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1 Présentation du groupe chimique Tunisien :
La Tunisie est le deuxième pays au monde à valoriser un grand
pourcentage de sa production de phosphate naturel (85%).
Après une d’exploration du phosphate brut, la Tunisie est orientée vers
la transformation et valorisation de ce minerai, par l’implantation d’une
industrie.
Local de production d’acide phosphorique et d’engrais, et ce au sein du
groupe chimique tunisien (GCT) qui est une entreprise publique
tunisienne dont l’objectif est de produire et de transformer de phosphate
extrait en Tunisie en produits chimique.
2 S A E P A :
Société arabe des engrais phosphates et azotes :
Les unités de la DAP sont installées en 1979 dans le complexe industriel
de Ghannouch à Gabes.
Pour produire les engrais chimique.
Capital : 40 000 000 DT (SEAPA1 + SEAPA2)
Emploi : 571 (SEAPA1)
Produit : acide phosphorique et Di-ammoniaque de phosphore (DAP)
- L’acide phosphorique 54% (P2O5) par capacité 330 000 T/an.
- Le Di-ammonium phosphate DAP capacité 330 000 T/an.
Le DAP consomme 70% de la production d’acide phosphorique et 30%
de cette production est destinée à l’exportation.
Sous le nom de SAEPA elle a été nationalisée en 1993 pour s’intégrer
dans le GCT.
3 Chaine de production :
4 Organigramme de DAP :
Directeur
ING CHEF PRODUCTION
SECRETAIRE .BO
SEC.ADMIN.ET FINANCE
ING.CHEF MAINT
SERVICE PRODUCTION
SERVICE .DAP(A)
SERVICE UTILITE
SERVICE .DAP(B)
SERVICE SULFERIQUE
SERVICE PHOSPHORIQUE
SEC EXP .REC
SERVICE BUR.MET
SERVICE MECANIQUE
SERVICE ELEC.INS
SERVICE ENTRETIEN
5 Type des pousseurs :
5.1 Le traineur :
Description de système :
Le traineur est constitué par un chariot entraîne par un treuil. Le treuil a
une vitesse lente pour le déplacement de la rame en charge. Le chariot
se déplace sur la voie et passe sous les wagons. Il est équipé de bras
amovibles qui prennent appui sur les roues des wagons pour assurer le
déplacement de la rame ; ces bras sont actionnés mécaniquement
lorsque le chariot passe sur des rampes situées à l'intérieur de la voie.
Lorsque le chariot recule, les bras d'entraînement sont rentrés et le
chariot peut se déplacer librement sans entraîner les wagons. Le chariot
pousse les wagons un à un dans le culbuteur.
5.2 Pousseur-Wagon électrique :
Description de système :
Le pousseur est formé d'un châssis dans Lequel est abrité le réducteur
de commutation à différentiels avec 3 positions de vitesses, de marche
avant et arrière ainsi qu'une position à point mort.
L'entrainement du pousseur est obtenu par un moteur frein à courant
continu par l'intermédiaire de courroies trapézoïdales (3.5 kW 24 Volt).
Le châssis est porté et entrainé par deux pneumatiques en caoutchouc
plein 7.15-15 et guidé par 2 roues jumelles fixées sur un support amorti
par ressort.
Pour l'utilisation sur rails 2 rouleaux de boudins sont disposés chacun en
avant et en arrière de l'appareil, ceux ci étant abaissés électro-
hydrauliquement et pouvant être levés pour la course de route.
Le moteur est alimenté par deux batteries à plaques blindées
interconnectées de 24 Volt 320 Ah. La commande électrique est réalisée
par un inter- rupteur robuste marche-avant et marche-arrière, fixé sur.
5.3 Notre pousseur:
Description du matériel :
Treuil cabestan :
Constitué par :
Bâti : formant carter pour les engrenages à denture hélicoïdale en
bain d’huile destiné à être bloqué sur une assise métallique, et
prévu pour une fixation sans châssis intermédiaire.
1 moteur d’entrainement
Poupées : clavetées sur les arbres lentes, en fonte trempée spécial
pour l’emploie de câbles en acier.
Elles tournent simultanément dans le même sens et à la même
vitesse.
Système de tension : destiné à provoquer l’adhérence du câble sur
les poupées, en agissant sur la portion de câble comprise entre
ces dernières, comprend essentiellement :
- 1 contrepoids
- 1 poulie verticale à chape
- 1 système de guidage du contrepoids, Constitué par des profilés
formant pylône.
