Corrigé Épreuve U2 - Bac Pro EDPI (link is external) - Eduscol

BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL Étude et DÉfinition de Produits Industriels Épreuve E2 - Unité : U 2 Étude de produit industriel
Durée : 5 heures Coefficient
: 5
Compétences et connaissances technologiques associées sur lesquelles
porte l'épreuve :
C 11 : Décoder un CDCF
C 12 : Analyser un produit
C 13 : Analyser une pièce
C 14 : Collecter les données
C 22 : Etudier et choisir une solution
S 1 : Analyse fonctionnelle et structurelle
S 3 : Représentation d'un produit technique
S 4 : Comportement des systèmes mécaniques - Vérification et
dimensionnement
AUTOMATISME POUR PORTAIL CE CORRIGÉ COMPORTE :
- Dossier travail Documents 9/32 à 21/32
DOSSIER DE TRAVAIL BARÈME DE NOTATION I] Analyse du châssis existant : 35
pts
I.1) Classe d'équivalences et liaisons
11pts
I.2) Portail en phase d'ouverture
04pts
I.3) Portail en position ouverte.
07pts
I.4) Portail en position fermée
03pts
I.5) Analyse des déplacements des pièces dans le Groupe FROG A
existant 10pts II] Analyse d'un kit pour une ouverture à 140°
30 pts
II.1) Modifications à apporter.
02pts
II.2) Analyse du déplacement de la chape
07pts
II.3) Dessin de la chape pour l'ouverture à 140°
16pts
II.4) Détermination de la vitesse du portail en ouverture 140°
05pts
III] Ouverture à rotation complète°
20 pts III.1) Modifications à apporter
06pts
III.2) Recherche du diamètre du pignon possible au niveau de la chape
04pts
III.3) Etude de la transmission par chaine
10pts IV] Dessin du pignon-moteur pour le kit d'ouverture complète
15 pts
Terminer le dessin
Total 100 pts I] Analyse du FROG A existant
I.1) Classe d'équivalences et liaisons
Compléter les classes d'équivalence ci-dessous et définir les liaisons. A= [ 1,2-A,2-B ] B= [2-D,3, 6, 7, 8, 9] C= [4].....
D=[5]..... Compléter les cases avec 0(pas de mouvement) ou 1 (mouvement) dans les
tableaux ci-dessous. Liaison entre A et B : Liaison entre B et C : Liaison entre A et D : Liaison entre C et D :
Portail en phase d'ouverture : (Doc. 5/32, Doc. 6/32)
Identifiez, dans le schéma cinématique 2D ci-dessous, les 4 classes
d'équivalence. I.3) Portail en position ouverte Le schéma cinématique ci-dessous montre le système en position « portail
ouvert » ; lorsque la butée bloque le portail.
|Surface |Biell|Chape|
| |e | |
|Plane |X | |
|Cylindriq| |X |
|ue | | |
|Quelconqu| | |
|e | | | Inscrire dans les repères le nom de chaque classe d'équivalence. Donner la nature des surfaces de contact entre la chape et la bielle. I.4) Portail en position fermée Dans ce schéma en position « portail fermé », la butée est placée entre
l'excentrique et la bielle. Installer, ci-dessous, le schéma qui symbolise la butée. I.5) Analyse des déplacements des pièces dans le Groupe FROG A : (Doc.
5/32, 32/32)
L'analyse des déplacements des pièces en mouvement à l'intérieur du carter
permet de vérifier qu'aucun élément ne se trouve, à aucun moment, en
contact avec le carter.
Sur la figure suivante (page 14/32) relever l'entraxe entre l'excentrique
et la chape (AB) Dimension dessinée : 85 mm (+-2mm) Dimension réelle : 170 mm (+-4mm) Tracer la trajectoire correspondant au déplacement du centre B. Tracer le centre B de l'excentrique en position ouverte avec dépassement
(Noter B1) Tracer la trajectoire correspondant au déplacement du centre A. Tracer le centre A de la chape en position ouverte avec dépassement (Noter
A1) ECHELLE 1 :2 II] Ouverture à 140°
II.1) Modifications à apporter : (8/32 et 32/32) Inventorier les trois pièces principales qui pourraient faire l'objet
d'une modification ou d'un remplacement : II.2) Analyse du déplacement de la chape : (Doc. 7/32 et Doc. 32/32) Pour obtenir une rotation de la chape de 140° sans collision avec le
carter, une modification de la pièce s'impose.
Il faudra donc réduire le support de bielle inferieur pour qu'il ne rentre
pas en contact avec le carter lors de l'ouverture du portail. (Voir les
figures ci-dessous)
1) Position limite
Dans cette position (140°) la chape doit subir des modifications.
