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الورمس الىطني للتقىين واالهتحاناث والتىجيه االهتحاى الىطني الوىحد للبنالىريا ا لدورة اال ستدراكية 2015 - الموضوع - RS 45 علىم الوهندش شعبت العلىم والتننىلىجياث :هسلل العلىم والتننىلىجياث الوينانينيت الوادة الشعبت أو الوسلل هدة اإلنجاز الوعاهل 4 8 ا لصفحت 1 15 P a g e 15 Constitution de l’épreuve  Volet 1 : Présentation de l’épreuve Page 1/18  Volet 2 : Présentation du support Pages 2/18 et 3/18  Volet 3 : Substrat du sujet : Pages 3/18 à 12/18 – Situation d’évaluation n° 1 Pages 3/18 et 4/18 – Situation d’évaluation n° 2 Page 4/18 – Situation d’évaluation n° 3 Page 4/18 – Documents réponses (DR) Pages 5/18 à 12/18 : A rendre par le candidat  Volet 4 : Ressources (DRess) Pages 13/18 à 18/18 Volet 1 : Présentation de l’épreuve  Système à étudier : Mécanisme automatique de meulage des rails  Durée de l’épreuve : 04 heures  Coefficient : 08  Moyen de calcul autorisé : Calculatrice non programmable  Documents autorisés : Aucun Grille de notation : Total : ……..…./80 points Situation d’évaluation 1 Situation d’évaluation 2 Situation d’évaluation 3 Situation d’évaluation 3 (suite) Tâche Question Note Tâche Question Note Tâche Question Note Tâche Question Note 11 a 2pts 21 a 1,5pt 31 a 1pt 33 a1 5pts b 4pts b 1pt b 1,5pt a2 1,5pt c 2pts c 1pt c1 1pt a3 1,5pt 12 a 2pts 22 a 1pt c2 0,5pt b1 2pts b 4pts b 1pt c3 1pt b2 1pt c 1pt c 1pt 32 a 2pts c1 1,5pt 13 a 0,5pt d 1pt b1 2pts c2 2pts b 0,5pt 23 a 1pt b2 2,5pts 34 a 3pts c 1pt b 2pts b3 2pts b 4,5pts d 1pt c 1pt c1 2pts c 0,5pt e1 1,5pt d 1pt c2 2pts e2 1pt e 0,5pt f 2,5pts f 2pts g 2pts Total SEV1 23pts Total SEV2 17pts Total SEV3 40pts 2 15 P a g e 15 0 االهتحاى الىطني الوىحد للبنالىريا - الدورة اال ستدراك يت 2015 - الوىضىع -هادة : علىم الوهندش- شعبت العلىم والتننىلىجياث : هسلل العلىم والتننىلىجياث الوينانينيت RS 45 الصفحت Fig.1 Fig.2 Fig.4 Patin Champignon Table de roulement Face verticale Raccordement Fig.5 r Mouvement de rotation de la meule Trajectoire incurvée de la meule Fig.3 Meulage rectiligne Volet 2 : Présentation du support Mise en situation : La chaîne de préparation des rails de 80 m, à partir de rails de 8 m, est la suivante : On s’intéresse ici à l’opération de meulage des rails en finition qui se fait manuellement grâce à un système de meulage. Elle serait très simple si les deux extrémités des rails sont parfaitement alignées (Fig.1) et l’opérateur n'aurait qu'à effectuer un mouvement de va-et-vient de la meule pour enlever le surplus de métal laissé après l'ébavurage. En pratique, une telle situation idéale est toutefois très rare : dans la plupart des cas, les extrémités des rails sont légèrement décalées, aussi bien horizontalement que verticalement (Fig.2). Dans ce cas, un meulage rectiligne est inefficace, car le décalage d’origine sera toujours présent, soit à l’endroit du joint, soit en fin de course (Fig.3). Cette opération de meulage, effectuée manuellement, entraîne : - des imprécisions dimensionnelles et géométriques au niveau de la soudure ; - le non-respect de la quantité de rails produite dans les délais prévus. Actuellement, il y a une forte demande, exprimée par les services « contrôle qualité » des sociétés qui préparent les rails de 80 m, sur les mécanismes automatiques de meulage des rails qui permettent de remédier à ces problèmes précités. Afin de répondre à ce besoin exprimé, une équipe d’une société s’est chargée d’étudier, de concevoir et de fabriquer un mécanisme automatique de meulage des rails qui permettra de reconstituer rapidement le profil exact du champignon du rail (voir la section du rail Fig.4). Ce mécanisme rendra service à l’opérateur, effectuant le meulage en finition des rails grâce à une meule boisseau, en agissant sur les zones soudées. Pour ce faire, on doit générer, grâce au mécanisme automatique en question, les mouvements suivants : - un mouvement de coupe donné à la meule ; - un mouvement longitudinal de la meule par rapport au rail ; - un mouvement transversal de la meule, par rapport au rail, qui va reproduire le profil exact du rail, grâce à un système permattant le copiage de celui-ci. Ces différents mouvements sont ainsi obtenus par le mécanisme automatique de meulage proposé en avant projet DRess (Pages 13/18 et 14/18). Principe de fonctionnement : Le mécanisme automatique de meulage est constitué essentiellement d’un berceau DRess (Page 13/18), qui permet l’obtention des différents mouvements