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PeiP2A : Analyse des Systèmes Mécaniques

Contrôle continu 1

Date : 07/11/20 Durée : 1H20 Documents autorisés : A4 +calc.

Le sujet se compose de 4 exercices et de plusieurs annexes détachables.

Vous devrez rendre les pages 1 à 8 agrafées.

Mécanisme d’étude

Le compresseur d’air représenté sur le dessin d’ensemble en annexe est destiné à alimenter une petite

centrale de production d’air comprimé schématisée ci-contre.

-Compresseur : Monocylindre débitant 37,5

l/mn à 1500 tr/mn à Patm (pression

atmosphérique); chemise en acier; cylindre en

alliage d’aluminium, socle en fonte

-Moteur : CEM de 1 KW, 3000 tr/mn

-Réservoir : 100 l

-Equipements : Dispositifs de mise à l’air de la

canalisation pour démarrage à vide ; soupape

de sécurité ; robinet de purge ; manomètre 12

bars, clapet anti-retour ; vanne cuve.

-Modes de fonctionnement : Marche

manuelle ou automatique entre 6 et 8 bars par

contacteur manométrique.

FONCTIONNEMENT :

Lorsque le vilebrequin (29) est entraîné en rotation par le moteur, la bielle (19) transmet au piston (23) un

mouvement de translation rectiligne alterné ; ainsi la descente du piston a pour effet “d’aspirer” l’air

extérieur à la pression atmosphérique qui, pour entrer dans le cylindre, soulève le clapet d’admission.

Lorsque le piston arrive à son point mort bas (PMB) l’air n’est plus aspiré et le clapet qui était ouvert se

referme. Le piston (23) remonte, comprimant l’air qui a été aspiré ; lorsque la pression intérieure du cylindre

est égale à la pression de la cuve (réservoir), le second clapet se soulève et laisse passer l’air du cylindre vers

la cuve.

Document à rendre Nom : Prénom : gr. TD n°:

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Ex1 : Lecture de spécifications géométriques

On donne, en annexe détachable, une vue partiellement cotée du dessin de définition du vilebrequin.

En utilisant le tableau ci-dessous : définir sans ambiguïté la spécification suivante :

En utilisant le tableau ci-dessous : définir sans ambiguïté la spécification suivante :

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Ex2 : Cotation fonctionnelle

Justifier l’existence de la cote-condition Ja, puis tracer, au stylo vert, sa chaîne de cotes sur le dessin

d’ensemble ci-dessus.

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Ecrire alors les équations de Ja, Ja mini et Ja maxi.

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On s’intéresse désormais au montage de la bielle 19 sur le maneton 28.

Justifier l’existence de la cote-condition Jb, puis tracer, au stylo vert, sa chaîne de cotes sur le dessin

d’ensemble ci-dessus.

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On souhaite Jb_mini = 0,1mm. En faisant l’hypothèse que la dimension de la bielle 19 sera toujours inférieure

à celle du coussinet 20 référencé 1215DP4, de largeur nominale 15mm (voir annexe). Déterminer b28 (valeur

minimale, maximal, sachant que son intervalle de tolérance acceptable est de 0,04mm), en vous aidant des

documents techniques en annexe (circlips 32 et rondelle 33), et en sachant que le diamètre du maneton 28

est ici de 12mm. Enfin, calculer la valeur maximale du jeu Jb.

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Ex3 : Ajustements

On s’intéresse aux 2 ajustements (extérieur et intérieur) du coussinet 20.

Dans le cas de l’ajustement avec la bielle 19, choisir dans le tableau ci-dessous, un ajustement pour cette

liaison (Entourer la réponse) :

Ø16 H7g6 Ø16 K7js6 Ø16 H6p6

Concernant l’ajustement entre le maneton 28 (de diamètre Ø12 h7) et le coussinet 20 (de diamètre intérieur

Ø12 G6), donner les valeurs mini et maxi, ainsi que l’IT du jeu Jc entre ces deux pièces

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Ex4 : Dimensionnement d’un guidage en rotation par palier lisse

On s’intéresse désormais au dimensionnement du palier lisse (20) assurant le guidage en rotation de la bielle

(19) par rapport à la manivelle (28+29). Le fonctionnement se fait en continu, et en environnement chaud

(60°C). Son programme l’oblige à toujours être en mouvement. Le choix du concepteur se porte sur des

paliers lisses de la marque GGB et plus particulièrement sur le modèle DP4, référence 1215DP4.

Le maneton 28 en acier inoxydable possède un diamètre de 12mm. Le palier sera soumis à un unique effort

radial F=1000N. La bielle, agissant comme logement pour ce palier, possède des qualités moyennes de

dissipation calorifique. On considèrera bien que nous sommes dans le cas d’une charge rotative avec

Nbielle=500tr/min. Il n’est pas prévu de lubrification particulière. La durée de vie souhaitée est de 500h.

Ce coussinet est-il adapté ?

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Annexes de tachables

Tolérances ISO pour alésages

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Tolérances ISO pour arbres

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Extraits du catalogue GGB pour le DP4

Où F est l’effort appliqué sur le palier (en N), n est la vitesse de rotation (en tr/min), et B est la longueur du

palier (en mm).

Où LH est la durée de vie exprimée en heure.

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13

Vue partiellement cotée du vilebrequin

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Plan d’ensemble + nomenclature

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Dimensions normalisées des rondelles plates

16

Dimensions normalisées des circlips