blanchisserie industrielle

BTS Conception et réalisation de systèmes automatiques
ÉPREUVE E5 - Conception détaillée Sous-épreuve E51 - Conception détaillÉe d'une chaÎne fonctionnelle
Session 2015
Durée : 4 h
Coefficient : 3 ______________________
Matériel autorisé :
- toutes les calculatrices de poche y compris les calculatrices
programmables, alphanumériques ou à écran graphique à condition que
leur fonctionnement soit autonome et qu'il ne soit pas fait usage
d'imprimante (circulaire n°99-186, 16/11/1999) ; - aucun document n'est autorisé.
Dès que le sujet vous est remis, assurez-vous qu'il est complet.
Le sujet se compose de 20 pages, numérotées de 1 à 20.
BLANCHISSERIE INDUSTRIELLE
Présentation générale (feuilles blanches) page 1 à 3.
Travail demandé (feuilles jaunes) page 4 à 12.
Documents ressources (feuilles vertes) page 13 à 18.
Documents réponses (feuilles bleues) page 19 à 20. |BTS Conception et réalisation de systèmes automatiques |Session 2015 |
|Épreuve E5 - Sous-épreuve E51 |Code : 15CSE5CCF |Page 0 |
BLANCHISSERIE INDUSTRIELLE
PrÉsentation Le support retenu pour l'étude est une blanchisserie industrielle traitant
du linge provenant d'établissements hospitaliers de la région.
Le cycle complet du traitement du linge est présenté dans la figure ci-
contre.
L'augmentation du volume de linge sale traité nécessite un transfert de la
blanchisserie vers des locaux plus spacieux. Ce déplacement impose de
redéfinir certaines solutions techno-logiques existantes et de les adapter
à la configuration du local de destination.
Seuls le circuit primaire et le circuit secondaire feront l'objet de
l'étude.
DESCRIPTION DES CIRCUITS
CIRCUIT PRIMAIRE Présentation du poste d'alimentation du circuit primaire
L'opérateur accroche au maximum 3 sacs de linge sale de même famille sur un
trolley (crochet guidé sur le rail du convoyeur aérien). Puis, il autorise
l'acheminement vers le poste de tri.
Les différentes familles de linge sont définies par la couleur des sacs
selon la codification ci-dessous.
|Couleurs |Familles de linge |
|Bleu : |linge de lits (draps, taies, etc.) |
|Jaune : |vêtements de travail (blouses, |
| |combinaisons, etc.) |
|Vert : |linge hôtelier (éponges, gants, |
| |serviettes, etc.) |
|Rouge : |linges infectés (cycle de lavage |
| |spécial) |
|Marron : |linges personnels des résidents des |
| |maisons de retraite |
|Rose : |couvertures | Sur le circuit primaire sont effectués :
- une opération manuelle d'accrochage et d'identification des sacs au
poste d'alimentation ;
- une opération de pesée du linge sale permettant d'établir la
facturation ;
- un acheminement des sacs par un convoyeur aérien vers le poste de
tri ;
- un vidage des sacs au-dessus du poste de tri ;
- un tri du contenu des sacs. Présentation du poste de tri (voir figure A en bas de page 3)
Le poste de tri est constitué :
- d'un plan de travail ;
- de 8 alvéoles. Il n'arrive au poste de tri que des sacs de même famille.
Les opérateurs chargés du tri ouvrent les sacs suspendus au-dessus du plan
de travail libérant ainsi le linge qui tombe sur celui-ci.
Ils effectuent alors un tri manuel du linge sale et le déposent dans l'une
des 8 alvéoles en fonction des cycles de lavage. Ces cycles dépendent des
caractéristiques du linge (textile, couleur, etc.). CIRCUIT SECONDAIRE Sous chaque alvéole du poste de tri, est positionné un contenant appelé
SLING qui reçoit le linge sale trié. Les slings sont composés d'une poche
en tissu de couleur verte unie dont une ouverture en partie basse permet
l'évacuation du linge. Ils sont mobiles et se déplacent sous l'effet de la
gravité sur le convoyeur aérien (rail en pente).