cités ci-dessus, et d’un bloc d’appui DRess (Page 14/18). Pour enlever un maximum de métal sur le joint de soudage, en diminuant ensuite régulièrement vers la fin de la course de la meule Fig.5 et (Fig.6 et Fig.7 page 3/18), celle-ci doit se déplacer suivant une trajectoire incurvée résultant d’un léger cintrage des deux colonnes de guidage (2). Approvisionnement en rails de 8 m Soudage des rails Ébavurage des rails Meulage des rails Stockage des rails de 80 m Redressage des rails 3 15 P a g e 15 0 االهتحاى الىطني الوىحد للبنالىريا - الدورة اال ستدراك يت 2015 - الوىضىع -هادة : علىم الوهندش- شعبت العلىم والتننىلىجياث : هسلل العلىم والتننىلىجياث الوينانينيت RS 45 الصفحت Fig.6 Léger cintrage de la colonne (2) F -F Effort exercé par les tirants 6 et 8 sur les traverses 1 Fig.7 x y z R Bloc d’appui Le cintrage de ces dernières est obtenu par l’inclinaison des traverses (1) due au rapprochement du tirant gauche (6) et du tirant droit (8) résultant de la rotation de l’écrou de tension (7) à taraudages inverses. Dans certains cas, le défaut de décalage est si important que même le cintrage maximal des colonnes de guidage (2) est insuffisant. Dans ce cas, le rail lui-même peut être alors cintré à l’aide du bloc d'appui (Fig.7). Le bloc d’appui DRess (Page 14/18) peut être déplacé, suivant l’axe z, afin de donner au rail son cintrage horizontal qui facilite le meulage de la face verticale du champignon. Ce bloc d’appui permet également de soulever légèrement le rail, suivant l’axe y, pour lui donner son cintrage vertical en vue de faciliter le meulage de la table de roulement (Fig.4 page 2/18). La tête de meulage (5) DRess (Page 13/18), qui comprend le moteur de meule M3 et la meule boisseau (3), est montée sur deux colonnes de guidage (2). Elle est rapprochée ou éloignée du rail au moyen d'un ensemble MR2 (moteur +réducteur) associé à une transmission vis-écrou. L'approche en avance rapide ainsi que la prise des passes sont programmées dans un variateur de vitesse électronique (non représenté). Ce dispositif électronique permet ainsi de régler la profondeur de passe et de compenser l'usure de la meule. Aussi, pour finir le meulage de la table de roulement (Fig.4 page 2/18), la tête de meulage (5) effectue un mouvement de va-et-vient longitudinal suivant l’axe x. Le chariot (4), portant la tête de meulage (5), est en liaison glissière avec les deux colonnes de guidage (2). Son mouvement de va-et-vient résulte du roulement sans glissement de la courroie crantée autour des deux poulies (13) dont le déplacement est commandé par l’entrée ou la sortie de la double tige du vérin hydraulique V3. Le cylindre de ce dernier est encastré, d’une part, sur les colonnes de guidage (2) et, d’autre part, sur le brin supérieur de la courroie crantée. Le basculement du berceau d’un angle de ±3° (DRess (Page 13/18)), autour de l’axe x, est obtenu par les roues à chaîne (11) commandées par le motoréducteur MR1. L’ensemble (Tête de meulage (5) + Chariot (4) + Colonnes de guidage (2)) s'appuie sur le profil du rail, par l’intermédiaire de deux palpeurs (12) maintenus en contact avec le rail grâce aux vérins V2, permettant ainsi à la meule (3) de copier, au niveau des soudures, le profil exact de la table de roulement, des faces verticales et des rayons de raccordement du champignon du rail (Fig.4 page 2/18). Volet 3 : Substrat du sujet Vous allez faire partie de l’équipe chargée de la validation des choix de quelques solutions constructives proposées dans l’avant-projet du mécanisme automatique de meulage. Situation d’évaluation n° 1 : Dans un premier temps, vous êtes appelés à comprendre et analyser le fonctionnement de quelques éléments du mécanisme automatique de meulage, à représenter graphiquement une solution constructive et visualiser son ordre de montage. Dans un deuxième temps, vous allez aborder, partiellement, la partie automatique du mécanisme. Pour cela, on vous demande d’effectuer les tâches suivantes : Tâche 11 : Pour comprendre le fonctionnement du mécanisme automatique de meulage, répondre aux questions du DR (Page 5/18). Tâche 12 : L’outil meule boisseau, utilisé pour effectuer le meulage en finition des rails au niveau des soudures, va subir une usure qui nécessitera souvent son démontage et montage. Vous êtes appelés à représenter graphiquement la solution constructive proposée à ce propos et uploads/Management/ rattrapage-bac-2015-sciences-de-lingenieur-stm.pdf