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PRESENTATIONLa communaut Creusot-Montceau a, de part la loi du 13 juillet 1992 portant sur les communauts urbaines, comptence en matire de gestion des dchets mnagers. Dans le cadre de sa politique de protection de lenvironnement par valorisation et rduction de la mise en dcharge des dchets, le traitement des dtritus a t confi Creusot Montceau Recyclage. Socit dconomie mixte, Creusot Montceau Recyclage a assur en 2004 le traitement de 53 407 tonnes de dchets, le taux global de valorisation des produits reus stablissant 71 % Le traitement, le recyclage et la valorisation des dchets mnagers seffectuent, soit par tri mcanique, soit par tri manuel. Ltude propose porte sur le Cylindre Bio Racteur Systmique, aussi appel Cylindre BRS, de la filire tri mcanique, permettant le traitement des dchets bruts grce une tape de fermentation thermophile arobie denviron trois jours.

Prsentation

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FILIERE TRI MECANIQUELes dchets stocks dans une fosse de 500 m3 sont prlevs par un grappin et lchs au-dessus du bouclier d'entre du cylindre bioracteur. Un systme d'arrosage humidifie les dchets entrants afin d'optimiser les conditions de dgradation. De plus, un systme d'insufflation d'air maintient une oxygnation permanente de la masse composter. Les dchets restent environ 72 heures dans ce cylindre bioracteur pour une dgradation acclre. A la sortie, la matire organique est dirige vers le trommel qui spare les lments par taille (trois grilles de mailles rondes de 12, 20 et 180 mm). Les lments lourds du compost sont tris par rebond sur des tles balistiques. Un overband rcupre l'acier de fractions comprises entre 20 et 180 mm. Un sparateur non ferreux rcupre laluminium par phnomne dinduction. Une fois affin, le compost est stock pendant trois mois sur une aire de maturation avant sa commercialisation.

Ordures mnagres

Dchets Fosse de dchargement en mlange Cylindre Bio Racteur

Refus des lments ferreux Dchets ferments Tri Mcanique Compost Refus des matires inertes (verre, plastique, corps durs) Hall dAffinage Compost affin

Aire de Maturation pendant 3 mois

Compost commercialisable

Prsentation

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ANALYSE FONCTIONNELLE

Rpondre aux questions suivantes sur le document rponse n 1, page 10.

Question n A1 : Complter le diagramme A-0 relatif la filire tri mcanique, en plaant correctement les termes suivants : - Modes de marches et darrts - Ordures mnagres - Rglages - Elments ferreux - Compost commercialisable - Eau et air - Energies lectrique et hydraulique - Matires inertes - Traiter et trier des dchets - Pertes nergtiques

Question n A2 : En vous aidant du Document Ressource n 1, page 5, complter le synoptique de la chane de transmission actuelle du cylindre BRS.

Rpondre la question suivante sur le document rponse n 2, page 11.

Question n A3 : En vous aidant des Documents Ressource n 1 et 2, page 5 et 6, complter le schma cinmatique minimal de la chane de transmission actuelle du cylindre BRS.

Analyse Fonctionnelle

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En fonctionnement normal, nous pouvons considrer que le cylindre, pesant dj vide 270 tonnes, ne peut pas contenir plus de la moiti de son volume interne en dchets. Compte tenu du taux dhumidit ncessaire pour une bonne fermentation, la masse volumique des dchets est denviron 1 kg/dm3. Le cylindre et ses dchets sont supports par 4 galets de roulement, chaque galet de roulement tant guid en rotation par 2 roulements rotule sur rouleaux : voir Documents Ressource n 4 et 5, pages 8 et 9.

Rpondre aux questions suivantes sur le document rponse n 3, page 12.

Question n A4 : A partir des caractristiques dimensionnelles du cylindre donnes dans le Document Ressource n 3, page 7, et des hypothses ci-dessus, dterminer le volume maximal VMax de dchets que peut contenir le cylindre. Question n A5 :, Calculer la masse maximale MMax de dchets que peut contenir le cylindre. Question n A6 : Dterminer alors la masse totale MTotale du Cylindre avec ses dchets. Question n A7 : En dduire le poids maximal PMax du Cylindre avec ses dchets. Question n A8 : En vous aidant du Document Ressource n 4, page 8, et du montage de roulements dun galet donn dans le Document Ressource n 5, page 9, dterminer la charge dynamique de base C que peut supporter un roulement rotule sur rouleaux qui compose le montage de roulements des galets. Question n A9 : Compte tenu des hypothses ci-dessus, et des rponses aux questions prcdentes, les 4 galets peuvent-ils supporter le Cylindre et ses dchets ? Justifier votre rponse. Question n A10 : En vous aidant du Document Ressource n 5, page 9, analyser, en suivant le document rponse n 3, page 12, le montage de roulements dun galet.

