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Zakaria BENBARKA
L’énoncé du besoin : « Depuis toujours l’homme a besoin d’un assistant pour soulever des charge lourds, alors il faut penser à un système qui va satisfaire son besoin »
Les frontières et l’environnement de l’élévateur:
Milieu physique
• L’encombrement
Milieu économique
• Le cout
L’ élévateur de charge Milieu humain
Milieu technique
• L’operateur
• L’énergie électrique
Le schéma du besoin: Sur quoi agit le système ?
A qui le produit rend – il service ?
L’operateur
La charge
Elévateur de charge
Soulever des charges importantes
Dans quel but le système existe-il ?
Validation du besoin:
▪
Pourquoi ce besoin existe-il ?
▪
l’homme ne peut lever de charge lourde sans assistance
▪ Qu’est-ce qui pourrait le faire disparaitre ? ▪
Ce n’est pas possible; car l’homme est toujours besoin d’un assistant pour soulever des charges importantes
Besoin validé
Identification des EME dans la phase d’UTILISATION NORMALE:
La charge
Sécurité
Elévateur de charge
L’énergie
L’utilisateur
Environnement
Le sol
Identification des EME dans la phase de FABRICATION:
Les machines
Règles de qualité
Normes de sécurité
Elévateur de charge
Opérateurs
Milieu ambiant
Matières premiers
Identification des EME dans la phase d’UTILISATION NORMALE: Normes de sécurité
La charge
FC1 FC5
L’énergie
FC2
Elévateur de charge
FP1
Milieu ambiant
FC3
FC4 L’utilisateur
FC8 FC7 La vitesse de déplacement
L’encombrement
FC6 Le sol
FP1 : permettre à l’utilisateur de soulever une charge facilement FC1 : soulever des charges importantes FC2 : s’adapter aux normes de sécurité FC3 : fonctionner dans toutes les conditions climatiques FC4 : être facilement utilisé par l’utilisateur FC5 : utiliser l’énergie électrique FC6 : se fixer sur le sol FC7 : monter la charge avec une vitesse constante et moyenne FC8 : il faut que le système soit moins volumineux
Hiérarchisation des fonctions :
FP1
FC1
FC2
FC3
FC4
FC5
FC6
FC7
FC8
FP1 0
FP1 1 FC2 2
FP1 3 FC1 2 FC2 3
FP1 2 FC1 2 FC2 3 FC4 0
FP1 3 FC1 3 FC2 3 FC3 2 FC4 2
FP1 3 FC1 3 FC2 3 FC3 1 FC4 1 FC1 0
FP1 2 FC1 1 FC2 2 FC7 2 FC7 3 FC7 2 FC7 2
FP1 2 FC1 2 FC2 3 FC8 1 FC4 1 FC5 1 FC6 1 FC7 2
FC1
FC2
FC3
FC4
FC5
FC6
FC7
FC8
TT 16 13 19 3 4 1 1 11 1
Hiérarchisation des fonctions :
Fonction FP1 FC1 FC2 FC3 FC4 FC5 FC6 FC7 FC8
Clasement 23% 19% 28% 4% 6% 1% 1% 16% 1%
Clasement 28%
23%
19% 16%
6% 4%
FP1
FC1
FC2
FC3
FC4
1%
1%
FC5
FC6
1% FC7
FC8
Fonction de service
Critère
Niveau
Flexibilité
FP1 : permettre à l’utilisateur de soulever une charge facilement FC1 : soulever des charges importantes
-Poids de la charge
3 tonnes
+50 Kg
FC3 : fonctionner dans toutes les conditions climatiques
-Température -Humidité
45°C
+ 2°C
FC4 : être facilement utilisé par l’utilisateur
-Formation
FC5 : utiliser l’énergie électrique
-Puissance -tentions
37KW 400V
+/- 1Kw
FC2 : s’adapter aux normes de sécurité
FC6 : se fixer avec le sol FC7 : monter la charge avec une vitesse constante et moyenne
-Vitesse
0,08 m /s
FC8 : il faut que le système soit moins volumineux
-Langueur -Volume minimale
3m 12.5 m^3
+/- 0.5m +/- 0.5m^3
Commander l’élévateur de charge
Soulever un véhicule
Convertir l’énergie électrique en énergie mécanique de translation
Transmettre le mouvement de translation du vérin au chariot
Limiter le déplacement du chariot
Contrôler la vitesse et l’acceleration
Interface homme machine Convertir l’énergie électrique en énergie hydraulique
convertir l’énergie hydraulique en énergie mécanique de translation
Pompe hydraulique
Vérin hydraulique
Ciseaux+ les galets
Capteur de fin de course
Capteur + variateur + automate
Energie hydraulique Commandes
Véhicule en position initiale
Véhicule en position initiale
Soulever le véhicule Bruit
Elévateur de charge
a. Levage de la table : Pour le choix des solutions technologiques pour le levage de la table, On a utilisé la matrice de décision pour choisir la solution la plus convenable entre :
