palier ………………...…………………………………………………………………..26 2.4.1 Définition……………...…………..………………………………………………..…26 2.4.2Quelque Types du réducteur………...……………………………………………..….26 2.5 Palier………………………………...………………………………………………….27 2.5.1Définition………………………………………………………….....……27 2.5.2Types de paliers…………………….…………………………………….…27 Chapitre III : Etude constructif du mélange a poudre 3.1 Introduction………………………………………………………………………...…..28 3.2Dimensionnement du mélangeur ………………………………………………..……...28 3.3Calcul du volume du mélangeur……………………………………………………......28 3.3.1 Masse volumique …………………………………………………………………....29 3.3.2 Volume du cylindre ………………………………………………………………….31 3.4Epaisseur de la tôle ……………………………………………………………………32 3.4.1 Calculs de l’épaisseur de la tôle utilisée ………………………………………...…..33 3.4.2 Discutions des résultats …………………………………………………………......34 3.5 Calcul de la motorisation ………………………………………………………..……34 3.5.1Choix moteur…………………………………………………………………………34 3.5.2Choix type réducteur……………………………………………………………...…35 3.6Calcul du diamètre de l’arbre………………………………………………………….37 3.7 Choix du palier ………………………………………………………………………..37 3.8Choix de socle (châssis)………………………………………………………………..38 3.9Conclusion ………………………………………………………………………….....40 Chapitre IV : CAO DES ELEMENTS DU MELANGEUR ET SA REALISATION 4.1 Introduction …………………………………………………………………………....41 4.2La conception assistée par ordinateur (CAO)………………………………………....41 4.2.1 Aperçu sur le SolidWorks…………………………………………………………...42 4.3 CAO des éléments du mélangeur……………………………………………………....42 4.3.1 Dessin de l’auge ……………………………………………………………….........42 4.3.2 Dessin du Châssis ……………………………………………………………..….....47 4.3.3 Dessin de la partie mécanique………………………………………………………..48 4.3.4 Élément de transmission……………………………………………………..……....56 4.3.5 Accessoires d’assemblage………………………………………………...…………..58 4.3.6Assemblage des composantes…………………………………………...…....……....59 4.4 Fabrication du mélangeur……………………………………………….…………...…61 4.4.1 Construction du mélangeur………………………………………...………………...61 4.4.2 Montage mélangeur………………………………………………………………......61 4.5 Conclusion………………………………………………………………………….…...62 Conclusion générale ………………………………………………………………………...68 1 Introduction général Les mélangeurs sont au cœur de nombreux procédés de fabrication. Sans eux, peu de réactions chimiques ou de mélanges se réaliseraient spontanément. Le mélangeur peut être soumis à de fortes contraintes (effort radial, effort axial, pression, phénomènes vibratoires...). Il fait partie, en général, d’un investissement lourd dont l’amortissement est relativement long. Pour ces raisons, il est justifié de s’intéresser à cet équipement, conçu pour durer avec une maintenance minimale pour un arrêt de production réduit. Le mélange des solides divisés, de poudres ou de milieux granulaires, est une opération clé pour de nombreux domaines industriels — aussi variés que la pharmacie, l’agroalimentaire, l’industrie des ciments, des matières plastiques. Cette opération permet d’atteindre les spécifications et propriétés d’usage des produits formulés car elle est responsable en grande partie de l’homogénéité du produit à l’échelle requise — souvent celle du conditionnement [1]. C’est donc une étape incontournable au cours de laquelle de nombreuses difficultés peuvent survenir. Pour qu’un mélange soit homogène, il faut que les différents constituants soient en mouvement. Cette mobilité du mélange est essentiellement due aux mécanismes de convection, de cisaillement et de diffusion, qui sont le résultat des propriétés des particules, du milieu, mais aussi des possibilités technologiques des appareils de mélange. La qualité de la réalisation d’un mélangeur est une garantie d’efficacité uploads/Industriel/ memoir-a-imprimer.pdf