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I Dédicace Je dédie ce travail à : ma famille ; mes amis ; tous ceux qui ont co

I Dédicace Je dédie ce travail à : ma famille ; mes amis ; tous ceux qui ont contribué à la réalisation de ce travail. II Remerciements Avant tout nous tenons à remercier Dieu tout puissant qui nous a donné la force, la santé et qui nous a permis de persévérer tout au long de ces longues années. Nous tenons à exprimer notre vive reconnaissance et gratitude à notre encadreur Mr HAMIDOU Assoumane chef du département Génie mécanique, qui nous a accompagnés tout au long de notre travail, ainsi que tous nos enseignants qui ont contribué à notre formation pendant tout le cursus. Nous exprimons notre profonde gratitude à tous ceux qui ont permis de près ou de loin à l’aboutissement de ce modeste travail. III Table des matières Dédicace ...................................................................................................................... I Remerciements .......................................................................................................... II Liste des figures ......................................................................................................... V Liste des tableaux ...................................................................................................... VI Introduction générale .................................................................................................. 1 CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE L’EMIG ............................................................. 2 1.1. Présentation de l’EMIG .................................................................................. 3 1.2. Organisation fonctionnelle de l’EMIG ............................................................ 4 1.3. Département Génie Mécanique ..................................................................... 4 CHAPITRE 2 : Généralités sur le laminage ................................................................ 5 2.1. Introduction ....................................................................................................... 6 2.2. Description ....................................................................................................... 7 2.2.1. Définition .................................................................................................... 7 2.2.2. Historique ................................................................................................... 7 2.3. Le procédé de laminage ................................................................................... 8 2.3.1. Le laminage à chaud .................................................................................. 8 2.3.2. Le laminage à froid ..................................................................................... 8 2.4. Classification du procédé ................................................................................. 8 2.4.1. Classification suivant le sens du traitement ............................................... 9 2.4.2. Classification suivant l’état du métal déformé ............................................ 9 2.4.3. Classification suivant la forme des produits ............................................. 10 2.5. Produits de laminage ...................................................................................... 11 2.6. Le laminoir ...................................................................................................... 12 2.6.1. Définition .................................................................................................. 12 2.6.2. Eléments constitutifs ................................................................................ 12 2.6.3. Types de laminoirs ................................................................................... 12 2.7. Laminage longitudinal .................................................................................... 13 CHAPITRE 3 : Calculs et dimensionnement des éléments machine ........................ 14 3.1. Objectif du projet ............................................................................................ 15 3.2. Cahier de charge ............................................................................................ 16 3.2.1. Enoncé du besoin par l’outil bête à cornes .............................................. 16 3.2.2. Réalisation du diagramme pieuvre ........................................................... 17 3.3. Description de l’équipement ........................................................................... 18 3.3.1 Schéma cinématique ................................................................................. 18 IV 3.3.2. Principe de fonctionnement ...................................................................... 19 3.3.3. Matériaux de construction ........................................................................ 19 3.4. Modélisation mécanique du procédé de laminage ......................................... 20 3.4.1. Foyer de déformation ............................................................................... 20 3.4.2. Conditions d’engagement de la barre ...................................................... 21 3.4.3. Notion sur l’état de contraintes ................................................................. 22 3.4.4. Détermination des paramètres de laminage............................................. 24 3.5. Transmission par engrènement ...................................................................... 25 3.5.1. Définition .................................................................................................. 25 3.5.2. Fonction ................................................................................................... 25 3.5.3. Différents types d’engrenages.................................................................. 25 3.5.4. Détermination des paramètres de transmission ....................................... 27 3.6. Choix du réducteur ......................................................................................... 29 3.7. Dimensionnement des rouleaux ..................................................................... 31 Conclusion générale ................................................................................................. 34 Bibliographie ............................................................................................................. VII V Liste des figures Figure 1: Organigramme de l'EMIG ............................................................................ 4 Figure 2: Courbe de traction ....................................................................................... 6 Figure 3: Laminage suivant le sens du traitement ...................................................... 9 Figure 4: Laminage suivant l’état du métal déformé ................................................... 9 Figure 5: Laminage suivant la forme des produits .................................................... 10 Figure 6: Quelques produits de laminage ................................................................. 11 Figure 7: Quelques cages de laminoirs .................................................................... 12 Figure 8: Diagramme bête à cornes ......................................................................... 