Rapport Ecarteur hydraulique - projet théorie des mécanismes - FayssaL El haddad & Othmane Aboulhassane

7/22/2019 Rapport Ecarteur hydraulique - projet thorie des mcanismes - FayssaL El haddad & Othmane Aboulhassane

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Universit Sidi Mohammed Ben Abdellah Fs

FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

Dpartement Gnie Mcanique FST Fs MST Ingnierie Mcanique

2011/2012

Projet : Thorie des Mcanismes

Ecar teur H ydr aul i que

Ralis par :

Otmane AboulhassaneFayssaL EL Haddad

Encadr par :

Pr . Ahmed EL Khalfi


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Partie : CAO par Solidworks 2011

I. IntroductionLe mcanisme dclateur hydraulique entre dans le cadre des matriaux dintervention

pour les services de secours. Il est destin la dsincarcration de personnes lors daccidents

de vhicules.

Les modles dcarteur EHM sont principalement utiliss pour dsolidariser la portire

dune voiture, de la carrosserie, en arrachant les charnires.

La norme franaise NF S 61-571 qui classe les carteurs dans diffrentes catgories.Chaque catgorie est dfinie par la force dcartement minimale que doit dvelopper

lcarteur Hydraulique lextrmit de ses embouts.

Exemple : catgorie EH 30 force dcartement minimale 30 kN

Problmatique : On a dcid de modifier les caractristiques dun de ses carteurs

hydrauliques EHM pour quil soit class dans une catgorie suprieure.

On souhaite faire voluer son modle EHM 860 de la catgorie EH 30 la catgorie EH

40.


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Afin de rduire les cots, la modification portera uniquement sur la forme des bras.

Selon la norme NF S 61-571 on a le tableau suivant :

Catgorie

Temps

douverture

(s)

Force

dcartement

minimale(kN)

Force de

traction

minimale(kN)

cartement

(mm)

EH 30 20 30 72 720 E 770

EH 40 15 40 85 720 E 770

Le tableau est donc relatif aux calculs de prdtermination et de vrification des composants

de ce nouvel carteur dont on a dcid damliorer.

II. Cahier de charge du mcanisme :Possibilit de travailler dans des milieux aquatique.Pression de lhuile de fonctionnement est de 700 BarLa masse maximale de : 20,6 KgTemps douverture maximale: 15 Secondes.Force dcartement minimale : 40 KNLa longueur dcartement : 720 E 770Supporter une charge de traction minimale de : 85 KN


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III. Analyse fonctionnelle :Pourquoi le besoin existe-t-il ?

Le nombre des accidents routiers et leurs degrs de gravit ncessite une intervention

rapide afin de sauver les victimes, do vient la demande dun carteur fort, rapide est de delongue dure de vie.

Quest-ce qui pourrait faire voluer le besoin ?

La conception dun carteur dune grande force dcartement (passer de la catgorie EH30

EH40), avec un prix convenable et une fiabilit et une lgret assure.


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Fonctions

de

contraintes

Sadapter lutilisateur ( Poids ,tailles ..)

Respecter les essais de charge ( Traction : 85 KN )

Pouvoir tre utilis dans tous les environnements

Permettre une maintenance simple et rapide

Sadapter aux lments de carrosserie

Fonction

s

Principales

Permettre lutilisateur de redresser les lments de

carrosserie

dsolidariser la portire dune voiture, de la carrosserie, en

arrachant les charnires

Maintien ou augmentation du diamtre des canalisations


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IV. Analyse fonction du mcanisme :


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Nomenclature de lECARTEUR HYDRAULIQUE EHM860 Modif

