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1 PROJET DE FIN D’ETUDES Pour l’Obtention du : Diplôme d’Ingénieur d’Etat Spéci

1 PROJET DE FIN D’ETUDES Pour l’Obtention du : Diplôme d’Ingénieur d’Etat Spécialité : Conception Mécanique et Innovation Effectué au sein du SMEM Soutenu le 23 Juin 2016 Par : Mlle. Hind ENNAKHLAT Année Universitaire : 2015-2016 Étude et conception d’un concasseur giratoire type HP 250 Jury : Pr.Mr. A. SEDDOUKI. Pr.Mr.A. JABRI. Pr.Mr.A.TOUACHE. Encadré par :  Pr Mr. A. SEDDOUKI (FSTF)  Mr. R. ARIBI (SMEM) 2 3 Dédicaces A mes très chers parents Aucune expression, aucune dédicace ne peut exprimer au juste mon respect, ma considération et l’amour éternel pour les sacrifices que vous avez consentis pour mon instruction et mon bien être. Votre générosité et votre bonté ont toujours été un exemple pour moi; A Mes chers frères A ma chère sœur Vous avez toujours été là pour moi, pour me soutenir, et m'encourager. Je vous souhaite une vie pleine de succès et de bonheur, que dieu vous garde A mes chers grands-parents pour leurs amour et soutien moral et inconditionnel qu'ils m’ont apporté durant toute ma vie, à vous ma profonde gratitude, que DIEU vous garde et vous procure une longue vie avec une bonne santé. A tous mes très chers amis(es), pour les moments que nous avons passé ensemble veuillez trouver ici l’expression de ma gratitude. Aux membres de ma famille et à tous mes professeurs. Aussi à toutes les personnes qui m’ont aidé de près ou de loin à la réalisation de ce travail. Je dédie ce travail. ENNAKHLAT Hind 4 Résumé Dans le but de satisfaire les attentes du client, on cherche à réduire la taille des particules solides dont l’efficacité est toujours évaluée par une mesure de l’accroissement de finesse. Afin de mener à cette mission, nous avons jugé utile de commencer par une étude des concasseursqui existent à la SMEM (Société Marocaine d’Engrenage et Mécanique) pour détecter les anomalies et bien comprendre le flux et les conditions du travail. Ensuite nous nous sommes lancés dans la recherche des causes racines de ces anomalies afin d’aboutir à l’élaboration d’un plan de chaque pièce du concasseur. A la lumière de cette étude, divers travaux ont été effectués englobant la modélisation et la résolution du problème. Finalement, nous avons présenté les mises en plandesdifférentes pièces avec ses dimensions réelles. En addition nous avons proposé une analyse de fabrication avec une étude technico-économique, ainsi une réalisation d’un manuel récapitulatif d’utilisation du nouveau concasseur pour faciliter les tâches aux utilisateurs. 5 Avant propos Ce rapport de stage de fin d’études a été réalisé en collaboration entre les différents départements de la société SMEM (Société Marocaine d’Engrenage et Mécanique) et la stagiaire ingénieure Hind ENNAKHLAT, avec le soutien des professeurs de la faculté des sciences et techniques. 6 Remerciement Je tiens à exprimer ma profonde gratitude à toute l’équipe pédagogique de la faculté des sciences et techniques de Fès et les intervenants professionnels responsables de la filière conception mécanique et innovation pour nous avoir assuré une bonne formation théorique que pratique. J’exprime ma profonde gratitude à mon encadrant de la FST, le professeur Mr. SEDDOUKI Abbass qui m’a fait bénéficier de ses conseils appréciables, sa disponibilité, son aide et pour l’intérêt manifeste qu’il a porté à ce projet. Pour l’expérience pratique, enrichissante et pleine d’intérêt au sein de la Société SMEM, je tiens à remercier tout particulièrement : Monsieur Mohammed LAALAJ, Directeur Général, de m’avoir accepté au sein de son entreprise. Monsieur ARIBI Radouane , responsable de l’atelier, mon tuteur de stage, de la confiance qu’il m’a accordée dès mon arrivée dans l’entreprise, de m’avoir intégré rapidement au sein du personnel et pour le temps qu’il m’a consacré tout au long de cette période, en répondant à toutes mes interrogations et malgré ses multiples obligations, il a voulu me faire bénéficier de ses orientations et son encadrement. Mes remerciements vont particulièrement à Mr WADOUNI Hossine, responsable de bureau des méthodes je remercie également tous ceux qui m’ont favorisé les conditions sur le terrain afin d’accomplir ma mission au sein de l’entreprise. Ainsi que l’ensemble des agents de l’atelier pour leur soutien et de m’avoir accepté comme membre de leur équipe de travail. 7 Tableau des matières Dédicaces ..................................................................................................................................... 3 Résumé .......................................................................................................................................... 4 Avant propos ............................................................................................................................... 5 Remerciement ............................................................................................................................. 6 Liste des figures ....................................................................................................................... 11 Liste des tableaux ..................................................................................................................... 13 Introduction générale......................................................................................................................... 14 I. présentation générale .................................................... 17 1. Historiques de l’entreprise ................................................................................. 17 2. Les activités principales ...................................................................................... 17 II. Description des différents services : .................................. 20 2.1 Service production ................................................................................................. 20 2.2 Service qualité ........................................................................................................ 20 2.3 Service méthodes / Eudes .................................................................................. 21 III. Principaux clients au niveau nationaux et client internationaux ...... 22 3.1 Les clients nationaux ............................................................................................ 22 3.2 Les clients internationaux ................................................................................... 