Correction des exercices sur le système push control , Exercices de Technologie de fabrication
Marcel90
Marcel9022 April 2014

Correction des exercices sur le système push control , Exercices de Technologie de fabrication

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Exercices de technologies industrielles sur le système push control - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Organisation fonctionnelle de la barre de guidage, F A S T, Evaluation de la vitesse de d...
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S Sciences de l’ingénieur PUSH CONTROL Dossier corrigé Page : 1/4

LE SYSTEME PUSH CONTROL DOCUMENT CORRIGE

1.Organisation fonctionnelle de la barre de guidage. (2 points)

Question 1 . Compléter le diagramme bloc sur le document réponses 1/3 en indiquant le circuit de transmission de mouvement entre le moteur et le pêne. Indiquer les systèmes ainsi que les mouvements « entrée-sortie »

Indiquer les systèmes ainsi que les mouvements « entrée-sortie ». 2.F A S T (2 points)

Question 2. Compléter les FAST sur le document réponses 1/3.

Fonction principale : Déplacer le pêne

Moto- réducteur 2

Système vis-écrou

Biellettes 9, 10, 13 et14

Barre 24

Rotation Translation

Convertir l’énergie

Transmettre la puissance entre arbres en prolongement

Guider la vis en rotation

Transformer le mouvement de rotation en translation

Transmettre le mouvement à la barre de manœuvre

Guider en translation la barre de manœuvre

Actionner le système de blocage

Permettre de bloquer le système

Transformer la translation de la barre en rotation du pêne

Moteur2

Accouplement : Entraîneur 4

Palier 5

Système vis-écrou 6 et 7

Les biellettes 9 , 13 et 10

Axes guide 25

Electro-aimant ventouse 23

Système de blocage 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21

Platine serrure

Fonction : Bloquer le système

Translation Rotation

Platine serrure

Pêne

Rotation Translation

S Sciences de l’ingénieur PUSH CONTROL Dossier corrigé Page : 2/4

3.Evaluation de la vitesse de déplacement de la barre de manœuvre 24 en fin de course. (2 points)

Question 3 : Déterminer la vitesse V (D24/1) Les tracés seront réalisés sur le document réponses 2/3.

La longueur mesurée de VD24/1 est de Expliquez en détail votre méthode de résolution sur le document réponses 2/3. Etude de la pièce 9 : Au point A, la vitesse est entièrement définie car VA7/1 = VC9/1 Au point C, nous avons : Vc9/1= Vc10/1= Vc13/1 car il y a une articulation entre les pièces 9, 10 et 13 au point C. Déterminons le support de Vc9/1 ou Vc10/1. Le mouvement de 10/1 est un mouvement de rotation de centre B, donc la trajectoire du point C 10/1 est un cercle de centre B est de rayon BC. Le support de Vc10/1 est donc perpendiculaire au rayon BC (d’après les données AC et BC sont perpendiculaires) donc Vc10/1 et par conséquent Vc9/1 sont suivant AC Nous avons pour la pièce 9, un point A de vitesse connue ainsi qu’un autre point C ou nous connaissons le support du vecteur vitesse. Nous pouvons donc appliquer le théorème de l’équiprojectivité entre les A et C appartenant à la pièce 9. VA9/1 .AC = Vc9/1 . AC Etude de la pièce 13 : Nous pouvons appliquer le théorème de l’équiprojectivité entre les C et D appartenant à la pièce 13.

Vc13/1 . CD = VD13/1 .CD

La longueur mesurée de VD13/1 est de 34 mm ce qui donne une vitesse ║VD13/1║ = 8,5 mm/s