REP. Nb DESIGNATION MATIERE OBSERVATION

01 1 FOND

02 1 PLONGEUR

03 1 CORPS

04 2 CHAPE

05 2 AXE DE BRAS 36 NiCrMo 16 Acier 819B Aubert&Duval

06 2 ECROU LSN M20*100

07 1 POIGNEE DE MAINTIEN

08 2 VIS CHC M12*40

09 2 VIS CHC M8*20

10 1 PORTE JOINT

11 1 CONTRE ECROU

12 1 TIGE

13 1 PISTON

14 2 BRAS FORTAL 7049 KMS

15 2 EMBOUT STRIE

16 2 AXE DEMBOUT 36 NiCrMo 16 Acier 819B Aubert&Duval

17 4 AXE DE BIELLE 36 NiCrMo 16 Acier 819B Aubert&Duval

18 4 BIELLE FORTAL 7075 KMS


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4-1 Principe de fonctionnement dun carteur hydraulique :

Schma hydraulique :

1 : carteur hydraulique

2 : Distributeur 3/2 commande levier

3 : clapet anti-retour

4 : pompe hydraulique

5 : filtre

6 : rservoir


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4-2Fonctionnement en phase douverture :

4-3Fonctionnement en phase de fermeture :


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V. Graphe du mcanisme :5-1 Graphe de liaison :

Liaison 1, 2, 3, 4, 5 et 6: Pivot Liaison 7 : Pivot glissant

Corps

Bielle 1Bielle 2

Piston

BrasBras 2

L7 : Pivot (G,z)

L1 : Pivot glissant (A,x)

L6 : Pivot (F,z)

L5 : Pivot (E,z)

L2 : Pivot (B,z)

L3 : Pivot (C,z)

L4 : Pivot (D,z)


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VI. Schma cinmatique :


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VII. Etude cinmatique : Liaisons 1 : pivot glissant en (A, x )

1 1

0 0

0 0

c A

A

V

Liaisons 2 : pivot en (B, z )

2

0 0

0 0

0

c B

B

Liaisons 3 : pivot en (C, z )

3

0 0

0 0

0

c C

C

Liaisons 4 : pivot en (D, z )

4

0 0

0 0

0

c D

D

Liaisons 5 : pivot en (E, z

)

5

0 0

0 0

0

c E

E


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En crivons tous les torseurs au point O : Liaisons 1 :

1 1 1 1

0 0 0 0

0 0 0 0

c A

A O

V V

Avec :1O A

V V AO

Liaisons 2 :

2

0 0

0 0

0

c B

B

Avec :

2

2

2

0 00 0

0 0

O B

CV V BO C

2

2

0

0 0

0

c O

O

C

Liaisons 3 :

3

0 0

0 0

0

c C

C

Avec : sin ( cos )OC OD DC d x b d y


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3

3 3

3

0 sin ( cos )

0 ( cos ) sin

0 0

O C

d b d

V V CO b d d

3

3

3

0 ( sin )

0 sin

0

c O

O

b d

d

Liaisons 4 :

4

0 0

0 0

0

c D

D

Avec :

4

4

4

0 0

0 0

0 0

O D

b

V V DO b

4

4

0

0 0

0

c O

O

b

Liaisons 5 :

5

0 0

0 0

0

c E

E

avec : OE by


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Et :

5

5

5

0 0

0 0

0 0

O E

b

V V EO b

5

5

0

0 0

0

c O

O

b

Liaisons 6 :

6

0 0

0 0

0

c F

F

Avec : sin ( cos )OF d x b d y

6

6 6

6

0 sin ( cos )

0 ( cos ) sin

0 0

O F

d b d

V V FO b d d

6

6

6

0 ( cos )

0 sin

0

c O

O

b d

d

Liaisons 7 :

7

0 0

0 0

0

c G

G

avec : OG cy


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Et :

7

7

7

0 0

0 0

0 0

O G

c

V V GO c

7

7

0

0 0

0

c O

O

c

La fermeture cinmatique :

1 1 2 3 4 5 6 7

3 6

2 3 4 5 6 7

0 0 ( sin ) 0 0 0 ( cos ) 0 0 0

0 0 0 0 0 sin 0 0 0 0 0 sin 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0O O O O O O O O

