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République Tunisienne Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche

République Tunisienne Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université de Sfax Ecole Nationale d’Ingénieurs de Sfax Département de Génie des Mécanique Master de Recherche en Génie Mécanique Elaboré par : Helmi CHAABENE Mohamed Yassin BOUAZIZ Rapport de projet en Mécanique Vibratoire BOL VIBRANT Encadrants : M. Taher FAKHFAKH Encadrant académique (ENIS) Année universitaire : 2020 – 2021 Sommaire Chapitre 1 : Recherche bibliographique .............................................................................. 5 I. Introduction ........................................................................................................... 2 II. Qu’est-ce qu’un bol vibrant ou alimentateur vibrant ? ......................................... 2 III. Le principe du bol vibrant ..................................................................................... 3 IV. Les différentes technologies du Bol Vibrant ......................................................... 3 1. Cuve à gradins ....................................................................................................... 3 2. Cuve conique ......................................................................................................... 3 3. Cuve cylindrique ................................................................................................... 4 4. Les différents types de finition .............................................................................. 4 Chapitre 2 : Etude et conception .......................................................................................... 5 I. Introduction ........................................................................................................... 6 II. Description du bol vibrant ..................................................................................... 6 III. Modélisation de son comportement ...................................................................... 7 1. Les déplacements possibles du bol ....................................................................... 7 2. La déformation des lames ressort et les déplacements de l’extrémité fixé au bol 8 3. La raideur de l’une des lames ressort .................................................................... 8 4. La masse et le moment d’inertie autour l’axe de révolution du bol ...................... 8 5. La (ou les) équation(s) du mouvement du système ............................................. 10 6. La raideur à la flexion et la raideur à la torsion de la lame ressort ..................... 11 7. Le module d’accélération .................................................................................... 11 IV. Mise en équation du mouvement de la piste ....................................................... 12 1. Hypothèses de calculs ......................................................................................... 12 2. Trajectoire de la piste .......................................................................................... 13 3. Accélération de la piste ....................................................................................... 14 V. Mise en équation du mouvement de la masse sur la piste................................... 15 1. Hypothèses de calculs ......................................................................................... 15 2. Etape 1 : Repos relatif ......................................................................................... 15 3. Etape 2 : Glissement en avant de la masse sur la piste ....................................... 16 4. Etape 3 : Saut de la masse ................................................................................... 18 5. Etape 4 : Glissement en arrière de la masse sur la piste...................................... 18 VI. Conception .......................................................................................................... 18 Conclusion Générale .......................................................................................................... 20 Bibliographie et Webographie ........................................................................................... 56 Liste des figures Figure 1: photo d’un bol vibrant ......................................................................................................... 2 Figure 2: cuve à gradins ..................................................................................................................... 3 Figure 3: cuve conique ....................................................................................................................... 4 Figure 4: cuve cylindrique .................................................................................................................. 4 Figure 5: schéma descriptif du bol vibrant ......................................................................................... 6 Figure 6: représentation des déplacements du bol .............................................................................. 7 Figure 7:représentation des angles de déformation des lames ............................................................ 7 Figure 8: schéma de déplacement de la lame ..................................................................................... 8 Figure 10: Hypothèse réalisée concernant la forme du bol vibrant .................................................. 12 Figure 11: le vitesse et l'accélération de la piste ............................................................................... 12 Figure 12: Schéma récapitulatif des forces exercées sur la masse pendant la 1ère étape ................. 16 Figure 13: Schéma récapitulatif des forces exercées sur la masse pendant la 2ème étape ............... 17 Figure 14: Schéma récapitulatif des forces exercées sur la masse pendant la 3ème étape ............... 18 Figure 15: les captures de la conception du bol vibrant ................................................................... 