Vc9/1= Vc10/1= Vc13/11

VD13/1 VD24/1

VC9/1

8,5 mm/s

S Sciences de l’ingénieur PUSH CONTROL Dossier corrigé Page : 3/4

4. Convertir l'énergie mécanique en énergie électrique : Etude de FS13 (4 points) On se propose de vérifier la compatibilité du moteur avec la puissance mécanique d'entraînement de la barre et le circuit de commande . Question 4.1 . Que représentent la résistance R et la f.e.m ? R est le siège de pertes Joules La f.e.m. est l’image de la vitesse de rotarion Question 4.2. Déterminer l'expression de Vmot en fonction de Imot, R et f.e.m . V mot = R. I mot + f.e.m. Question 4.3 . En considérant Vmot = 24V , calculer la f.e.m, Imot et la vitesse précise du moteur lors de la rétraction de la barre en fin de course . V mot = R.I + fe.m. P méca = f.e.m. I →f.e.m. = P méca / I Question 4.4 . Expliquer en quatre lignes maximum l'écart de valeur entre la puissance électrique absorbée et la puissance mécanique utile . La différence entre la puissance absorbée et la puissance mécanique utile est due aux différentes pertes ( pertes joules , pertes magnétiques et pertes mécaniques)

5. Validation du choix du moteur. (4 points) Cette partie vise à déterminer la puissance maximale que doit délivrer le moteur afin de valider son choix et son dimensionnement d'après les documents constructeur.

Question 5.1. Calculer la fréquence de rotation de la vis 6, notée N6/1 en tr/min si║V(A7/1)║= 5,75mm/s La vis a un pas de 1.25 mm donc pour un tour de la vis, l’écrou se déplace de 1,25 mm. Vitesse angulaire de lavis( 5,75 mm/s) / (1,25 mm) = 4,6 tour/s ce qui donne un vitesse de 276 tr/min

Question 5.2. Calculer la fréquence de rotation du moteur en tr/min puis en rad/s Le rapport de réduction entre la vitesse de la vis et celle du moteur est r =Nvis/Nmoteur Nous avons r = 1 /33,1 Nmoteur = Nvis/ r = 276/(1/33,1)=276 x 33,1 = 9135,6 tr/min Calculons ω = π N/30 , ω = π 9135,6 / 30 = 956,6 rad/s

Question 5.3 . On prendra comme vitesse de rotation du moteur ωmoteur = 960 rad/s. Calculer la puissance instantanée maximale Pmaxi que doit délivrer le moteur dans le cas où le couple est maximal. La puissance instantanée maximale est Pmaxi = Couple maxi . ω (avec ω en rad/s) Pmaxi = Couple maxi . ω = 16,5 10-3 . 960 = 15,84 w

Question 5.4. Indiquer en justifiant si le moteur retenu convient. La vitesse calculée est de 9135,6 tr/min alors que la vitesse donnée par le constructeur est de 12000 tr/min la vitesse est donc validée. La puissance calculée ( 15,78 w) est inférieur à la puissance donnée par le constructeur ( 21w) la puissance est donc validée.

V mot = RI + P méca/I → R I2 - V mot + P méca = 0 I = 0,8 A ; f.e.m. = V mot – RI = 20 V ; f.e.m. = K n donc n= f.e.m/K n = 20 X 1000 / 2,2 = 9090 tr/min

S Sciences de l’ingénieur PUSH CONTROL Dossier corrigé Page : 4/4

6. Détecter les surintensités : Etude de FS14. (4 points) Question 6.1 et 6.4 Calculer et compléter les valeurs de V1 du tableau ci-dessous.

Tableau : réponses aux questions : Q 6.1 et Q 6.4. Barre Imot V1 Etat du moteur PA1 Immobile 0 0 Arrêt 1 Rétraction 800 mA 0,08 v Fonct. normal 1 Bloquée 6 A 0,6 v Fonct. bloqué 0

Question 6.2 Compléter le schéma structurel représenté incomplètement ci-dessous pour obtenir le fonctionnement désiré .

Question 6.3. Commenter la forme de V1 dans les différents intervalles bornés par t1, t2, t3 et t4 , en vous référant aux phases de fonctionnement du moteur : Arrêt, Démarrage, Fonctionnement normal, Blocage . t1 à t2 : démarrage du moteur ; t2 à t3 : fonctionnement normal ; t3 à t4 : blocage

Evolution du système

7. Proposition d’une nouvelle solution constructive. (2 points) Question 7 . Proposer un nouveau système standard : Vérin électrique Compléter, sur le schéma ci-dessous, le montage de ce nouveau système.

Electro- aimant Blocage

16 14 10

24 + 27 13

- -

+

+ 5 v

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