CAPLP externe Génie mécanique option MSMA 2012 - Eduscol

SESSION 2012 ______ CAPLP
CONCOURS EXTERNE Section: GÉNIE MÉCANIQUE Options : MAINTENANCE DES SYSTÈMES MÉCANIQUES AUTOMATISÉS ÉPREUVE D'ADMISSIBILITÉ Étude d'un système, D'uN PROCÉDÉ, D'UNE ORGANISATION Durée : 5 heures - Coefficient : 3 Chemise : Dossier Correction Q1.1.1 - Graphe de transmission des efforts
lors du serrage. Q1.1.2 - Diagramme FAST du robot manipulateur
Q1.2.1 - Effort de traction sur l'axe fileté 40 : M o,F153(E1 + M o,FGalet(E1 = 0
F153(E1 × OA - FGalet(E1 × OB = 0
F153(E1 × 0,352 - 13,8.103 × 0.576 = 0
F153(E1= 13,8.103 × 0,576 / 0,352 = 22724 N
FTraction = F153(E1= 22724 N dans la configuration du schéma
cinématique (capteur horizontal aligné dans l'axe de la vis 40) Q1.2.2 - Couple théorique nécessaire du moteur (résultat en unité du
Système International) : Couple théorique sur la vis 40 :
. C40 = F × rmoy × tan ? avec tan ? = p / (2( × rmoy)
C40 = F × rmoy × p / (2( × rmoy) = F × p / 2(
C40 = 22724 × 3,5.10-3 / 2( = 12,658 Nm
. C th moteur = C40 × r(38/47) = 12,658 × (15/25) = 7,595 Nm Q1.2.3 - Couple utile moteur (résultat en unité du Système International) :
. Cutile = Cth / rendement = 7,595 / 0.62 = 12,25 Nm
. Cutile nécessaire = 12,25 / 0,7 = 17,5 Nm Cmoteur actuel= P/?=P/(PI.N/30)=2200/(pi.1500/30) = 14,2 Nm ... Cutile nécessaire > Cmoteur actuel : moteur insuffisant Q1.3 - Filogamme de démontage du système vis-écrou de serrage Q2.1.1 - Calcul du couple : P(w) = M (N.m) x ? (rd.s) => M (N.m) = P(w) / x
? (rd.s) = 3000 * 60/ (2.?. 1437) = 19,93N.m
Le couple nominal fourni par le moteur est
suffisant. Q2.1.2 - Calcul de fréquence : On a 1430 tr/min pour 50Hz, donc pour la
vitesse de travail de 200 tr/min, On a f= (200*50)/1437= 7Hz f= 7Hz Q2.1.3 - Justification : Pour une vitesse de travail de 200 tr/min, on
s'aperçoit que le couple nécessaire de 18,5 Nm ne peut pas être fourni en
permanence, car à 7 Hz le couple permanent maxi autorisé est de 10 N.m. Q2.1.4 - Solution(s) : Il faut choisir un moteur autoventilé du type
LSMV100L qui peut fournir le couple nominal de 5Hz (143tr/min) à 50Hz
(1430tr/min) Rajouter une ventilation forcée risque de poser un problème
d'encombrement Q2.2.1 - Justification : Pour 1500 trs/min j'ai 10 v donc pour 2 tr/min
j'ai 2x10/1500= 0.013 v soit une résolution de 13mV hors la résolution des
entrées internes est de 40 mV. Q2.2.2 - Format de sortie et réglage fréquence de rotation : Format 0 - 10 v => résolution 6 mV de 0 à 10 V donc de 0 à 1500 tr/min la
résolution devient : 0.006x1500/10=0.9 tr/min Q2.2.3 - Calculs des valeurs limites de fréquence de rotation : Nmoteur
= 60f/p p= 2 paires de pôles Avec HSP : Nmoteur = 60.50/2 = 1500tr/min Avec LSP : Nmoteur = 60.6/2 = 180tr/min Q2.2.4 - Calcul de tension et valeur du mot registre : Pour N = 200Hz on a
fm = (200/60) . 2 = 6,666Hz fm = ((HSP - LSP)/10) . Uc + LSP => Uc = (fm - LSP) / ((HSP -
LSP)/10) = 0,151 V Vitesse = 100 . Uc = 15 (nota : Vitesse ne peut être qu'un entier)
Q3.1.1 et Q3.1.5-Chronogramme
Q3.1.1 - Détail des calculs sur l'échelle de temps : 30 m par min => 0.5m/s donc pour 1m : 2s A chaque tour la barre a parcouru 2 m soit 4s Donc pour 9° = > 9*4/360=0.1s Q3.1.2 - Type de codeur : absolu Q3.1.3 - Course des chariots Course du chariot 1 : 1050mm Course du chariot 2 : 1050mm Course de la barre : 2000mm Q3.1.4 - Description du mouvement : Mouvement linéaire continu...ou Translation rectiligne uniforme Q3.1.6 -Temps de passage du serrage d'un chariot à l'autre. 0.1 s Q3.1.7 - Caractéristique(s) technique(s) : La chambre annulaire est moins grande donc elle met moins de temps pour se
remplir. De plus l'effort de serrage devient moteur au desserrage. Q3.1.8 - Hypothèses de pannes. Problème sur le circuit pneumatique : - Vérin grippé - Distributeur gommé - Pression déréglée ou
insuffisante Mécanisme de serrage grippé Décalage du codeur Hypothèse exclue : Désynchronisation entre les deux chariots
Q3.2 - Nom du composant 2V3, son fonctionnement et utilité dans le
