SITUATION PRATIQUE D’APPRENTISSAGE

BAC PROFESSIONNEL RÉPARATION DES CARROSSERIES

Résolution d’un problème de statique

Grue d’atelier

Nom   : Classe   :

Centre d’intérêt :

CI 12 : Le comportement statique des mécanismesCI 12-2 : Résolution d'un problème de statique

Savoirs et savoir-faire visés :

S13 COMPORTEMENT DES SYSTÈMES MÉCANIQUESS1.3.3.2 Résolution d'un problème de statique

Cycle de formation   :

1ère BAC PRO Réparation des carrosseries

Potentiel d’évolution / de développement   :

CI 12 : Comportement statique des mécanismes.

Produit support choisi :

GRUE D’ATELIER

PRESENTATION DE LA SITUATION PRATIQUE D’APPRENTISSAGE

Mise en situation

La grue d’atelier est utilisée par les opérateurs (carrossiers ou mécaniciens) pour

procéder à la dépose et à la repose des blocs motopropulseurs des véhicules de

tourisme.

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Repérage des éléments principaux

Détails du vérin - pompe

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Corps de vérin

Piston + tige

Biellette

Piston pompe

Levier

FonctionnementLa grue d’atelier est autonome. Elle dispose de son propre réservoir de fluide

hydraulique ainsi que de sa pompe manuelle.

Montée du bras de levage : L’opérateur actionne le levier de pompe pour aspirer

l’huile contenue dans le réservoir, la mettre sous pression pour ensuite l’envoyer

dans le vérin. La tige du vérin applique une action mécanique sur le bras de

levage et permet de soulever le bloc moteur.

Descente : L’opérateur manœuvre un robinet (non représenté) qui permet à

l’huile contenue dans le vérin de retourner au réservoir. Le bras de levage peut

descendre. La vitesse de descente est réglée par l’ouverture du robinet.

ProblématiqueL’ergonomie et la prévention de la santé au travail limitent les efforts physiques

que fournissent les opérateurs. Dans ce cas, la limite est fixée à 200 Newtons.

Vous allez donc, en suivant les déroulement de la séance, vérifier que l’opérateur

ne soit pas obligé d’appliquer, sur le levier, un effort supérieur aux

recommandations.

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Ouverture du modèle 3D Ouvrir le modèle : Grue d'atelier avec moteur.SLDASM

Etude N°1 Détermination de la position la plus défavorable pour le bras de levage.

Le bras de levage peut être placé dans deux positions extrêmes.

Position basse Position haute

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Sur le modèle 3D, placer le bras en position haute, c'est-à-dire lorsque la tige du

vérin est complètement sortie.

Utiliser la fonction « contrainte » et cocher « A utiliser pour le positionnement

uniquement»

Rendre coïncidentes les surfaces du

piston et du corps du vérin suivantes.

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Voici le résultat à obtenir, le piston doit être en butée haute :

Lancer la

simulation en cliquant sur « calcul mécanique »

Puis ,puis et enfin sur

Consulter les résultats du vérin inconnu :

Lancer le tutoriel vidéo Vérin inconnu

Ou

Consulter les résultats en isolant le bras :

Lancer le tutoriel vidéo isolement du bras

Réponse Pour la position haute du bras de levage, le vérin devra développer un

effort de . . . . . . . . . . . . Newtons

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Appliquer la même démarche pour la position basse.

Rendre coïncidente les surfaces du piston et du corps du vérin suivantes.

Voici le

résultat à obtenir, le piston doit être en butée basse :

Lancer la simulation en cliquant sur « calcul mécanique »

Puis ,puis et enfin sur

A nouveau, consulter les résultats du vérin inconnu.

Réponse Pour la position basse du bras de levage, le vérin devra développer un

effort de . . . . . . . . . . . . Newtons

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Analyse des résultats Dans quelle position du bras, le vérin devra développer le plus grand effort ?

Position haute

Positions basse

Le bras est isolé, il est en équilibre sous l’action de trois forces.

Ces forces proviennent du contact avec le bloc moteur avec le vérin et avec

l’articulation du bâti+roulettes.

Les droites d’action de ces 3 forces (porteuses) sont-elles :

Concourantes

Parallèles

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Etude N°2 Détermination de la pression dans le vérin

En utilisant la formule suivante p = F/S

Avec p = pression en Mpa (MégaPascal = N/mm²)

F= Force en N (Newton) F = 9840 N

S = Surface de travail en mm², ici S= (π D²) / 4

Mesurer le diamètre du piston

Dans l’onglet « Evaluer   »

Utiliser la fonction « mesurer »

Puis cliquer sur l’arrête correspondant au diamètre extérieur du piston.

Calculer la pression à l’intérieur du vérin.

p = F / ((π D²) / 4) =

p = . . . . . . . . .MPa

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Etude N°3 Détermination de l’effort que doit appliquer le piston-pompe pour créer la

pression.

En utilisant la même formule que précédemment, calculer F en Newton.

F = p x S On prendra p = 5,22 MPa

Mesurer la surface pressante du piston-pompe

Dans l’onglet « Evaluer   »

Utiliser la fonction « mesurer »

Puis cliquer sur la surface

supérieure du piston-pompe.

Calculer la force que doit appliquer le piston-pompe pour créer la pression.

F = p x S =

F = . . . . . . . N

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Etude N°4 Saisie de l’effort sur le piston-pompe.

On prendra F = 1480 N

Dans l’arbre de création Méca3D, cliquer droit sur « Constant lié à la pièce 5   »

Suivre le Tutoriel vidéo saisie de l'effort

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Etude N°5 Isolement du levier et détermination de la position la plus défavorable.

Position basse du levier Position haute du levier

Piston-pompe rentré Piston-pompe sorti

Mettre le piston en position rentré = levier en position basse.

Lancer la simulation.

Consulter les résultats en suivant le Tutoriel vidéo consulter résultats levier

Noter la valeur de l’effort F sur le levier en position basse = . . . . . . N

Mettre le piston en position sorti = levier en position haute.

Lancer la simulation.

Consulter les résultats.

Noter la valeur de l’effort F sur le levier en position haute = . . . . . . N

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Analyse des résultats Dans quelle position du levier, l’opérateur devra développer le plus grand

effort ?

Position haute

Positions basse

Question et conclusion Comparer la valeur la plus importante relevée avec la recommandation

donnée au paragraphe de la problématique.

Rayer la proposition qui vous paraît fausse dans la phrase ci-dessous.

inférieur

L’effort que doit appliquer l’opérateur est à la recommandation.

Supérieur

Les conditions de travail sont-elles optimales

Oui

Non

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