23 IV. Fiche technique : ......................................................... 23 V. L’organigramme : ......................................................... 24 VI. Organisation de l’atelier ................................................. 24 Conclusion ......................................................................... 25 I. Contexte de projet ...................................................... 27 1. Acteurs du projet .................................................................................................. 27 2. Contexte pédagogique ........................................................................................... 27 3. Objectif du projet ................................................................................................ 27 4. Problématique et stratégie du projet ............................................................. 27  Problématique : ........................................................... 27 8 5. Planning du projet sous le diagramme de GANTT ...................................... 28 II. Recherche bibliographique ............................................... 30 1. Concassage : .............................................................................................................. 30 2. Les types de concasseur : .......................................................................................... 30 3. Choix de type d’équipement : .................................................................................. 34 III. Etude de cas ............................................................. 38 1. Caractéristiques techniques ................................................................................. 38 2. Définition de problème .......................................................................................... 38 3. Analyse fonctionnelle ............................................................................................. 39 4. Description de système ....................................................................................... 40 1. Le principe de fonctionnement ................................................................................ 40 2. Modélisation du système ........................................................................................... 42 3. Solutions technologiques : Descriptif du mécanisme (FAST) ............................... 42 5. Choix d’une solution ............................................................................................... 44 Conclusion : ........................................................................ 45 1. 46 2. 46 3. 46 4. 46 5. 47 6. 47 7. Dimensionnement de l’appareil ........................................... 47 1. Calcul des concasseurs : ..................................................................................... 47 2. Taille d’alimentation de notre système : ....................................................... 48 3. Calcul moteur : ....................................................................................................... 49 4. Dimensions et tolérances normalisées des clavettes : .............................. 49 5. Coussinet sphérique : ........................................................................................... 50 6. Pignon et couronne : ............................................................................................. 53 7. Choix de la poulie courroie: ............................................................................. 53 I. Présentation de concasseur giratoire HP250 ................................. 59 9 II. Procédure de modélisation 3D des pièces sous SOLIDWORKS : .................................................................. 59 (Les dessins de définition Annexe C) ........................................... 59 2.1 Pignon : ..................................................................................................................... 59 2.2 Arbre d’entrée : ......................................................................................................... 61 2.3 La couronne : ............................................................................................................. 63 2.4 Coussinet sphérique .................................................................................................. 64 2.5 Anneau de réglage : .................................................................................................. 65 2.6 La douille ................................................................................................................... 66 2.7 Excentrique ................................................................................................................ 67 2.8 Arbre principale ........................................................................................................ 69 2.9 La poulie : .................................................................................................................. 70 2.10 Bâti giratoire .............................................................................................................. 71 2.11 Tête ............................................................................................................................. 72 2.12 Cône mobile : ............................................................................................................. 72 2.13 Cône fixe .................................................................................................................... 73 2.14 Buté de coussinet sphérique ..................................................................................... 73 2.15 Ecrou de tête : ............................................................................................................ 74 2.16 Bol : ............................................................................................................................ 76 2.17 Balourd ....................................................................................................................... 76 III. Etude par éléments finis ............................................... 77 1. Problèmes liés à la machine ............................................................................... 77  Choix de matériau .......................................................... 80  Conditions aux limites en déplacement ................................. 