Analyse Fonctionnelle

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DOCUMENT RESSOURCE N 1 Dessin dEnsemble : Cylindre BRS + Transmission

Document Ressource - Analyse Fonctionnelle

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DOCUMENT RESSOURCE N 2 Liaisons Mcaniques Elmentaires (NF EN 23952)Nom de la liaison Encastrement ou Fixe Degrs de libert (d.d.l) Mouvements relatifs Translation Rotation Translation Rotation Translation Rotation Translation Hlicodale Symbole Reprsentation plane Perspective

0 1 1

Pivot

Glissire

1

RotationTranslation et rotation conjugues

Pivot glissant

2 2 3 3 4 4 5

Translation Rotation Translation Rotation Translation Rotation Translation Rotation Translation Rotation Translation Rotation Translation Rotation 6

Sphrique doigt

Appui plan

Rotule ou sphrique Linaire annulaire ou sphre-cylindre

Linaire rectiligne

Ponctuelle ou Sphre-plan


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DOCUMENT RESSOURCE N 3 Dessin dEnsemble : Cylindre BRS + Couronne


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DOCUMENT RESSOURCE N 4 Galet Support du Cylindre BRS

Roulements Rotule sur Rouleaux

Dimensions d 280 300 320 340 360 D mm 500 540 580 620 650 B 130 192 208 224 232

Charges de base Vitesses limite Dynamique Statique C C0 Graisse Huile kN tr/min 2 700 3 750 800 1 000 3 900 5 850 530 670 3 850 6 700 500 630 4 490 7 800 430 530 4 660 8 300 400 500

Masse kg 115 190 240 295 335

Symboles 22256 CC 23260 CC 23264 CC 23268 CA 23272 CA


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DOCUMENT RESSOURCE N 5 Dessin dEnsemble : Galet Support du Cylindre BRS


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DOCUMENT REPONSE N 1 ANALYSE FONCTIONNELLEQuestion n A1 : Diagramme A-0 relatif la filire tri mcanique :

A-0

Filire tri mcanique

Question n A2 : Synoptique de la chane de transmission actuelle du cylindre BRS :

Moteur lectrique

Accouplement lastique

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Document Rponse - Analyse Fonctionnelle

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DOCUMENT REPONSE N 2 ANALYSE FONCTIONNELLEQuestion n A3 : Schma cinmatique minimal de la chane de transmission actuelle du cylindre BRS :

Moteur lectrique

Poulie motrice

Bti

Poulie rceptrice Pignon Rducteur CMD Accouplement

Cylindre BRS

Couronne dentranement

Document Rponse - Analyse Fonctionnelle

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DOCUMENT REPONSE N 3 ANALYSE FONCTIONNELLEQuestion n A4 : Volume maximal VMax de dchets dans le cylindre : Expression analytique : VMax = Application numrique : VMax = m3

Question n A5 : Masse maximale MMax de dchets dans le cylindre : Expression analytique : MMax = Application numrique : MMax = tonnes

Question n A6 : Masse totale MTotale du Cylindre avec ses dchets : Expression analytique : MTotale = Application numrique : MTotale = tonnes

Question n A7 : Poids maximal PMax du Cylindre avec ses dchets : Expression analytique : PMax = Application numrique : PMax = N

Question n A8 : Charge dynamique de base C dun roulement rotule : Diamtre intrieur du roulement : d = mm Charge dynamique de base : C = N

Question n A9 : Les 4 galets peuvent-ils supporter le Cylindre et ses dchets ? Question n A10 : Analyse du montage de roulements dun galet : Type de montage : Arbre tournant ou Logement tournant ou ou Avec jeu Avec jeu (1) (1) (1)

Bagues intrieures montes : Bagues extrieures montes :

Serres Serres

Nombre darrts axiaux sur les bagues intrieures des roulements : . (1) : rayer la mauvaise rponse et entourer la bonneDocument Rponse - Analyse Fonctionnelle 12

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MECANIQUEC.M.R. dsire investir dans une transmission hydraulique permettant une rgulation plus souple de la vitesse de rotation du cylindre. Afin deffectuer les choix technologiques pour la nouvelle transmission, on vous demande de vrifier les caractristiques de linstallation existante : caractristiques techniques donnes dans le Document Ressource n 6, page 14.

Rpondre aux questions suivantes sur le document rponse n 4, page 15. Question n M1 : Dterminer le rapport de rduction rPC de la transmission par poulies courroies. Question n M2 : Dterminer le rapport de rduction rSRC de lengrenage compos du pignon de commande (mont sur larbre de sortie du rducteur) et de la couronne fixe sur le cylindre. Question n M3 : Dterminer le rapport de rduction global rG de la chane de transmission actuelle du cylindre (ne pas oublier de tenir compte du rapport de rduction rCMD du rducteur CMD). Question n M4 : Calculer la frquence de rotation mini NCyl min et la frquence de rotation maxi NCyl Max du cylindre BRS.