Poulies de renvoi : c’est un système constitué de 6 poulies qui
assurent le guidage du câble
b) Appareillage électrique :
Constitué par :
1 coffret ou armoire étanche contenant les contacteurs et relais
divers nécessaires au fonctionnement de trainage.
1 ou plusieurs manipulateurs
Construction étanche
Rappel automatique du levier au plot 0 comportant deux ou trois
plots pour chaque sens de marche :
. Plot 1 ‘’ frein desserré ’’
. Plot 2 ‘’ marche AV ’’
. Plot 3 ‘’ marche AR ’’
Diagramme FAST :
Assurer la formation de
la chape à l’axe
Interposer une
articulation au chape
Lier la chape à l’axe par
filetage
Avec un bout fileté
Avec un taroudage + une surface
d’appui
La chape
L’axe
Pivoter la chape
Etablir une liaison pivot
Guider la chape en rotation
L’axe d’assemblage
Assurer la fixation de la
chape au colisseau
Lier la chape au colisseau
par l’axe d’assemblage
Assurer la fixation de la
chape au colisseau
Assurer la fixation de la
chape au colisseau
Assurer la fixation de
l’axe au chape
Par soudure
Par 4 vises
Fixer la colisseau a la pousseur
Lier l’axe au chape
par adhérence
Bloquer l’axe d’assemblage
Assurer une surface d’appui
Avec un bout filetée
Ecrou
rondelle
chape
Axe d’assemblage
1) Puissance absorbé par moteur Pa :
On a comme donnée :
U = 380v : tension de secteur
I = 90A : courant consommée en plein charge
Cosφ = 0, 8
N = 1500tr/mn : nombre de tour du moteur
Pa = U. I. cosφ
Pa = 380. 90. 0,8
Pa = 47,388Kw
Pa = Cm. ω
ω = : vitesse angulaire
ω = = 157rad/s
Cm = : couple moteur
Cm =
Cm = 301,83N.m
2) Calcul de réducteur :
Rg : Rapport de réduction global
Diamètres des roues dentées :
Z1 = 194 ; Z2 = 31 ; Z3 = 18 ;
Z4 = 102
Diamètres des poulies PO :
D1 = 180mm ; D2 = 355mm
Rg = . .
Rg = 0,0142
3) Vitesse de poupée (sortie réducteur) Vr :
Vr = N . Rg
Vr = 1500 . 0,0142
Vr = 21,3tr/mn
4) Couple de poupée Cp :
Cp =
ωp = 2πN/60 = 2π21,3/60 = 2,23rad/s
Cp =
Cp = 21250,22N.m
5) Vitesse linéique du câble V l :
r = 200mm : rayon de poupée
Vl = r . ωp avec
Vl = 0,2 . 2,23
Vl =0,446m/s
6) Calcul d’effort appliqué sur le pousseur ║F║ :
La réaction du sol sur chaque roue a pour composant :
Rk = Tk . ex + Nk . ez
Tk algébrique, Nk > 0 ; K = 1 , 2 , 3 …..
Théorème de résultant dynamique sur le pousseur
sur (Ox) et (Oz) il vient :
{ M . ä = T1 + T2 ; 0 = N1 + N2 – mg }
Pour la roue arrière : 0 = -T2K + ζr
Pour la roue avant : 0 = -T1 . R alors T1 = 0
On utilise la condition de roulement sans glissement :
å = R . ω
ä =
T2 =
║T2║ =
║T2║ = 108975,48d.N
T2 = -F alors ║T2║ = ║F║
donc ║F║ = 108975,48d.N
7) Calcul de la réaction du sol « ║N2║ » :
a = 2,51m
b = 0,99m
h = 0,65 : longueur entre G centre de gravité du
Pousseur et l’extrémité de la roue.
m = 16000Kg : la masse du pousseur
g = 9,8 : champ de pesanteur
Pour calculer N2 on applique le théorème du moment cinétique :
(N2 . b) – (T2 . h) – (N1 . a) = 0
On a aussi N1 + N2 = m . g
N2 = . ( a . m . g + h . )
N2 = . (( 2,51 . 16000 . 9,8) + ( 0,65 . 108975,48))
N2 = 132686,28d.N
On a F = 108975,48d.N ET N2 = 132686,28d.N
Le coefficient de sécurité f = 0,2
f . N2 = 132686,28 . 0,2
= 26537,25d.N
Donc F > f . N2 alors le système glisse.