80  Application des forces calculées. ....................................... 81  Création des maillages de la couronne ...................................... 82  Calcul de contraintes de Von Mises ......................................... 82  Calcul de coefficient de sécurité ............................................................................... 83  Maillage du pignon ................................................................................................... 84  Contrainte de Von Mises ..................................................................................... 84  Calcul de la force de concassement ................................................................ 85 10  Propriété de matériau acier de manganèse : ............................................... 85  Définir le maillage ................................................................................................. 86  Contrainte de Von Mises ..................................................................................... 87  Calcul de coefficient de sécurité ................................................................... 87  Cône mobile .............................................................................................................. 87 I. Assemblage : ............................................................. 91 1. Sous ensemble1 ...................................................................................................... 91 2. Sous ensemble 2 : ................................................................................................. 91 3. Gamme de montage et démontage : voir annexe D : .................. 92 4. Plan d’encombrement : ......................................................................................... 93 5. Centrale de lubrification : ................................................................................. 94 II. Etude technico-économique .............................................. 95 1. Cout des matières premières ............................................................................. 95 2. Cout des pièces en bronze .................................................................................. 95 1. Cout de fabrication ............................................................................................... 96 I. Ne pas travailler au delà des limites du broyeur ...................... 98 1. Limite de Volume.................................................................................................... 98 2. Limite de Puissance ............................................................................................... 98 3. Limited’efforts ....................................................................................................... 99 4. Alimenter au centre du concasseur ............................................................... 100 II. Contrôles quotidiens : ................................................... 100 III. Programme de maintenance préventive : .............................. 100 Conclusion générale .................................................................... 101 Références ........................................................................... 102 11 Liste des figures Figure 1:SMEM .......................................................................................................................................... 16 Figure 2:Atelier mécanique ........................................................................................................................ 16 Figure 3:Vérin de concasseur ..................................................................................................................... 17 Figure 4:Couple pignon spiro-conique ....................................................................................................... 17 Figure 5:Roue à vis sans fin ....................................................................................................................... 17 Figure 6:Couronne pour tube sécheur ........................................................................................................ 17 Figure 7:Couronne dentée .......................................................................................................................... 17 Figure 8:Tour numérique............................................................................................................................ 18 Figure 9:Réparation réducteur .................................................................................................................... 18 Figure 10:Usinage bâti de concasseur ........................................................................................................ 18 Figure 11:Régulage de coussinet ................................................................................................................ 19 Figure 12:Bras tridimensionnelle FARO.................................................................................................... 20 Figure 13: Plan d’atelier ............................................................................................................................. 24 Figure 14:PDS ............................................................................................................................................ 27 Figure 15:Concasseur à mâchoire .............................................................................................................. 30 Figure 16:Concasseur à percussion ............................................................................................................ 30 Figure 17:Concasseur giratoire .................................................................................................................. 31 Figure 18:Taille d’alimentation .................................................................................................................. 34 Figure 19:Taille d’alimentation trop ouverte ............................................................................................. 35 Figure 20: Taille d’alimentation trop petite ................................................................................................ 35 Figure 21: Produit fini ................................................................................................................................ 36 Figure uploads/Ingenierie_Lourd/ etude-et-conception-d-x27-un-conca-ennakhlat-hind-3373-pdf.pdf