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Niveau : 3ème
secondaire
Section:
Science technique
Devoir de contrôle N°2
2011-2012
EPREUVE : TECHNOLOGIE
Génie mécanique
Durée : 2 heures
Montage de bridage
1 – Mise en situation
Le montage de bridage, représenté ci-
contre permet d’assurer la mise et le maintien en
position des boîtiers des raccords tournants pour la
réalisation des opérations de perçages, taraudages
et lamages radiaux).
Ce montage est constitué de :
- Un bras articulé fixé sur le montage qui
vient en appui sur la pièce.
- Une bride à nez rétractable fixée sur le
montage.
L’ensemble est monté sur un plateau tournant
d’un centre d’usinage 4 axes.
L’alimentation hydraulique se fait par les
tuyaux flexibles
2 – Fonctionnement de la bride à nez rétractable : (voir dessin d’ensemble et nomenclature)
La Bride à nez rétractable est un élément de serrage qui fonctionne avec de l’énergie hydraulique, elle est à double effet.
La sortie du nez de la bride s’effectue en 2 phases :
1er
Phase : Le nez de la bride vient en butée sur l’axe (11) d’un mouvement de translation rectiligne.
2ème
Phase : Le nez de la bride effectue ensuite un mouvement de rotation autours de cet axe.
En position de repos le nez de la bride est complètement rentré et de ce fait, l’opérateur peut soulever le bras articulé et
enlever la pièce usinée.
3 – Caractéristiques :
- Bride hydraulique :
Diamètre de la chambre : 40 mm
Course du piston : 31,6 mm
Pression maximum d’utilisation : 25 MPa
Temps de manœuvre : 1 seconde
Epaisseur maximum à serrer : 15,75 mm
Epaisseur minimum à serrer : 6,75 mm
- Pompe Hydraulique :
Pression maximale de la pompe = 25 Mpa
Débit Qv de la pompe = 2,4 l/min
Puissance de la pompe = 1000 W
- Régulateur de pression :
Pression de service : 7 MPa
Alimentation
Hydraulique par
flexibles
Bride à nez
rétractable
Bras articulé
Plateau tournant
d’un centre
d’usinage 4 axes
horizontal.
Boîtiers des raccords tournants
(Pièce à brider)
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Nomenclature de la bride à nez rétractable :
28 1 Ressort de compression Commerce
27 1 Plaquette plastique PA 11
26 1 Axe de chape C55
25 1 Chape C35
24 1 Goupille élastique, 4 x 35 Commerce
23 1 Segment de guidage de 18 Téflon
22 1 Bague anti-extrusion 18 - 21 Téflon
21 1 Joint torique 16,9 x 2,7
20 1 Douille S 275
19 3 Joint torique 35,6 x 3,6 Commerce
18 3 Bague anti-extrusion 34 - 40 Téflon
17 1 Segment de guidage de 40 Téflon
16 1 Piston Commerce
15 1 Nez de bride E<estampé
14 1 Lame de ressort
13 1 Vis sans tête à 6 pans creux M6-10 Commerce
12 1 Anneau élastique pour alésage, 40 x 1,75 Commerce
11 1 Axe C 55
10 4 Vis à tête fraisée fendue M3- 8
9 1 Plaquette avant EN AW- 2017
8 1 Vis sans tête à 6 pans creux M10-10 Commerce
7 4 Rondelle Grower W6 Commerce
6 4 Vis à tête cylindrique à 6 pans creux M 6 - 20 Commerce
5 2 Vis à tête fraisée fendue M 4 - 13 Commerce
4 3 Vis à tête cylindrique à 6 pans creux M 3 - 6 Commerce
3 1 Support de lame de ressort S 235
2 1 Corps de vérin EN-GJS-600-2
1 1 Tête de bride EN-GJS-600-2
Rep Nbre Désignation Matière Observation
Montage de bridage avec pièce à brider enlevée 3d de la bride à nez rétractable avec le ¼ enlevée
Bras articulé
Bride à nez
rétractable
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De
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Z
X
Y
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Nom : ………………….…. ….. Prénom : ………………..……………. Classe : 3ST5N° : ……
1) Analyse fonctionnelle globale :
En se référant au dossier de technique du système (montage de bridage), compléter l’actigramme de niveau A-0
2) Schéma cinématique :
2-1- On demande de compléter les classes d’équivalences cinématiques A, B et C par les pièces suivantes :
2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 24, 25, 26
A = {1, 20, 6, 7, …………………………………..…………………..