Rpondre aux questions suivantes sur le document rponse n 5, page 16. Question n M5 : Calculer la vitesse angulaire wPignon du pignon dentranement, sachant que ce dernier a une frquence de rotation de 6,26 tr/min, lorsque le moteur tourne 1 500 tr/min. Question n M6 : Calculer la puissance PP dveloppe par le pignon dentranement, sachant que la valeur du couple CP engendr par le pignon dentranement est de 12 700 daN.m, lorsque le moteur tourne 1 500 tr/min. Question n M7 : Dterminer le rendement global G de la chane de transmission du cylindre BRS, sachant que la puissance PP restitue par le pignon dentranement est de 83 250 W, lorsque le moteur tourne 1 500 tr/min.

Mcanique

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DOCUMENT RESSOURCE N 6 Transmission Actuelle du Cylindre BRSLinstallation actuelle est compose comme suit :

- un moteur lectrique 2 vitesses LEROY SOMER, type LS 315 LA : PM = 75 kW PM = 110 kW 750 tr/min 1500 tr/min

- une transmission par poulies courroies COLMANT : Poulie motrice : primitif = 334 mm Poulie rceptrice : primitif = 500 mm 5 courroies VECO 200

- un rducteur CMD, type PL3C 225H : Rapport de rduction rCMD = 1/160 - un pignon de commande (mont sur larbre de sortie du rducteur) : Nombre de dents : ZP = 20 dents Module m = 42 mm - une couronne dentranement (fixe sur le cylindre) : Nombre de dents : ZC = 130 dents Module m = 42 mmDocument Ressource - Mcanique 14

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DOCUMENT REPONSE N 4 MECANIQUE

Question n M1 : Rapport de rduction rPC de la transmission par poulies courroies : Expression analytique : rPC = Application numrique : rPC =

Question n M2 : Rapport de rduction rSRC de lengrenage compos du pignon de commande et de la couronne : Expression analytique : rSRC = Application numrique : rSRC =

Question n M3 : Rapport de rduction global rG de la chane de transmission actuelle du cylindre : Expression analytique : rG = Application numrique : rG =

Question n M4 : Frquence de rotation mini NCyl rotation maxi NCyl Max du cylindre BRS : Expression analytique : NCyl min =

min

et la frquence de

Application numrique : NCyl min = tr/min

Expression analytique : NCyl Max =

Application numrique NCyl Max = tr/min

Document Rponse - Mcanique

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DOCUMENT REPONSE N 5 MECANIQUEQuestion n M5 : Vitesse angulaire wpignon du pignon dentranement : Expression analytique : wpignon = rad/s Application numrique : Npignon = 6.26 tr/min wpignon = rad/s

Question n M6 : Puissance PP dveloppe par le pignon dentranement : Expression analytique : PP = W Application numrique : CP = 12 700 daN.m PP = W

Question n M7 : Rendement global G de la chane de transmission du cylindre BRS : Expression analytique : G = Application numrique : PP = 83 250 W G =

Document Rponse - Mcanique

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HYDRAULIQUELinvestissement dans une nouvelle transmission hydraulique ayant t effectu, on vous demande de vrifier les nouvelles performances du cylindre BRS. Pour cela on vous demande, dans un premier temps, dtudier le Circuit de Puissance du Cylindre BRS. Rpondre aux questions suivantes sur le document rponse n 6, page 26. Question n H1 : En vous aidant des Documents Ressource n 8 et 9, pages 20 et 21, donner le type, la frquence de rotation NM et la puissance PM du moteur lectrique du circuit de puissance du Cylindre BRS. Question n H2 : En vous aidant des Documents Ressource n 8 et 10, pages 20 et 22, retrouver le type et la cylindre Cp de la pompe hydraulique du circuit de puissance du Cylindre BRS. Question n H3 : A partir des donnes prcdentes, calculer le dbit Qp fourni par la pompe hydraulique, sachant que celle-ci est accouple directement au moteur lectrique (mme vitesse de rotation). Question n H4 : En vous aidant des Documents Ressource n 8 et 11, pages 20 et 23, retrouver le type, la cylindre mini Cylmin et la cylindre maxi CylMax du moteur hydraulique cylindre variable du circuit de puissance du Cylindre BRS. Question n H5 : Vrifier des rsultats prcdents que la plage de la frquence de rotation du moteur hydraulique se situe entre 780 et 3 900 tr/min. Rpondre aux questions suivantes sur le document rponse n 7, page 27. Question n H6 : En vous aidant du Document Ressource n 8, page 20, donner le type du rducteur trains picyclodaux. Le rapport de rduction rRTE est de 1/234. Question n H7 : Sachant que : - la plage de la frquence de rotation du moteur hydraulique se situe entre 780 et 3 900 tr/min, - le rapport de rduction rSRC de lengrenage compos du pignon de commande (mont sur larbre de sortie du rducteur) et de la couronne fixe sur le cylindre est toujours de 2/13, Calculer la frquence de rotation mini NCyl min et la frquence de rotation maxi NCyl Max du cylindre BRS. Question n H8 : La transmission hydraulique convient-elle ?Hydraulique 17

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Aprs 6 000 heures de fonctionnement, une dfaillance sest produite sur le rducteur trains picyclodaux de la nouvelle transmission hydraulique du cylindre. Aprs dmontage du rducteur, CMR sest rendu compte que celui-ci ntait compos que de trois tages au lieu des quatre initialement prvus au contrat. La mise en service du rducteur quatre tages implique une modification au niveau de son systme de refroidissement. On vous demande donc de redimensionner correctement les diffrents composants, et principalement la pompe engrenage permettant de fournir un dbit dhuile suffisant de ce circuit de refroidissement.