Système vis écrou
Vérin hydraulique
Alors on a utilisé la matrice de décision pour faire le choix ; Solutions Criteres
Coefficient de pondération
Rendement
3
Vitesse
3
La charge supportée
4
Vibrations
3
Facilitée de montage
2
Coût d’achat
2 68
Système vis écrou Note sur 4
2 2 3 4 2 2
Note pond. 6
6 12 12 4 4 44
Verin hydraulique Note sur 4
4 3 3 3 3 3
Note pond. 12
9 12 9 6 6 54
D’après le tableau et diagramme Kiviat, on conclut que Le vérin hydraulique sera la solution la plus efficace pour le guidage des pieds
b. Guidage des pieds : De meme pour le guidage des pieds
On fait le choix entre (les roues de guidage, Douilles à biles, Rails a rouleaux)
Alors on a utilisé la matrice de décision pour choisir la solution la plus convenable Solutions Criteres
Coefficient de pondération
Précision
2
Rendement
3
Vitesse
1
La charge supportée
4
Vibrations
3
Facilitée de montage
3
Coût d’achat
2 72
Roues de guidage Note sur 4
2 4 3 3 3 4 4
Note pond. 4
12 3 12 9 12 8 60
Douilles a billes Note sur 4
3 4 3 3 4 1 1
Note pond. 6
12 3 12 12 3 2 50
Rails à rouleaux Note sur 4
3 3 2 3 3 2 1
Note pond. 6
9 2 12 9 6 2 46
D’après le tableau et diagramme Kiviat, on conclut que les roulement seront la solution la plus efficace pour le guidage des pieds
Table Roue 3-4
Pied1
Vérin hydraulique
Pied2 Roue 1-2
Bati
Pivot Roue 1-2
Pivot
Pivot
Pied1
Table
Ponctuelle
Pivot
Ponctuelle
Bati
Pied2
Pivot
Roue 3-4
Pour la suite on va dimensionner le circuit hydraulique pour soulever une voiture . Pour cela on va adopter la méthode de statique graphique pour trouver l’effort nécessaire a appliquer par le vérin hydraulique. Hypothèses : Les poids des pièces sont négligés
Les différentes liaisons mécaniques sont supposées parfaites L’effort de levage est fourni par deux vérins hydrauliques identiques Le système admet un plan de symétrie oxy
Le plateau est arrêté à une position α La charge est supposée au milieu Le cahier de charge exige que le poids total ne doit pas excéder 2400 kg Alors on va surestimer dans notre étude pour un poids P=2500 Kg ≈ 2500 daN
Cet ensemble « table élévatrice » admet un plan de symétrie ( A, x, y) . Le bras extérieur 3 est en liaison pivot d’axe ( A, z) avec le châssis 1 et en liaison pivot d’axe ( B,z ) avec un galet 5 de rayon R. Le galet 5 roule sans glisser sur le plateau 2 au point I. Le bras intérieur 4 est en liaison pivot d’axe ( C, z) avec le plateau 2 et en liaison pivot d’axe (D,z) avec un galet 5’ de rayon R. Le galet 5’ roule sans glisser sur le châssis 1 au point J. Le bras 3 est en liaison pivot d’axe (O,z) avec le bras 4. Le plateau peut se translater verticalement grâce à un vérin hydraulique 6+7. Ce vérin est en liaison rotule en E avec le bras 3 et en F avec le bras 4.
𝑭
On isole le plateau(2) 𝐹Ԧ
G
1250 daN
𝐶2/4
C
625 daN
𝐵2/3
B
625 daN
𝐶2/4
𝐵2/3
On isole le bras(4) 𝐶2/4
C
625 daN
𝐹2/4
F
𝑂2/4
O
?
𝐷2/3
D
625 daN
EF
?
𝐶2/4
On applique la statique graphique appliquée sur un solide soumis a 4 forces :
𝐶2/4
𝐶2/4 3.2 cm 7.596 cm 𝐹2/4
625 daN
3.2 cm
𝐹2/4
7.596 cm
𝐹2/4 = (625 * 7.596) / 3.2 = 1483.6 daN Alors il faut au moins fournir une force de 1500 daN pour satisfaire le cahier de charge
Pour dimensionner le vérin on va choisir du catalogue suivant :
160 mm
40 mm
P = 8 bar
La pompe utilisée est une pompe hydraulique a engrenages
Les pompes à engrenages utilisent le profil combiné de deux roues dentées pour transvaser et augmenter la pression d'un fluide.
A
B
C
D
E
F
G
H 4
4
B
3
3
B
2
Coupe A-A Echelle :
Coupe B-B Echelle :
1:1 2
1:1
DESIGNED BY:
Zakaria Benbarka
DATE:
20/05/2020
CHECKED BY: DATE:
1
SIZE
XXX XXX
A3
SCALE
1:1
Pompe hydraulique Ecole Mohammadia d'ingenieurs
WEIGHT (kg)
XXX
DRAWING NUMBER
SHEET
1/1
XXX
This drawing is our property; it can't be reproduced or communicated without our written agreement.
H
G
B
I
_
H
_
G
_
F
_
E
_
D
_
C
_
B
_
A
_
A
1
Arbre moteur
Arbre de la pompe