V C b d b b b d c

d d

On obtient :

1

2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

3 6

0

0 0

0

( sin ) ( cos ) 0

sin sin 0

0 0

V C b d b b b d C

d d

Nombre dinconnues cinmatiques : Nc = 7 Nombre dquations cinmatiques : Rg=4

La mobilit : m=7-4=3 Lhyperstatisme : h =2


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VIII. Etude statique :Dans cette 2me partie, ltude statique vise :

- Qualifier le produit dans la catgorie EH40 de la norme NF S 61-571.

- Dterminer leffort de traction minimal.

Hypothses gnrales :

Les liaisons sont supposes parfaites.Le poids des pices est nglig devant les valeurs des actions mcaniques.Le systme admet un plan de symtrie.


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2.1 Recherche de leffort minimal dcartement 161514 tleE

lextrmit des embouts 15 en

position bras ferms (position la plus dfavorable en phase douverture : lorsque les bras

commencent souvrir))


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Calcul de section S :

S = /4 x (d132 d2

2)

S = /4 x ( 902

452

)

S = 4771.29 mm2


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Conclusion :

Les modifications dimensionnelles conviennent-elles pour que lcarteur soit class ?

OUI lcarteur peut tre class en catgorie EH40 car :

le temps douverture et de fermeture est infrieur 15s

La force dcartement (43kN) est suprieure 40kN

La force de traction (120kN) est suprieure 85kN


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Application du PFS pour le bras 14 (Rduction des trois torseurs au point D)

( 14) ( 17 14) ( 5 14) 0T Chaine Bras T Axedebielle Bras T Axedebras Bras

F

D

G

T(chane Bras 14)

T(Axe de bielle 17 Bras 14)

T(Axe de bras 5 Bras 14)

Y

X

48.15

190.42

123.30

209.78

61.25


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( ) 0

( 14) 0 0

0 0( , , )

X Chaine Bras

T Chaine Bras

F X Y Z

( 17 14) 0

( 17 14) ( 17 14 0

0 0 ( , , )

X Axebielle Bras

T Axebielle Bras Y Axebielle Bras

G X Y Z

( 5 14)0

( 5 14) ( 5 14) 0

0 0( , , )

X Axedebras Bras

T Axedebras Bras Y Axedebras Bras

D X Y Z


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( ) 0

( 14) 0 0

0 123, 30. ( )( , , )

X Chaine Bras

T Chaine Bras

X Chain e BrasD X Y Z

( 17 14)( 17 14)

( 17 14) ( 17 14)

G Axebielle BrasT Axebielle Bras

M Axebielle Bras M Axebielle BrasD GD

( 17 14) ( , , )DG G Axebielle Bras X Y Z

19,36 sin 48,15.250306 0 0

62, 05 cos 48,15.250306 0 0

0 0 19, 36 cos 48,15.250306 62, 05 sin 48,15.250306 14802430


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PFS :

sin 48,15.250306 0

( 17 14) cos 48,15.250306 0

0 14802430( , , )

T Axebielle Bras

D X Y Z

( 14) ( 17 14) ( 5 14) 0T Chaine Bras T Axedebielle Bras T Axedebras Bras

( ) 120052.12X Chaine Bras N


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IX. Les lments du mcanisme : Elments principales :

Piston

Tige

Bielle

Bras


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Autres composants :

08-CHc M12

09-CHc M8

Axe de bielle

Axe de bras

Axe d'embout

Centre crou


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Chape

Corps

Ecrou LSN

Embout strie

Fond

Plongeur

Poign de maintien

Porte joint


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XII.Assemblage du mcanisme :


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Partie : Dimensionnement par Cosmosworks 2011 & et rsolution des problmes :

Fixation de la gomtrie :

application de la pression en traction et en compression :


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maillage :

Analyse et animation :


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