Rpondre aux questions suivantes sur le document rponse n 7, page 27. Question n H9 : En vous aidant du Document Ressource n 7, page 19, donner le nom et la fonction des composants suivants : - repre (45), - repre (38), - repre (51), - repre (26-2). Question n H10 : En vous aidant des Documents Ressource n 8, 12 et 13, pages 20, 24 et 25, donner les caractristiques de la pompe engrenage (31) permettant de fournir un dbit suffisant dans le circuit de refroidissement du rducteur 3 tages.

Aprs tude du circuit de refroidissement du rducteur quatre tages, on sait que la nouvelle pompe devra fournir un dbit de lordre de 0,44 m3/heure.

Question n H11 : En vous aidant du Document Ressource n 13, page 25, donner la rfrence de cette nouvelle pompe engrenage.

Hydraulique

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DOCUMENT RESSOURCE N 7 Schma du Circuit de Refroidissement du Rducteur de la Nouvelle Transmission Hydraulique

Document Ressource - Hydraulique

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DOCUMENT RESSOURCE N 8 Nomenclature Partielle du Schma Hydraulique de la Nouvelle Transmission Hydraulique

Circuit de Puissance du cylindre BRSRepre Elments ne figurant pas sur le schma partiel de la page 19 23 24 25 47 Nombre 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 Dsignation Rservoir 250 l Manomtre 0-400 bar Moteur lectrique Accouplement Pompe Connecteur Elment filtrant Limiteur de pression Moteur hydraulique Distributeur clapet Rducteur Gicleur Rfrence 3MS1017M3A 63 1-6 G1/4 LS 315 SP ROTEX 75 GG 90 R 130 KA 670851 317883 RDA-LCN 51 V 250 DTDA-MHN/770 RR 12500 T MC 1/234 HGM 2L 16GH200 Marque FLUIDEXPERT FIMET LEROY SOMER KTR SAUER SUN SAUER SUN REGGIANA FP HYDRAU

Circuit de Refroidissement du Rducteur 2526-1 26-2 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 45 46 48 51 52 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Thermostat 38C Clapet 0,4 bar Moteur lectrique Lanterne Accouplement Pompe engrenage Rservoir 65 l Aro-rfrigrant Filtre Elment filtrant Indicateur de colmatage Clapet by-pass Niveau lectrique Filtre retour Elment filtrant Indicateur de colmatage Niveau visuel Vanne de vidange Bloc alu Vanne Gicleur 0,6 mm A12-052 A12-056 HSN 3L 06G04M LS 100 L LS 252 ND13 P1 BAN 2004 OKO19-R65 OK-ELC1H/1.0/400V HH 0330 P22 RB1 HC 9800 FKT 4H RC960MZ090H RA 04300R A4-211 F2-003 F2-022 F10-001 A1-002 A1-005 M/F BP A04-B2 HZN 05R991910 BKHR WS08W-01M HGM 2L 0,6 EDH EDH FP HYDRAU LEROY SOMER EDH EDH HPI FLUIDEXPERT HYDAC PALL GROMELLE EDH EDH EDH EDH SFERACO STERLING VMF STAUFF HYDAC FP HYDRAU


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DOCUMENT RESSOURCE N 9 Moteurs Asynchrones Triphass LS

LS 56 L LS 63 M LS 63 M LS 63 M LS 63 M LS 63 M LS 63 M LS 71 L LS 71 L LS 71 L LS 80 L LS 80 L LS 80 L LS 90 S LS 90 L LS 90 L LS 100 L LS 100 L LS 112 M LS 132 S LS 132 M LS 132 M LS 160 MP LS 160 LR LS 180 MT LS 180 LR LS 200 LT LS 225 ST LS 225 MR LS 250 MP LS 280 SP LS 280 MP LS 315 SP LS 315 MP LS 315 MR

