Partie 1 Dossier sujet - Eduscol

Mise en situation La culasse 1,9 l dci présentée pour cette étude est réalisée par la société
« Française de Mécanique », (Z.I. de Douvrin : Pas de Calais).Elle est
destinée à équiper les modèles de la marque Renault suivants :
o Laguna
o Scénic
o Mégane
But de l'étude : La présente étude comporte 2 parties : Partie A : Vérification du dispositif d'ouverture : L'étude proposée permet d'appréhender le fonctionnement
du préhenseur, de vérifier que le vérin permettra l'ouverture
des pinces afin de dégager l'adaptateur avec ses nouvelles
dimensions.
o Dans cette partie une étude cinématique évaluera si les courses
d'ouverture des pinces permettent de libérer l'adaptateur et de
déduire la course de l'actionneur.
o Une étude de statique jugera de l'aptitude du vérin à fournir un
effort suffisant pour comprimer les 4 ressorts du préhenseur lors de
l'ouverture des pinces.
o Enfin une vérification des dimensionnements ( RDM )déterminera si les
biellettes et leurs axes supportent les efforts qui leurs sont
appliqués. Partie B : Interprétation des données de définition de la culasse 1,9 dci : Cette partie met en avant la relation existant entre le procédé de
réalisation de la culasse et le respect des spécifications géométriques et
dimensionnelles du cahier des charges de la culasse.
PARTIE A
VÉRIFICATION DE L'APTITUDE DU VÉRIN Hypothèses pour l'étude
o On suppose que les liaisons sont parfaites (frottement entre les
pièces négligé).
o Tous les déplacements des pièces ou ensemble de pièces se font
dans le plan (O,x,y).
o Le poids des pièces est négligeable devant les autres efforts.
o Toutes les actions se situent dans le plan (O,x,y). Problématique : Pour vérifier l'aptitude du dispositif d'ouverture, vous
allez procéder aux quatre études suivantes. Étude A1 : Analyse fonctionnelle et structurelle du préhenseur Question A1-1
Répondre sur le document DR1
Compléter les classes d'équivalences cinématiques CE1, CE 4 et CE 5
du préhenseur en listant les composants appartenant à ces classes.(Ressorts
exclus).Utiliser les repères des pièces données sur les DT5, DT6 et DT 7. Question A1-2
Répondre sur le document DR1
Compléter le tableau des mobilités entre classes d'équivalences et
nommer les liaisons correspondant à ces mobilités. Question A1-3
Répondre sur le document DR1
Indiquer (en remplissant les « bulles ») les classes d'équivalences
correspondantes sur le schéma cinématique. Étude A2 : Cinématique Question A2-1
Répondre sur le document DR2
Compléter le tableau des mouvements, tracer les trajectoires des
points A, B, C, D, E, F et G et préciser leurs caractéristiques
géométriques lors de l'ouverture des pinces. Question A2-2
Répondre sur le document DR3
Calculer la course minimale (course X) des pinces pour pouvoir
libérer l'adaptateur.
Question A2-3 :
Répondre sur le document DR4
Déterminer graphiquement la position des points A', F' et G'
correspondant au déplacement des points A, F et G après l'ouverture
maximale des pinces.
En déduire par la mesure la course réelle du piston (distance [AA']). Question A2-4:
Répondre sur le document DR3
L'ouverture maximale des pinces correspond à un déplacement de 18mm de
celles-ci.
A l'aide des courbes des déplacements obtenues avec un logiciel de
calcul ainsi que des documents techniques compléter le tableau. Question A2-5 :
Répondre sur le document DR3
Conclure sur l'aptitude du vérin à pouvoir libérer l'adaptateur Étude A3 : Statique
L'objectif est de déterminer l'effort maximal que doit fournir le
vérin. On cherchera également les efforts maximaux dans les articulations
des biellettes afin de vérifier par la suite la résistance mécanique des
pièces réalisant ces articulations. La figure représente le préhenseur dans la position où l'action entre
les biellettes et la noix est la plus importante.
Question A3-1 :
Répondre sur le document DR 5
Á l'aide des courbes et des tableaux du document technique DT10 et DT
11, déterminer :
o la valeur maximale de l'action développée par le vérin.
o le temps et la position pour atteindre cette valeur maximale.
o l'action dans l'articulation entre la biellette 20a et la noix
23 lorsque l'action développée par le vérin est maximale. Question A3-2 :
Répondre sur le document DR 6.
Compléter le tableau des actions mécaniques
Déterminer graphiquement les efforts sur la noix sachant que
B20a/23 = 800 N o Effort du piston H25/23 au point H
o Effort de la biellette C20b/23 au point C
Question A3-3 :
Répondre sur le document DR 7
Compléter le tableau des actions mécaniques o Effort de la noix H23/25 au point H o Effort de la pression Apression/25 au point A
Question A3-4 :
Répondre sur le document DR 7
Le vérin est alimenté sous une pression de 1 MPa (1MPa = 10 bar = 1
N/mm2).