Chaque sling, en attente au poste de tri, sera inséré sur le convoyeur du
circuit secondaire dès qu'un poids de linge préalablement paramétré sera
atteint. Les slings peuvent contenir au maximum 50 kg de linge. Sur le circuit secondaire, sont effectués :
- une constitution des lots de lavage ;
- un approvisionnement par un convoyeur aérien du tunnel de lavage où
seront vidés les slings,
- un retour des slings vides vers le poste de tri. Partie 1
1. Vérification du dimensionnement d'un convoyeur L'étude porte sur la réutilisation d'un convoyeur à chaîne et de son moteur
électrique d'entraînement. Pour rejoindre le poste de tri situé
à l'étage supérieur, les sacs de
linge sale sont acheminés par un
convoyeur à chaîne fonctionnant en
continu.
Un réaménagement du poste
d'alimentation impose une
augmentation de l'angle
d'inclinaison du convoyeur de
montée. Le nouvel angle du convoyeur
avec le sol sera de 55 degrés.
L'étude permettra de déterminer si
le moteur actuel du convoyeur pourra
être conservé dans la nouvelle
installation.
Sur ce convoyeur dont la longueur
sera ramenée à 14 mètres, les sacs
de 5 kg maximum sont accrochés avec
un espacement régulier de
3,60 mètres.
Sur chaque trolley, au maximum
3 sacs sont suspendus.
Le synoptique général de ce convoyeur est donné ci-dessous. [pic] Données : . la vitesse de convoyage pourra être acceptable à ( 5% ;
. on prend g = 10 m.s-2 ;
. diamètre de la roue entraînant la chaîne : ( roue = 180 mm ;
. actuellement, le temps d'acheminement d'un trolley est de
21 secondes ;
. la documentation SEW moteurs triphasés (voir document ressource page
13).
1.1. Détermination de la puissance en sortie La modélisation d'un trolley sur son rail de guidage et de sa charge est
donnée ci-dessous :
. au point B : F rail ( trolley représente l'action du rail sur les deux
galets du trolley ;
. au point A : Fchaîne ( trolley représente l'action de la chaîne de
traction nécessaire pour monter le trolley ;
. au point G : P représente la charge qui est suspendue au trolley ;
. la masse de l'ensemble trolley/galet/crochet est négligée. [pic] QUESTION 1 (sur feuille de copie) :
- calculer la charge maximale par crochet ;
- déterminer le nombre de trolleys pouvant se trouver simultanément sur le
convoyeur ;
- en déduire la charge totale Ptotal possible sur le convoyeur.
QUESTION 2 (sur feuille de copie) :
- calculer l'effort de traction Fchaîne ( trolley exercé par la chaîne sur
le trolley si l'angle ( est de 55 degrés ;
- en déduire l'effort total de traction F dans la chaîne pour monter la
charge totale possible.
QUESTION 3 (sur feuille de copie)
À partir des données, calculer la vitesse de convoyage Vconvoyage
nécessaire pour respecter le temps d'acheminement.
Rappel : Puissance P = F x V QUESTION 4 (sur feuille de copie)
En déduire la puissance Ps nécessaire en sortie. 1.2. Détermination de la puissance moteur Rappel : Pm = Ps / ( global
Indépendamment des résultats trouvés précédemment, la puissance en sortie
est de Ps = 330 W et la vitesse Vconvoyage = 0,67 m.s-1.
QUESTION 5 (sur feuille de copie)
Calculer le rendement ( global de la partie mécanique (réducteur, roues,
chaîne, guidages).
QUESTION 6 (sur feuille de copie)
En déduire la puissance mécanique Pm nécessaire à la sortie du moteur. 1.3. Vérification de la compatibilité du moteur La référence du moteur actuel est SEW DT80 K2 (voir document ressource page
13).
QUESTION 7 (sur feuille de copie)
À partir de la vitesse de convoyage et du diamètre de la roue entraînant la
chaîne, calculer la fréquence de rotation Nsortie réducteur en sortie du
réducteur.
QUESTION 8 (sur feuille de copie)
À partir du rapport de réduction du réducteur, calculer la fréquence de
rotation Nmoteur du moteur.
QUESTION 9 (sur feuille de copie)
Définir la plage possible acceptable de la fréquence de rotation du moteur
en tenant compte du paramètre de tolérance pour la vitesse. QUESTION 10 (sur feuille de copie)
Préciser, en justifiant la réponse, si le moteur actuel pourra être
conservé dans la nouvelle installation.
Partie 2 2. Détermination et choix d'un vérin
Dans le circuit secondaire, le sling est élevé par un ascenseur d'une
hauteur de 0,85 m pour passer de la zone de tri jusqu'à la zone de
stockage.
Le système