Puissance Vitesse Couple Intensit Courant Facteur Rendement Masse nominale nominale nominal nominale dmarrage de 50 Hz / courant puissance IM B3 PN NN CN IN(400 V) nominal cos % kg kW min-1 N.m A ID/IN 0.09 1400 0.6 0.39 0.6 55 3.2 4 0.12 1380 0.8 0.44 0.7 56 3.2 4.8 0.12 1375 0.8 0.44 0.77 56 3 4.8 0.18 1390 1.2 0.64 0.65 62 3.7 5 0.18 1410 1.2 0.62 0.75 63 3.7 5 0.25 1390 1.6 0.85 0.65 65 4 5.1 0.25 1390 1.6 0.85 0.65 65 4 5.1 0.25 1425 1.7 0.8 0.65 69 4.6 6.4 0.37 1420 2.5 1.06 0.7 72 4.9 7.3 0.55 1400 3.8 1.62 0.7 70 4.8 8.3 0.55 1400 3.8 1.6 0.74 67 4.4 8.2 0.75 1400 5.1 0.77 70 4.5 9.3 0.9 1425 6 2.44 0.73 73 5.8 10.9 1.1 1429 7.4 2.5 0.84 76.8 4.8 11.5 1.5 1428 10 3.4 0.82 78.5 5.3 13.5 1.8 1438 12 4 0.82 80.1 6 15.2 2.2 1436 14.7 4.8 0.81 81 6 20 3 1437 20.1 6.5 0.81 82.6 6 22.5 4 1438 26.8 8.3 0.83 84.2 7.1 24.9 5.5 1447 36.7 10.9 0.85 85.7 6.5 36.5 7.5 1451 49.4 15.2 0.82 87 7 54.7 9 1455 59.3 18.1 0.82 87.7 6.9 59.9 11 1456 72.2 21.1 0.85 88.4 7.7 70 15 1456 98.8 28.8 0.84 89.4 8.3 78 18.5 1456 121 35.2 0.84 90.3 7.6 100 22 1456 144 41.7 0.84 90.7 7.9 112 30 1460 196 56.3 0.84 91.5 6.6 165 37 1468 241 68.7 0.84 92.5 6.3 205 45 1468 293 83.3 0.84 92.8 6.3 235 55 1480 355 101 0.84 93.6 7.1 340 75 1482 483 137 0.84 94.2 7.3 445 90 1482 580 164 0.84 94.4 7.6 495 110 1484 708 197 0.85 94.8 7 670 132 1484 849 236 0.85 95 7.6 750 160 1484 1030 236 0.85 95 7.7 845


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DOCUMENT RESSOURCE N 10 Pompes Hydrauliques SAUER Sries 90

DONNEES TECHNIQUESUnits 030 Cylindre cm3 30 -1 mini 500 min Vitesse nominale min-1 4 200 angulaire Maxi min-1 4 600 dentr Maxi min-1 5 000 admissible Couple thorique Nm/bar 0.48 Moment dinertie kg m2 0.0023 28 Masse kg 042 42 500 4 200 4 600 5 000 055 55 500 3 900 4 250 4 700 Types 075 100 75 100 500 500 3 600 3 300 3 950 3 650 4 300 4 000 130 130 500 3 100 3 400 3 700 180 180 500 2 600 2 850 3 150 250 250 500 2 300 2 500 2 750

0.67 0.88 1.19 1.59 2.07 2.87 3.97 0.0039 0.0060 0.0096 0.0150 0.0230 0.0380 0.0650 34 40 49 68 88 136 154


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DOCUMENT RESSOURCE N 11 Moteurs Hydrauliques SAUER Sries 51

DONNEES TECHNIQUESUnits Capacit maxi Capacit mini Dbit Dbit maxi Puissance maxi Masse Moment dinertie Vg max Vg min Q Q max P max m J cm3 cm3 l/min l/min kW kg Kg m2 060 60.0 12.0 216 264 336 28 0.0046 080 80.7 16.1 250 323 403 32 0.0071 Types 110 109.9 22.0 308 396 492 44 0.0128 160 160.9 32.2 402 515 644 56 0.0234 250 250.0 50.0 550 675 850 86 0.0480


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DOCUMENT RESSOURCE N 12 Pompes Hydrauliques Engrenage HPI

CODIFICATION DES POMPES HYDRAULIQUES A ENGRENAGE :

PType Pompe P Sens rotation Sens horloge 1 Sens inverse 2

1

AA

N

1

001

CORPS AVANT Mode de fixation : 2 et 4 trous (amricaine) 4 trous (anglaise) 2 et 4 trous (franaise) 2 et 4 trous (allemande) Variantes dexcution A, B, C, D, F, U, CORPS AVANT PLAT Sans tanchit Avec tanchit CORPS AVANT EPAIS Sans tanchit Prise de force

A B C D

N K P C CAPACITE DANS LA SERIE 025-050-075-100-125-150-200 001-002-003-004-005-006 004-006-008-010-012-015-018-022 020-025-031-040-050-060-071-080

REFERENCE DE LA SERIE Srie 0 Srie 1 Srie 2 Srie 3


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DOCUMENT RESSOURCE N 13 Pompes Hydrauliques Engrenage HPI

