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Constitution de l’épreuve :
Volet 1 : Présentation de l’épreuve page 1
Volet 2 : Présentation du support page 2
Volet 3 : Substrat du sujet pages (3, 4)
Documents réponses D. Rep pages (5, 6, 7, 8)
Volet 4 : Documents Ressources D. Res pages (9, 10,11)
Volet 5: Grille d’évaluation pages (12)
Volet 1 : Présentation de l’épreuve
Système à étudier : Cisaille guillotine hydraulique ; Durée de l’épreuve : 3h; Cœfficient : 3; Moyens de calcul autorisés : Seules les calculatrices scientifiques non programmables sont autorisées ; Documents autorisés : Aucun Les candidats rédigeront les réponses aux questions posées sur les documents réponses D.Rep prévus à cet effet. Tous les documents réponses sont à rendre obligatoirement.
Volet 2 : Présentation du support
Serre flanc
Butées de poussée
Lame
Vérin
Tôle découpée
Tapis roulant
Portique
Tôles
empilées
Fonctionnement : Le système à étudier est une cisaille guillotine hydraulique. Elle est robuste, d’une structure simple et d’une apparence agréable. Elle est peu bruyante et de haute efficience. Cette machine équipée d’une lame tranchante montée sur un coulisseau qui est mu par un vérin hydraulique à double effet. Les tôles sont empilées sur une palette. Un portique permet de transférer la feuille de tôle à découper sur la table de coupe de la machine. La tôle est ainsi poussée par les butées de poussée à une valeur préréglée par l’opérateur. La tôle, en position, est ensuite maintenue par les vérins serre flanc pour être découpée. L’approche se fait par une descente rapide ( Dr ) de la lame, suivi d’une descente lente de travail ( Dl ) « découpage » et d’un retour rapide ( Rr ). L’évacuation des tôles découpées se fait par un tapis roulant « convoyeur ».
Données et hypothèses : Le portique alimente en continu « sans interruption » la cisaille. La vitesse d’avance de la tôle entraînée par les butées de poussée est Va = 400 mm/s. La largeur découpée est L = 400 mm.
A partir du chronogramme décrivant le cycle de fonctionnement de la cisaille et du tableau des mouvements donné sur D.Res1 page 9 , calculer la période T de ce cycle sur le D.Rep 3 page 7
22 : Pour avoir un défilement régulier des tôles découpées « ni entassement, ni espacement irrégulier des tôles » une synchronisation entre l’action de cisaillage et la vitesse du convoyeur « tapis roulant » s’impose. Votre tâche consiste à régler le variateur de vitesse à la valeur désirée. Pour cela, répondre aux questions suivantes sur le D.Rep 3 pages 7, après avoir pris connaissance de la chaîne fonctionnelle du tapis roulant sur le D.Res 1 page 9.
221 : En utilisant le D.Res 2 page 10 , calculer la vitesse linéaire Vt du tapis roulant en mm/s. (on prendra la période de cisaillage T = 4 s quelque soit la valeur trouvée à la question 21)
222 : Calculer ensuite la vitesse de rotation t du tambour en rd/s puis Nt en tr/min.
223 : Sachant que l’arbre de sortie 1 du réducteur est accouplé directement au tambour du tapis roulant et en utilisant le D.Res 2 page 10 , compléter le schéma cinématique et remplir le tableau.
224 : Calculer Nm la vitesse de rotation en tr/min à laquelle sera réglé le moteur.
225 : En utilisant le D.Res 3 page 11 , compléter sur le D.Rep 4 page 8 , le schéma du circuit de commande du moteur asynchrone.
Situation d’évaluation n° 3
Dans le but de maîtriser la cadence de cisaillage et être capable de procéder à des interventions de
maintenance, une connaissance du circuit hydraulique de la machine s’avère nécessaire. Le
directeur technique de la société vous a chargé de réaliser les tâches suivantes :
31 : A partir de la liste du D.Res 3 page 11 compléter le schéma hydraulique du D.Rep 4 page 8
de la cisaille par l’affectation du repère correspondant.
32 : Pour procéder au réglage des vitesses de la descente et de la montée du coulisseau porte
lame, on vous demande de :
321 : Selon la position des distributeurs dans les trois états représentés sur D.Res 3 page 11 ,
remplir le tableau du D.Rep 4 page 8 par les mouvements de la lame ( Dr, Dl ou Rr ) ainsi que l’état
du serrage de la tôle par les serres flancs ( serré ou libéré ).
322 : Sur quel élément faut-il agir pour régler la valeur de la vitesse de la descente lente de la
lame?
