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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