CONDITIONS DE SERVICE MAXICapacit Pression Sries Modle cm3/tr 025 050 075 100 150 200 001 002 003 004 005 006 004 006 008 010 012 015 018 022 020 025 031 040 050 060 071 080 0.25 0.50 0.75 1 1.50 2 1.02 2.05 3.07 4.09 5.12 6.14 4.65 6.45 8.25 10.12 12 15.52 19.12 22.87 21.10 25.80 32.10 41.50 51.65 62.60 73.55 82.95 bar 280 280 250 250 150 125 300 300 300 250 200 150 280 280 280 280 280 250 200 175 275 275 275 275 250 225 225 200 tr/min 8000 8000 8000 8000 6000 5000 8000 8000 7000 6000 6000 6000 3500 3500 3500 3500 3500 3500 3500 3500 3000 3000 3000 3000 3000 2500 2500 2200 vitesse maxi l/min 0.37 2 0.75 4 1.12 6 1.50 8 2.25 9 3 10 1.53 8.16 3.07 16.4 4.60 21.4 6.13 24.5 7.67 30.7 9.21 30.7 6.97 16.2 9.67 22.5 12.37 28.8 15.18 35.3 18 42 23.25 52.5 28.65 66.8 34.20 79.8 31.65 63.3 38.70 77.4 48.15 96.3 62.25 124.5 77.47 154.9 93.90 156.5 110.32 183.8 124.42 182.4 1500 tr/min Vitesse maxi Dbit maxi thorique Puissance Couple absorbe absorb 1000 Masse 100 tr/min et bars 100 bars kW 0.09 0.16 0.21 0.27 0.32 0.40 0.32 0.48 0.67 0.87 1.07 1.22 0.92 1.27 1.62 1.95 2.31 2.94 3.63 4.30 4 4.90 6.10 7.85 9.77 11.85 13.92 15.59 daN.m 0.09 0.19 0.20 0.26 0.31 0.39 0.30 0.46 0.64 0.83 1.02 1.16 0.78 1.15 1.52 1.88 2.25 2.77 3.32 4.02 3.74 4.63 5.73 7.37 9.21 11.05 13.08 14.60 kg

0.42

0

0.45

0.9

1

1.1 1.6 1.7 2.1 2.2 2.3 5.6 5.7 6.9 7 7.1 25

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DOCUMENT REPONSE N 6 HYDRAULIQUEQuestion n H1 : Type, frquence de rotation NM et puissance PM du moteur lectrique de la centrale hydraulique : Moteur lectrique : Type : NM = tr/min PM = kW

Question n H2 : Type et cylindre Cp de la pompe hydraulique : Pompe hydraulique : Type : Cp = cm3/tr

Question n H3 : Dbit Qp fourni par la pompe hydraulique : Expression analytique : Qp = Application numrique : Qp = dm3/min

Question n H4 : Type, cylindre mini Cylmin et cylindre maxi CylMax du moteur hydraulique de la transmission hydraulique : Moteur hydraulique : Type : Cylmin = cm3/tr CylMax = cm3/tr

Question n H5 : Plage de la frquence de rotation du moteur hydraulique : Expression analytique : N min = . Application numrique : N min = tr/min

Expression analytique : N Max =

Application numrique : N Max = tr/min

Document Rponse - Hydraulique

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DOCUMENT REPONSE N 7 HYDRAULIQUEQuestion n H6 : Type et rapport de rduction rRTE du rducteur trains picyclodaux : Rducteur trains picyclodaux : Type : rRTE = 1/234Question n H7 : Frquence de rotation mini NCylmin

et frquence de rotation

maxi NCyl Max du cylindre BRS : Expression analytique : NCyl min = Application numrique : NCyl min = tr/min

Expression analytique : NCyl Max =

Application numrique : NCyl Max = ... tr/min

Question n H8 : La transmission hydraulique convient-elle ? Question n H9 : Nom et fonction des composants suivants : Repre 45 38 51 26-2 Nom Fonction

Question n H10 : Rfrence et caractristiques de la pompe engrenage 31 : Rfrence : Capacit :

Question n H11 : Codification de la nouvelle pompe engrenage : Dbit : . l/minDocument Rponse - Hydraulique

Rfrence : 27

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MAINTENANCELe service Maintenance de la C.M.R. a constitu un historique relatif aux diffrents groupes mcaniques de la filire tri mcanique. Lanalyse de cet historique a permis dobtenir le tableau, ci-dessous, rcapitulatif des interventions sur 2 annes : Groupe Gr Ph Po BRS Bo Ta Tro Ov Snf Tr Td Ve Gh Dsignation Grappin Poussoir hydraulique Pont Cylindre B.R.S. Boucliers entre et sortie 9 tapis Trommel Overband Sparateur non ferreux Trmie Extrmit Table Densimtrique Ventilateurs Groupe hydraulique Nombre d'interventions 18 8 31 16 18 94 20 6 13 6 30 2 4 Somme des temps darrts en heures 63 16 62 96 18 47 10 9 16.25 6 20 1 4

Rpondre la question suivante sur les documents rponse n 8 et 9, pages 31 et 32. Question n Mce1 : Afin de cibler le groupe le plus pnalisant, partir du tableau ci-dessus, complter le tableau du document rponse n 8 et construire les diagrammes de Parto en n, nt et t , sur les documents rponse n 8 et 9, en prcisant quel indicateur chaque diagramme correspond (ne pas oublier de classer les groupes du plus pnalisant au moins pnalisant). Conclure en argumentant sur le document rponse n 9.