B = {16, ……………………………………………………………….
C = {15}
D = {Bras articulé}
C – Eléments déformables et exclus = {14,17, 18, 19, 21, 22, 23, 28, 27}
2-2- En vous aidant du schéma cinématique ci-
contre, on vous demande de compléter le tableau
suivant en indiquant les degrés de liberté (par « 1 »
s’il existe et par « 0 » s’il n’existe pas), le nom des
liaisons ainsi que les classes d’équivalences
concernées.
Liaison Liaison entre …
Degrés de liberté
Nom de la liaison
Rx Ry Rz Tx Ty Tz
L 1 A et B 1 0 0 1 0 0 Pivot glissant
L 2
L 3
L 4
L 5
Schéma cinématique minimum du montage de bridage en phase de serrage
Montage de bridage
0
Y
X Z
L3
C
A
Montage de bridage.
B
L4
L2 L1
Pièce à brider
L5 D
1
1
2
Energie hydraulique Ordre Réglage
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b
c
d
3) Etude statique :
Hypothèses : - Le poids des pièces est négligé.
- Les liaisons sont supposées parfaites (sans frottement).
- L’action de la lame de ressort Rep 14 et du ressort 28 est négligée.
On donne : - Pression de service = 7 MPa
- Diamètre du piston rep (16) est égal à 40 mm
3-1) Etude de l‘équilibre de l’ensemble B : On isole le l’ensemble B
3-1-a : On demande de déterminer l’effort de poussée
du vérin (prendre la pression de service pour les calculs).
Faite apparaître vos calculs
…………………………….……
…………………………….……
…………………………….…… 3-1-b : Compléter la phrase suivante :
L’ensemble B est en équilibre sous l’action ………………………………………………………… ., ces
……………………………….. sont ……………………………………………………
3-1-c : Représenter, sur l’ensemble B ci-dessus, les actions mécaniques extérieures.
Résultats : = …………….. ………………………
3-2) Etude de l’équilibre du nez (15) : On isole le nez (15):
3-2-a : Compléter la phrase suivante :
Le nez (15) est en équilibre sous l’action ………………………………………….……………….., ces
………………………………….. sont ……………………………………………………………………………..
3-2-b : Représenter, sur le dessin ci-dessous, les actions mécaniques extérieures.
3-2-c : Faite vos tracés ci-dessous (Echelle pour les tracés : 1 mm pour 100 N)
Résultats : = …….. ………………………
a b
2
3
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3-3) Etude de l‘équilibre le bras articulé du montage de bridage :
On isole le bras articulé du montage de bridage :
On suppose que la norme de ll F15/bras ll = 5000N
3-3-a : Compléter la phrase suivante :
Le bras articulé est en équilibre sous l’action ……………………………………………………….., ces
……............................. sont …………………………………………..
3-3-b : Représenter, sur le dessin ci-dessous, les actions mécaniques extérieures.
3-3-c : Faite vos tracés ci-dessous et déterminer les efforts aux points G et F. (Echelle pour les tracés : 1 mm pour 200 N)
Résultats : = …….. ………………………
3-3-d : Déterminer par la méthode algébrique les efforts aux points G et F.
Faire apparaître vos calculs.
…………………………………………………………………………………..…………
…………………………………………………………………………………..…………
…………………………………………………………………………………..…………
…………………………………………………………………………………..…………
…………………………………………………………………………………..…………
…………………………………………………………………………………..…………
c
x
y
Point G contact pièce à serrer /bras
Point F, centre de la liaison pivot de A/Bras
Point C, contact nez (15)/ bras
P
F 15/Bras
3
2
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4) Dessin de définition : On donne à l’échelle 1 :1, la vue de face et le dessin en 3D du nez (15), on demande de représenter au crayon et aux instruments :
- La vue de dessus
- La section B-B
5) Conception :
La fixation de la bride sur la semelle d’appui est susurrée par 4
vis CHC M8 entièrement fileté.
Compléter le dessin en coupe C-C en représentant une seule vis,
(l’autre vis est supposée enlever)
x
b1=
d
c
l
d b1 c l 4 4 7 6-8-10-12-16-20
5 5 8,5 8-10-12-16-20
6 6 10 10-12-16-20-25
8 8 13 12-16-20-25-30
Vis à tête cylindrique à six pans creux
(symbole HC)
3
3
18