Calcul RDM :
Choix de matériaux :
C45 : acier convient aux traitements thermique et au
Forgeage Re=375Mpa
I) Calcul de diamètre de la vis d’assemblage:
On constate qu’l y a un cisaillement appliqué sur la vis :
Equilibre de l’axe :
Σ Fx = 0
Σ Fy = 0
F1 + F2 – F = 0
F1 + F2 = F
2.F1 = F
F1 = F2 =
1) Torseur des efforts :
Domain1 : 0 < x <
τcoh = - τ (E → E1)
= - G
Ty= -F1
Mfz= -F1X
Domain2 : < x < l
τcoh = τ (E→E2)
= G
Ty= -F2
Mfz= -F2 (L - x)
2) Diagramme des efforts :
3) Calcul de diamètre :
ζ ≤ Rpg : condition de résistance
Rp = : résistance pratique à la traction
Re = 375 : résistance élastique
s = 4 : coefficient de sécurité
Rpg = : résistance pratique au glissement
F = 108975,84N.m
On a T = = = 54,487N.m
ζ ≤ Rpg avec ζ =
≤ Rpg
s = : section de la vis
≤ Rpg
d ≥
Rpg =
Rpg =
Rpg = 46,87
d ≥
d ≥
d ≥ 38,48mm on prend d = 42mm
Puisque on va utiliser un écrou hexagonal
(ISO 4032-M42-34)
II) Dimensionnement de la chape :
1) Calcul d’épaisseur de la chape « e » :
On a :
d = 42mm
h = 110mm
= = 0,38 alors d’après l’annexe on choisie
Kt = 2,2
T = F1 + F2 avec F1 = F2
T =
T = = 54,487N.m
Rp =
Rp = = 93,75
D’après la guide de conception on a :
σm=
σm ≤ Rp
≤ Rp
e ≥
e ≥
e ≥ 18,80mm on prend e = 20mm
2) Calcul de la longueur minimal de la chape « L » :
Il ya un phénomène de cisaillement appliqué sur la
Chape.
Par symétrie les deux faces cisaillées ABCD et
A’B’C’D’ supportent le même effort tranchant T
, l’équilibre de bloc donne T = , T appliqué en G
Centre du rectangle ABCD et en G’ centre du
Rectangle A’B’C’D’
T = 54487,74N.m
Rpg = 46,87
ζ ≤ Rpg avec ζ =
S = L.l
≤ Rpg
L ≥
L ≥
L ≥ 10,56mm on prend L = 150mm
3) Calcul d’épaisseur « e1 » du coulisseau :
On a comme donnée :
Kt = 2,2
Rp = 93,75
F = 108975,84N.m
h = 110mm
d = 42mm
σm=
σm ≤ Rp
≤ Rp
e ≥
e ≥
e ≥ 37,6mm on prend e = 40mm
III) Calcul de l’axe :
On a l’axe sous forme d’un cylindre creux h =
d=16mm : diamètre intérieur (diamètre du câble)
D : diamètre extérieur
S : section d’un cylindre creux
F = 108975,48N.m
σm = avec S = π .
σm ≤ Rp
≤ Rp
≤ Rp
D² ≥
D ≥
Rp = = = 93,75
D ≥
D ≥ 38,47 on prend D = 40mm
IV) Calcul de la vis de fixation :
Choix de matériaux Re = 980Mpa
On a:
ΣFx = 0
F = F1 + F2 + F3 + F4 avec F1 = F2 = F3 = F4
Alors F1 =
F1 =
F1 = 27239,37N.m
Rp =
Rp = = 245
σm ≤ Rp
σm =
S = : section de la vis
≤ Rp
d ≥
d ≥
d ≥ 11,90mm on prend d = 16mm
On va utiliser une vis à tête hexagonal ISO 4017 - M16*55 - 8-8
I) calcul de la masse du contre poids :
On a :
g = 9,8
ΣFx = 0
F = - R donc ║F║ = ║R║ = 108975,48
On suppose que ║R║= ║P║
P = m.g
m = =
m = 11119,94Kg
Le pousseur est de la forme carré et du masse mp = 16000Kg
Donc par symétrie l’équilibre du bloc nous donne :
mABCD = mABC’D’ = = 8000Kg
La masse du contre poids est égal a :
mCP = m - mABCD
mCP = 11119,94 – 8000
mCP = 3119,94Kg
On prend la masse du contre poids mCP = 3200Kg