Rpondre la question suivante sur le document rponse n 10, page 33. Question n Mce2 : Calculer le taux de disponibilit du Cylindre BRS, sachant quil est larrt ds quun des groupes de la filire tri mcanique requiert une intervention de maintenance. La filire tri mcanique fonctionne 24 heures sur 24, 365 jours sur 365.

Maintenance

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Afin de mettre en place une politique de maintenance prventive efficace de la nouvelle transmission hydraulique du Cylindre, une tude de fiabilit selon le modle de Weibull nous a donn les paramtres suivants : Paramtre de position : = 0 Paramtre de forme : = 0,8 Paramtre dchelle : = 150 000 heures Rpondre aux questions suivantes sur les documents rponse n 10 et 12, pages 33 et 35. Question n Mce3 : En vous aidant du Document Ressource n 14, page 30, et partir des paramtres de Weibull, dterminer la M.T.B.F. (Moyenne des Temps de Bon Fonctionnement) de cette nouvelle transmission. Question n Mce4 : Tracer sur le document rponse n 12 (papier dAllan Plait), avec les paramtres de Weibull donns prcdemment, la droite relative la fonction de dfaillance F(t) de la transmission.

Question n Mce5 : Dterminer graphiquement F(t = MTBF) en laissant vos traits de construction sur le papier dAllan Plait. En dduire R(t = MTBF). En vous aidant du Document Ressource n 14, page 30, vrifier vos rsultats par le calcul. Rpondre aux questions suivantes sur les documents rponse n 11 et 12, pages 34 et 35. Question n Mce6 : Dterminer graphiquement les probabilits suivantes : - Probabilit pour que la transmission fonctionne au moins 50 000 heures sans tre hors service. - Probabilit pour que la transmission fonctionne sans dfaillance entre 50 000 et 400 000 heures. - Probabilit pour que la transmission fonctionne sans dfaillance plus de 400 000 heures. Question n Mce7 : En vous aidant du Document Ressource n 14, page 30, dterminer par le calcul, puis vrifier graphiquement, la priodicit dune Maintenance Systmatique de la transmission hydraulique, base sur une fiabilit de 90 %.Maintenance 29

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DOCUMENT RESSOURCE N 14 LOI DE WEIBULL : Relations et table numrique1. Fonction de rpartition :

F(t) = 1 e 2. Fiabilit : R(t) = 1 F(t) (t - )

(t - )

R(t) = e

3. Priodicit associe un seuil de fiabilit : t = + [ Ln (1 / R(t))] 1 / 4. Moyenne des Temps de Bon Fonctionnement : MTBF = A + 0.2 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80

A120 24 9.2605 5.0291 3.3234 2.4786 2 1.7024 1.5046 1.3663 1.2638 1.1906 1.1330

0.85 0.90 0.95 1 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45

A1.0880 1.0522 1.0234 1 0.9803 0.9649 0.9517 0.9407 0.9314 0.9236 0.9170 0.9114 0.9067

1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 1.75 1.80 1.85 1.95 2 2.10 2.20 2.30

A0.9027 0.8994 0.8966 0.8942 0.8922 0.8906 0.8893 0.8882 0.8874 0.8862 0.8857 0.8856 0.8859

Document Ressource - Maintenance

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DOCUMENT REPONSE N 8 MAINTENANCEQuestion n Mce1 : Complter le tableau et construire les diagrammes de Parto en n, nt et t , en prcisant quel indicateur chaque diagramme correspond (ne pas oublier de classer les groupes du plus pnalisant au moins pnalisant) Nombre Somme des temps Moyenne des temps dinterventions Groupe dinterventions dinterventions n en heures, nt en heures, t Gr 18 63 Ph 8 16 Po 31 62 BRS 16 96 Bo 18 18 Ta 94 47 Tro 20 10 Ov 6 9 Snf 13 16.25 Tr 6 6 Td 30 20 Ve 2 1 Gh 4 4

n100

Diagramme de Parto en n Indicateur de

50

Groupes classsDocument Rponse - Maintenance 31

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DOCUMENT REPONSE N 9 MAINTENANCEt(heures)

Diagramme de Parto en t Indicateur de

5

Groupes classs

nt (heures)100

Diagramme de Parto en nt

Indicateur de

50

Groupes classs Conclusion et analyse : Document Rponse - Maintenance 32

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DOCUMENT REPONSE N 10 MAINTENANCE

Question n Mce2 : Taux de disponibilit du Cylindre BRS : Disponibilit du Cylindre :

Question n Mce3 : M.T.B.F. de la nouvelle transmission :

Expression analytique : M.T.B.F. = A + Avec = 0,8 A = .............