L'axe A doit être déplacé pour éviter toute collision avec le carter. Une zone de sécurité de 3mm doit exister entre le carter et la chape dans
sa nouvelle position Un minimum de matière de 3mm doit exister entre le bord du trou de l'axe A
et le bord de la partie inférieure de la chape.
Diamètre de l'axe A = 20 mm L'entraxe AC doit être le plus grand possible
2) Déplacement de l'axe A En tenant compte des informations précédentes sur la position limite en
ouverture à 140°, Dessiner la partie inférieure de la chape sur le document
ci-dessous.
En prenant la bielle existante (entraxe AB identique), Positionner le point
B dans les positions « portail ouvert » (B1) et « portail fermé » (B2)
Mesurer et Placer l'angle de rotation effectué par le point B autour de
l'axe moteur.
II.3) Dessin de la chape pour l'ouverture à 140° Terminer le dessin avec tous les trais cachés de la chape destinée au kit à
140°
Positionner la cote de l'entraxe déterminé précédemment (entre l'axe de
la chape et le Ø20)
II.4) Détermination de la vitesse de rotation du portail en ouverture 140 : 1) Retrouver la vitesse du moteur Lorsqu'on utilise l'automatisme de portail dans sa configuration
d'origine (ouverture à 90°), on obtient les données suivantes : Vitesse de rotation du portail : 1tr/min
Angle effectué par le portail : 90°
Angle de déplacement de l'excentrique mesuré : 120° A partir du document ressource 30/32, Répondre aux questions
suivantes :
En combien de temps le portail effectue la rotation de 90° ?
Dans ce même temps, l'axe du moteur (lié à l'excentrique) effectue un
angle de 120°
Retrouver la vitesse de rotation du moteur. 2) Vitesse de rotation du portail en ouverture 140 (DOC
16/32)
A partir des données suivantes, Retrouver la vitesse de rotation du
portail pour le Kit 140.
Vitesse de rotation du moteur (trouvé précédemment) :
Angle de rotation de l'excentrique (DOC 16/32)
Angle de rotation du portail :
Vitesse de rotation du portail (voir le DOC 30/32) Entourer ci-dessous la vitesse demandée par le constructeur pour le
portail (en bleu)
la vitesse obtenu sur le portail avec cette solution (en
rouge)3
Inférieur à 0,6 tr/min0,6 tr/min0,8 tr/min1 tr/min1,25 tr/min1,40 tr/min1,55 tr/minSupérieur à 1,55 tr/min Peut-on garder cette solution ?
Conclusion :
III] Ouverture à rotation Complete III.1) Modifications à apporter : Suite à l'abandon de la modification à 140°, il est demandé de mettre en place la solution permettant une rotation complète (180° minimum) du portail.
Retrouver dans les docs 8/32 et 24/32 les efforts à transmettre lors de l'ouverture du portail.
Couple maxi moteur, vitesse de sortie du motoreducteur. III.2) Recherche du diamètre du pignon possible au niveau de la chape :
Quelque que soit la solution choisie, un pignon devra être placé au niveau de la chape. Pignon pour chaine, courroie ou engrenage, selon la solution choisie. Retrouver sur le plan doc 16/32 l'encombrement maxi dont on dispose au niveau de la chape pour le pignon. III.3) Etude de la transmission par chaîne : Diamètre primitif maxi du pignon choisi sur la chape : Vitesse de sortie du motoréducteur : Vitesse de rotation du portail demandée :
A partir des données ci-dessus, calculer le diamètre nécessaire sur l'arbre moteur.(voir annexe 31/32) Vérifier sur le document constructeur (doc 29/32) et donner ci-dessous le pignon moteur choisi. Attention : Prendre les pignons dans le tableau des DISQUES (pas : 19.05x11.68). Prendre le pignon qui se rapproche le plus de celui trouvé par calcul. Retrouver dans l'annexe, les caractéristiques exactes du pignon utilisé sur la chape.
IV] Dessin du pignon-moteur pour le kit d'ouverture complète Réaliser le dessin de l'excentrique modifié.
Placer le pignon trouvé en annexe en solution soudée sur la base de l'excentrique existant. (DOC 28/32)
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ECHELLE 1 :2 Z Y X A B C D B A C TRX00Y00Z01 TRX00Y00Z01 TRX00Y00Z01 TRX00Y00Z01 Cette solution donne un portail qui tournerait à plus de 1.5 tr/min, ce qui est beaucoup trop rapide.
En l'état, cette solution doit être abandonnée.
Entre 75° et 80° B2 B1 A1 B1 A-A Echelle 1 :2 Chape pour ouverture à 140° Echelle 1:1 Cha