Calculer l'effort développé par le vérin en sortie de tige, comparer
ce résultat avec l'effort minimal que doit développer le vérin.
Question A3-5 :
Répondre sur le document DR 7
Conclure quant à l'aptitude du vérin à comprimer ressorts. Étude A4 : Vérification des dimensionnements ( R.D.M. ) Question A4-1 :
Répondre sur le document DR 8
Relever la valeur maximale de l'effort dans l'articulation (voir DT
11) entre la biellette 20a et la Noix 23.
A l'aide de la figure de la biellette isolée déterminer la nature de
la sollicitation que subit celle-ci lors de l'ouverture des pinces. Question A4-2 :
Répondre sur le document DR 8
Calculer en MPa la valeur de la contrainte ( dans la zone centrale de
la biellette avec l'aide de ses dimensions.
Question A4-3 :
Répondre sur le document DR 8
Calculer en MPa la valeur de la résistance pratique à l'élasticité Rpe
sachant que le coefficient de sécurité s = 5 sera appliqué pour cette
étude. Question A4-4 :
Répondre sur le document DR 8
Vérifier la condition de résistance dans la zone centrale de la
biellette et en déduire si celle-ci résiste à la sollicitation qui lui est
imposée. Question A4-5 :
Répondre sur le document DR 8
Calculer en MPa la valeur de la contrainte maximale (MAX dans la zone
d'articulation. Le coefficient de concentration k est égal à 3.
Vérifier la condition de résistance dans la zone d'articulation de la
biellette et en déduire si celle-ci résiste à la sollicitation qui lui est
imposée. Question A4-6 :
Répondre sur le document DR9
Déterminer la nature de la sollicitation que subit la bague de la
biellette lors de l'ouverture des pinces (voir dessin question A4-7). Question A4-7 :
Répondre sur le document DR9
Repasser sur le dessin la ou les section(s) concernée(s) par cette
sollicitation. Question A4-8 :
Répondre sur le document DR9
Calculer à l'aide du DT11 la contrainte ( en MPa sachant que l'action
de la Biellette sur la Noix au point B est égale à :
B23/20a = 1130N Question A4-9 :
Répondre sur le document DR9
Calculer en MPa la limite pratique au glissement Rpg du matériau de
la bague de la biellette sachant que le coefficient de sécurité s est égale
à 5 et que le coefficient k' relatif au matériau est égal à 0,5. Question A4-10 :
Répondre sur le document DR9
Vérifier la condition de résistance, en déduire si la bague de la
biellette résiste lorsqu'elle subit un effort maximal. PARTIE B
INTERPRÉTATION DES DONNÉES DE DÉFINITION DE LA CULASSE Cette étude vise à interpréter des données de définition de la culasse
définie sur les documents techniques DT 14 et DT 15 Question B1 :
Répondre sur le document DR10
Identifier la nature géométrique des surfaces repérées sur le document
technique DT13 Question B2 :
Répondre sur le document DR10
Inventorier les dimensions de références et les spécifications
dimensionnelles, géométriques et d'état de surface caractérisant les
surfaces S2, S3 et S5. Question B3 :
Répondre sur le document DR10
Préciser la nature géométrique des différentes zones de tolérances
caractérisant les 4 spécifications par zone de tolérance présentes sur le
dessin de définition.(Choisir parmi les onze zones de tolérance
répertoriées sur le document technique DT13.)
Question B4 :
Répondre sur le document DR11
Compléter le tableau afin d'interpréter la spécification du surfaçage,
extraite du dessin de définition.
Renseigner les 10 zones repérées par le symbole : Question B5 :
Répondre sur le document DR12
Compléter la représentation schématique des éléments géométriques en
identifiant les éléments palpés et extraits (en bas à gauche).
Les numéros des palpeurs utilisés ainsi que les éléments géométriques
à palper sont donnés.
A l'aide du document technique DT 16 :
Compléter la construction du point Pt 4 en s'inspirant de la
construction des points Pt 1 à Pt 3.
Compléter la construction de la droite (D1) en s'inspirant de la
construction de la droite (D0)
Énoncer le critère d'acceptabilité.[pic]
----------------------- Biellettes Noix Vérin Pince 2 doigts Pince 1 doigt Culasse La réalisation de cette culasse entraîne la modification des dimensions de
l'adaptateur sur lequel elle repose. L'adaptateur permet au préhenseur de
transférer la culasse dans les différents centres d'usinage sans que celui-
ci soit directement en contact avec celle-ci. Le préhenseur est constitué de 2 pinces pouvant coulisser par rapport à un
châssis. (une pince avec deux doigts de préhension