Application numrique : M.T.B.F. = heures

Question n Mce5 : Dtermination de F(t = MTBF) et R(t = MTBF) :

Dtermination graphique : F(t = MTBF) =

Dtermination : R(t = MTBF) =

Expression analytique : F(t = MTBF) =

Application numrique : F(t = MTBF) =

Expression analytique : R(t = MTBF) =

Application numrique : R(t = MTBF) =

Document Rponse - Maintenance

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Question n Mce6 : Dtermination graphique des probabilits suivantes : Probabilit pour que la transmission fonctionne au moins 50 000 heures sans tre hors service :

Probabilit pour que la transmission fonctionne sans dfaillance entre 50 000 et 400 000 heures :

Probabilit pour que la transmission fonctionne sans dfaillance plus de 400000 heures :

Question n Mce7 : Dtermination par le calcul, puis vrification graphique de la priodicit dune Maintenance Systmatique du Cylindre BRS, base sur une fiabilit de 90 % :

Expression analytique : t = + [ Ln (1 / R(t))] 1 /

Application numrique : t = . heures

Dtermination graphique :


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LECTROTECHNIQUELa partie lectrotechnique porte sur ltude du moteur lectrique du circuit de refroidissement du rducteur trains picyclodaux. Rpondre aux questions sur les documents rponses 13 et 14, pages 37 et 38 E.1. A laide des folios 1 et 2 (Documents ressource n 15 et 16, pages 39 et 40), identifier le type de rseau (prciser tension simple et tension compose). E.2. Identifier, sur le folio 1 (Document ressource n 15, page 39), llment repr QS0101. E.3. Identifier sur le folio 1 (Document ressource n 15, page 39), lactionneur repr M0101. E.4. Identifier les lments constituants la chane dalimentation de M0101.

E.5. Le moteur M0101 tant dfectueux, on dcide de le remplacer par un moteur asynchrone Leroy Somer LS 80 L de puissance utile 750 W 230/400 V (Document ressource n 9, page 21 de la partie hydraulique). Complter sur le document rponse n13 le couplage de la plaque bornes de ce moteur. E.6. La plaque signaltique de ce moteur indique IP65. dans quelles conditions peut-on utiliser ce moteur ? (Document ressource n 21, page 45) E.7. On souhaite remplacer QF0101 par un disjoncteur-moteur GV2 commande par bouton rotatif, donner sa nouvelle rfrence laide de la documentation constructeur (Documents ressources n 17 19, pages 41 43). E.8. Dterminer le courant de rglage du dclencheur thermique du disjoncteur.

E.9. Donner, laide de la documentation constructeur, la rfrence complte de KM0901 sachant que la bobine est alimente en 24 V continu (prvoir deux contacts auxiliaire, 1 NO, 1 NF) (Document ressource n 20, page 44). E.10. Reprsenter sur le document rponse n14 le nouveau schma de cblage du moteur M0101. E.11. Quelle est la particularit du constituant repr ID0201 sur le folio 2 (Document ressource n 16, page 40). Quel est son rle ? E.12. ID0201 ayant une sensibilit de 300 mA, quel devra tre la valeur maxi de la rsistance de prise de terre des masses (tension limite 50V) ?lectrotechnique 36

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DOCUMENT REPONSE N 13 LECTROTECHNIQUEQuestion n E1 : Type de rseau

Question n E2 : lment repr QS0101

Question n E3 : Actionneur repr M0101 M0101 : Question n E4 : Constituants de la chane dalimentation de M0101 : Repre QF101 KM0901 Dsignation

Question n E5 : Couplage de la plaque bornes Couplage :

U1

V1

W1

W2

U2

V2

Question n E6 : IP65 conditions dutilisation de ce moteur

Question n E7 : Choix du disjoncteur GV2 (justification)

Rfrence :Document Rponse - lectrotechnique 37

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DOCUMENT REPONSE N 14 LECTROTECHNIQUEQuestion n E8 : Courant de rglage du dclencheur thermique du disjoncteur(justification)

Question n E9: Rfrence de KM0901 Rfrence : Question n E10: Schma de cblage du moteur M0101L1 L2 L3

M 3~

M0101

Question n E11: Particularit et rle de llment repr ID0201.

Question n E12: Valeur maxi de la rsistance de prise de terre

Document Rponse - lectrotechnique

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DOCUMENT RESSOURCE N 15QS0101

L2 L3

Folio 1

L1

Folio 1

FU0201 QF0101

T1 400 V / 230 V

KM0901

ID0201

KM0401

M 3~

M0101 QF0204 QF0205 QF0206

QF0203

KM0401

TH0201

TH0202

HL0201

R1

ge

C

fa

ra

uf

e

ai

ha

C

P

Document Ressource - lectrotechnique

V

en

r is

cl

til

at

P

io n

ge

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DOCUMENT RESSOURCE N 16

Document Ressource - Electrotechnique

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DOCUMENT RESSOURCE N 20Indices de protection IP


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