circuit : Clapet anti-retour piloté Fonctionnement : autorisation du passage dans un sens ou dans les deux sens
si le pilotage est alimenté. Utilité dans le circuit : blocage en position en absence de commande Q3.3 - Diamètre piston : F= P x S= 7 x (? x 6,25²) = 860 daN ; 860 x
1,15 = 990daN ; S= F/P = 990 / 20= 50 cm2 soit R = 3,99 cm ; donc
diamètre piston = 80 mm Diamètre tige : 45 mm car embout à bague M20 Course : 50 mm Mode de fixation avant : Embout ISO6981
Type du vérin en fonction de la fixation arrière : Type MP3 car
embout à tenon arrière à bague
Q3.4 - Bloc foré BF1 : PLATTE 3-HSR06-3X/01 C Q3.5.1 - Technologie de la pompe sélectionnée : Pompe à palette car débit
variable Q3.5.2 - Référence de la pompe : ABAPG PV7/40-45 CO-16/132M-4-B1/SE-A Q3.5.3 - Puissance du moteur : 7,5KW Q3.5.4 - Fréquence du courant : 50Hz Q3.5.5 - Vitesse rotation moteur : 1500tr/min Q3.5.6 - Pression maxi pompe : 55 bars Q3.6.1 - Donner la référence des capteurs de pression : HM17-1X/050-H/V0/0 Q3.6.2 - Donner la référence des réducteurs de pression proportionnels : Z
DRE6 VP 1-1X/50 MG24K4 M Q3.7.1 et Q3.7.2
Q3.8.1 - Compléter les courbes pression/diamètre et pression/consigne pour
3 diamètres de barre. | | | |
|Ensemble |Toujours réparable |Disponibilité |
|Module |Réparable ou |Maintenabilité et Fiabilité |
| |consommable | |
|Composant |Consommable, parfois |Fiabilité |
| |réparable | |
Q4.2 - Tableau des indicateurs : | |Janvier |Février |Mars |
|MTBF |25.27 |34 |24 |
|MTTR |3.67 |2.98 |1.86 |
|[pic] |0.039 |0.029 |0.041 |
|[pic] |0.27 |0.33 |0.53 |
|D |87,3% |91,9% |92,8% |
Observations : on observe une amélioration significative (notamment entre
janvier et février) du taux de disponibilité malgré une baisse de la MTBF
en mars mais qui est à modérer au regard du temps d'ouverture (H.O) plus
important. Nonobstant, il faudra porter une attention toute particulière
au nombre d'incidents avec arrêt, non au regard de la légère hausse qu'il
a connu mais plus particulière aux dépenses de maintenance qui sont en
forte augmentation pour le mois de mars. Q4.3.1 - Calcul du TRS et TRG : | |JANVIER |FEVRIER |MARS |
|T.R.G |36,38% |36,10% |39,1% |
|T.R.S |44,23% |40,91% |43,78 |
Le Taux de Rendement Global TRG est un indicateur économique, il compare le
Temps Utile au Temps d'Ouverture. C'est un indicateur de productivité de
l'organisation industrielle. Il est donc plus global que le TRS étant donné
qu'il inclut les temps où l'unité de production n'est pas en fonction
(maintenance préventive, nettoyage, formation d'opérateurs, essais...) Alors que le Taux de Rendement Synthétique TRS est un indicateur destiné à
suivre le taux d'utilisation de machines, il compare le temps utile au
temps requis pour fabriquer le lot. Plus un indice de TRS est proche de
100%, meilleure est l'efficacité de la ligne. Le TRS est un indicateur de
performance, il exprime les pertes de rendements. La différence entre le TRS (Taux de Rendement Synthétique) et le TRG vient
de la prise en compte du temps d'ouverture. Pour le TRG, on va utiliser le
temps d'ouverture atelier comme base de calcul. Le TRG va mettre en valeur
le manque de charge, le rendement de l'atelier et le manque de personnel.
Pour le TRS, le temps d'ouverture machine sera la base de calcul. Le TRS va
plutôt mettre en valeur dans un atelier les problèmes d'arrêts machines,
les rebuts... On peut observer à travers les résultats obtenus que bien que le TRS et le
TRG évoluent dans le même sens (à la baisse ou à la hausse), on peut tout à
fait avoir un TRS plus élevé à TRG plus faible (comparaisons janvier et
février). Q4.3.2 : o Améliorer le TRS : afin de faire évoluer le TRS, il s'avère
nécessaire d'attendre l'objectif fixé pour 2010 au regard des heures
dédiées aux Montages Réglages ainsi que les heures diverses. o Améliorer le TRG : afin de faire évoluer le TRG il s'avère
nécessaire d'attendre l'objectif fixé pour 2010 au regard des Heures
Maintenance (HND/HP). Q4.3.3 : Au regard des Heures Maintenance (HND/HP), l'atteinte de
l'objectif f