19 Chapitre 1 : Recherche bibliographique Chapitre 1 : Recherche bibliographique Rapport de projet Mécanique vibratoire 2 I. Introduction Dans ce chapitre, on s’intéressera à la réalisation d’une recherche bibliographique concernant les bols vibrants. En effet, il existe deux grands types de transporteurs vibrants : le transporteur vibrant linéaire et le bol vibrant. Ce dernier est une machine ayant la forme d’un bol très utilisée dans le milieu industriel. En effet, cette machine détient de nombreux avantages pour augmenter la productivité. Les raisons sont très simples : cette machine permet d’aligner des pièces plus ou moins volumineuses sur un rail pour les rediriger vers un autre centre de production. Ainsi, en investissant dans ce type de transporteur, l’entreprise économise un coût de main d’œuvre non négligeable. Il est commercialisé de nombreux type de bol vibrant comportant des caractéristiques différentes : elles sont répertoriées selon le rayon du bol ; la hauteur du bol ; le diamètre du rail ; la fréquence de rotation ; etc. En effet, suivant les besoins de l’entreprise ; le bol vibrant doit s’adapter aux caractéristiques des composants transportés. II. Qu’est-ce qu’un bol vibrant ou alimentateur vibrant ? Un bol vibrant permet de distribuer et positionner en automatique des pièces industrielles afin de les mettre à disposition d’une machine d’assemblage, d’une machine spéciale, d’une main de préhension robot, d’une machine de conditionnement ou d’une machine de contrôle. Il aide à l’automatisation des processus industriels. Il est utilisé pour les domaines d’activité cosmétique, pharmaceutique, automobile, électromécanique, agroalimentaire… Figure 1: photo d’un bol vibrant Chapitre 1 : Recherche bibliographique Rapport de projet Mécanique vibratoire 3 III. Le principe du bol vibrant Un alimentateur vibrant industriel est composé d’une cuve (où sont déposées les pièces en vrac) et d’une base vibrante. Cette dernière génère une vibration grâce à un électro-aimant fixé à l’armature. Ensuite lorsque l'ensemble est mis sous tension, la force magnétique créée permet d’attirer et de relâcher l’armature de manière répétitive (en fonction de la fréquence de vibration du courant). Le mouvement de va-et-vient ainsi produit fait avancer les pièces stockées dans la cuve, le long de rampes hélicoïdales. Des guides placés le long du parcours rejettent les pièces à distribuer non conformes ou mal orientées. De sorte qu'en sortie du bol vibrant, les pièces arrivent toutes dans la bonne position pour alimenter la machine ou le rail vibrant. IV. Les différentes technologies du Bol Vibrant Les Bols Vibrants sont équipés de cuve en acier inoxydable de différentes types : type conique, type cylindrique ou type à gradins : 1. Cuve à gradins Permet la distribution de nombreux composants par l'ajout de sélections usinées Figure 2: cuve à gradins 2. Cuve conique Permet la distribution de composants légers ou lourds à faible enchevêtrement par une sélection naturelle Chapitre 1 : Recherche bibliographique Rapport de projet Mécanique vibratoire 4 Figure 3: cuve conique 3. Cuve cylindrique Standard ou spéciale sur plan, avec recyclage en extérieur favorisant la réalisation de plusieurs conduits (cette particularité permet aussi le retour sur un conduit pour des hautes cadences). Figure 4: cuve cylindrique 4. Les différents types de finition Plusieurs types de finitions sont possibles sur nos cuves : (Selon les contraintes, nous avons différents revêtements et finitions) : – Polissage miroir – Sablage – Microbillage – Revêtement habasit – Revêtement polyuréthane projeté – Revêtement téfloné Chapitre 2 : Etude et conception . Chapitre 2 : Etude et conception Rapport de projet Mécanique Vibratoire 6 I. Introduction Le bol vibrant est un « système d’alimentation de pièces », permettant de mener des pièces préalablement stockées en vrac jusqu’au poste de travail où elles sont nécessaires. C’est une machine d’utilité courante dans l’industrie car elle est l’un des systèmes les plus performants pour réaliser l’alimentation des postes de travail de façon automatique. Rappelons que cette capacité à un impact important sur l’efficacité du système de production. En effet, la productivité est directement liée à la rapidité d’alimentation en pièces qui permet la réduction des temps improductifs et du coup de main d’œuvre. Les bols vibrants sont d’ailleurs utilisés dans un tous les domaines de production industrielle car ils permettent le transport d’une grande quantité de matériaux ; que se soit de la poudre, des grains, des pièces rigides ou déformables. II. Description du bol vibrant Un bol vibrant est composé de quatre parties principales : La base, la cuve, trois ensembles de ressorts et une ou des bobines. Figure 5: schéma descriptif du bol vibrant La base est un élément lourd souvent muni de pieds en caoutchouc afin d‘éviter la propagation des vibrations aux équipements proches du bol. C’est sur cette base que le système repose. Les pièces à distribuer sont stockées dans la cuve puis montent le long de la piste (ou des pistes) hélicoïdale(s) situées le long de cette cuve. Des obstacles sont placés en Chapitre 2 : Etude et conception Rapport de projet Mécanique Vibratoire 7 Certains endroits de la piste afin de rejeter les pièces qui n’ont pas la bonne forme ou sont mal orientées. Il arrive aussi que ce tri s’effectue à la sortie du bol par des dispositifs mécaniques. Cette cuve est rigide. En effet elle et généralement fabriquée soit en acier soudé, soit en aluminium moulé ou encore en plastique rigide. Les ensembles de ressorts à lames inclinées servent à maintenir la cuve à une certaine distance de la base. Ils sont au minimum trois et sont encastrés à intervalles réguliers le long de la circonférence de la cuve. Les bobines électromagnétiques ont pour rôle d‘induire le mouvement vibratoire. Ces bobines sont liées à la base. Lorsqu’elles reçoivent du courant électrique, il se crée un champ magnétique qui va attirer une plaque liée à la cuve. On obtient ainsi un mouvement périodique d’attraction et de répulsion de la plaque qui dépend de la fréquence et de l’amplitude de la tension d’alimentation. Cette plaque étant liée à la cuve ; il s’ensuit un fléchissement des ressorts qui provoque un mouvement simultanément vertical et de torsion de l’ensemble autour de l’axe vertical de la cuve. III. uploads/Science et Technologie/ rapport-vibratoire-fini 1 .pdf