16 Figure 9: Diagramme pieuvre ................................................................................... 17 Figure 10: Schéma cinématique du système de laminage ....................................... 18 Figure 11: Foyer de déformation .............................................................................. 20 Figure 12: Schéma d’engagement de la barre entre les rouleaux ............................ 21 Figure 13: Schéma de l’état de contrainte de la barre .............................................. 22 Figure 14: Graphe de pression du laminage ............................................................. 23 Figure 15: Engrenages droits à denture droite ......................................................... 25 Figure 16: Engrenages droits à denture hélicoïdale ................................................. 25 Figure 17: Engrenages coniques .............................................................................. 26 Figure 18: Engrenages roue et vis sans fin .............................................................. 26 Figure 19: Paramètres dimensionnels d’un engrenage droit .................................... 27 Figure 20: Etat de contrainte d’un engrenage ........................................................... 27 Figure 21: Réducteur ou multiplicateur de vitesse .................................................... 29 Figure 22: Représentation des efforts le long du rouleau ......................................... 31 Figure 23: Epure des efforts tranchants et des moments fléchissants ..................... 32 VI Liste des tableaux Tableau 1: Caractéristiques des fonctions de service .............................................. 17 Tableau 2: Caractéristiques et formules des paramètres de laminage ..................... 24 Tableau 3: Caractéristique et formules des engrenages droits à denture droite ....... 28 Tableau 4: Efforts tranchants et moments fléchissants le long du rouleau ............... 32 1 Introduction générale Dans tous les domaines de l’industrie, la notion de mise en forme des matériaux intervient soit en amont, en aval ou en cours de production. L’objectif premier est de conférer à une pièce métallique des dimensions situées dans une fourchette de tolérances données ainsi que des caractéristiques d’emploi, notamment mécaniques, précises. Parmi les techniques de formage les plus répandues dans l’industrie on trouve le laminage. Cette opération de mise en forme par déformation plastique, destinée à réduire la section d’un produit de grande longueur, s'effectue par passage de celui-ci entre deux ou plusieurs cylindres tournant autour de leurs axes ; c’est la rotation des outils qui entraîne le produit dans l’emprise par l’intermédiaire du frottement. Depuis la découverte des premiers outils à laminer au 15ème siècle, l’utilisation des laminoirs a évolué. Il peut servir à déformer le métal, à fabriquer des pâtes alimentaires ou du papier. Dans le cadre de la réalisation du projet industriel en fin de cycle, des thèmes nous ont été proposés notamment sur la conception et la réalisation d’un laminoir mécanique. Aussi ce document présente l’étude et le dimensionnement d’un système de laminage à froid. Pour ce faire, nous avons procédé de la manière suivante : ❖ présentation de la structure d’accueil (EMIG) ; ❖ généralités sur le laminage ; ❖ calculs et dimensionnement des éléments machine. 2 CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE L’EMIG 3 1.1. Présentation de l’EMIG L'EMIG a ouvert ses portes en 1990. Elle fut tout d'abord un établissement spécialisé de l'ex-Communauté Economique de l'Afrique de l'Ouest (CEAO), dotée de la personnalité morale, de l'autonomie financière et administrative. C'est ainsi que l'EMIG a été construite sur la rive droite du fleuve Niger, sur une superficie de 20 hectares. A la dissolution de la CEAO, il a été décidé par cette dernière, le 31 juillet 1995, de rétrocéder l'EMIG au Niger qui, depuis cette reprise, ambitionne d'en faire un leader dans l'enseignement supérieur des sciences et techniques industrielles en Afrique. L'Ecole des Mines, de l'Industrie et de la Géologie est un établissement public à caractère scientifique, culturel et technique placé sous la tutelle du Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche. Depuis 1996, les concours et tests d'entrée sont régulièrement organisés, permettant à l'EMIG d'accueillir annuellement des étudiants en provenance du Niger et d'autres pays d'Afrique comme : la Côte d'Ivoire, la République Centrafricaine, le Tchad, le Gabon, le Burkina Faso... Elle est composée de six (6) départements : ❖ Le Département Enseignements généraux ; ❖ Le Département Génie Informatique industrielle ; ❖ Le Département Génie Electrique ; ❖ Le Département Géosciences ; ❖ Le Département Génie Minier et Environnement ; ❖ Et le Département Génie Mécanique. L’EMIG est une grande école qui a pour mission de former des ingénieurs capables de concevoir, de créer et de gérer des unités industrielles et des techniciens supérieurs capables d'assurer l'exploitation et la maintenance d'unités industrielles, d’assurer le perfectionnement de professionnels en activité, d’assurer des prestations de service et des consultations, de mettre en œuvre les activités de la recherche au service du développement. Le corps enseignant constitué des enseignants permanents et vacataires, fait bénéficier les élèves de son expérience en s'appuyant sur des cas concrets et pratiques. Tous les départements possèdent des équipements performants repartis dans les différents ateliers et salles spécialisées. 4 1.2. Organisation fonctionnelle de l’EMIG Figure 1: Organigramme de l'EMIG 1.3. Département Génie Mécanique Le département génie mécanique comprend les options suivantes : ❖ Maintenance industrielle ; ❖ Maintenance des Engins TP ; ❖ Electromécanique. Le département possède des équipements performants répartis dans les différents laboratoires, ateliers et salles spécialisées : laboratoires de métrologie, d’essais hydraulique, de micrographie, halle mécanique. 5 CHAPITRE 2 : Généralités sur le laminage 6 2.1. Introduction La déformation plastique est la déformation irréversible d’un objet ; elle se produit par un réarrangement de la position relative des atomes, ou plus généralement des éléments constitutifs du matériau. Lorsqu’une pièce est sollicitée (on la tire, on la comprime, on la tord, etc.), celle-ci commence par se déformer de manière réversible (déformation élastique), c’est-à-dire que ses dimensions changent, mais elle reprend sa forme initiale lorsque la sollicitation s’arrête. Certains matériaux, dits fragiles, cassent dans ce mode de déformation si la sollicitation est trop forte. Pour les matériaux dits ductiles, une augmentation suffisante de la sollicitation entraîne une déformation définitive ; à l’arrêt de la sollicitation, la pièce reste déformée. Parmi les procédés de mise en forme des métaux par déformations, on trouve le laminage avec ses différents types de laminoirs. Figure 2: Courbe de traction 7 2.2. Description 2.2.1. Définition Chacun peut définir le laminage en fonction de ce qu’il cherche ; le laminage est une opération de mise en forme par déformation plastique, destinée à réduire la section d’un produit de grande longueur, par passage entre deux ou plusieurs uploads/Ingenierie_Lourd/ pimossi.pdf