D.Rep 1 111 : Compléter le diagramme « bête à cornes » suivant :
Cisaille hydraulique
A qui rend-elle service? Sur quoi agit-elle?
Dans quel but?
112 : Compléter le diagramme des interactions ainsi que la liste des fonctions de service correspondantes.
121 : Compléter le FAST suivant :
Transférer la tôle
Pousser la tôle
Fixer la tôle
Entrainer la lame
Vérin à double effet
Groupe hydraulique
Guider la lame en translation
Tapis roulant
Fp
Cisaille hydraulique
Environnement
Normes de sécurité
Fc
Fc
Fp : permettre à l’utilisateur de découper la tôle. Fc1 :……………………………………… ……………………. ….... Fc2 : s’adapter à l’énergie électrique disponible. Fc3 :……………………………………… ……………………………. Fc4 : s’adapter aux dimensions de la tôle.
D.Rep 3
- Compléter la vue de dessus du pignon arbré 4 et dessiner à main levée la section A-A.
21 : Calcul de la période T du cycle de cisaillage : …………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………
221: Calcul de la vitesse linéaire Vt du tapis roulant. …………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… 222 : Calcul de la vitesse de rotation t du tambour en rd/s puis Nt en tr/min. …………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… 223 : Compléter le schéma et remplir le tableau ci-dessous :
Moteur asynchrone
1
Schéma cinématique à compléter
6
Rapport de transmission Rapport global Engrenage 6 - 5 r 1 = ……………………………….. rg = …………………………. Engrenage 3- 4 r 2 = ………………………………..^ ………………………………
224 : Calcul de la vitesse Nm à laquelle sera réglé le moteur …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………
A
A
AA
D.Rep 4 225 : Compléter le schéma du circuit de commande du moteur asynchrone ci-dessous.
31 : Compléter le schéma hydraulique de la cisaille par l’affectation du repère correspondant
3
Dr Dl
Rr
Vérin du coulisseau
Groupe hydraulique Vérins serre flanc
MAS 3~
Moteur électrique
321 : Remplir le tableau ci-dessous par les mouvements de la cisaille ( Dr , Dl ou Rr ) ainsi que l’état
du serrage de la tôle par les serres flancs ( serré ou libéré ).
Mouvement de la cisaille Etat du serre flanc Etat 1 Etat 2 Etat 3 322 : L’élément sur lequel il faut agir pour régler la valeur de la vitesse de la descente lente de la
lame est……………………………………………………….
1 2
AA
KM 6
1 5 4
3 2
L1 L2 L
L1 L2L
Q
1 6
3 5 2 4
3 M
CL1 CL
u v w
u v w R
OE1 E1 P
F1 (^12)
A A KM
PLFW RW DCB
F
Q
S
ALTIVAR A
Non étudié NB: Le contact S est une sortie de relais de sécurité dont l’état est fermé à la mise sous tension, et ouvert en cas de défaut.
D.Res 2
221 :
Tôle découpée
R
tambour
Sens d’avance du tapis
l L
L= 400 mm « longueur de la tôle découpée ». l= 40 mm « distance entre deux tôles découpées ». R=100 mm « rayon du tambour ».
6
Extrait de la nomenclature du motoréducteur
26 1 Clavette parallèle 18 2 Roulement à billes 10 1 Roulement à billes 9 1 Moteur asynchrone 6 1 Pignon moteur Z 6 = 12 5 1 Roue dentée Z 5 = 26 4 1 Pignon arbré Z 4 = 12 3 1 Roue dentée Z 3 = 26 2 1 Carter du réducteur 1 1 Arbre récepteur Rep Nbre DESIGNATION
6
D.Res 3
225 : Liste des éléments du circuit de commande du moteur asynchrone.
MA AT
T KM
Transformateur 400V/24V Bouton poussoir « marche » Contact auxiliaire du contacteur Bouton poussoir « arrêt »
31 : La liste des éléments du circuit hydraulique de la cisaille.
Repère Désignation M Manomètre F Filtre LP Limiteur de pression E Etrangleur D 1 Distributeur 4/ R Réservoir D2 Distributeur 2/ P Pompe CL Clapet antiretour
Dr Dl
Vérin du coulisseau
Vérins serre hydrauliqueGroupe flanc
3~^ M
Rr
3
ETAT
Dr Dl
Vérins serre Groupe flanc hydraulique
M3~
Rr ETAT
ETAT
Dr Dl
Vérins serre Groupe hydraulique flanc
3~^ M
Rr
Vérin du coulisseau
Vérin du coulisseau
