Ponts élévateur

2008/20 09

Mini-projet

I. INTRODICTION Les ponts élévateurs à 2 colonnes servent principalement à soulever les automobiles, les camionnettes et les VUS pour faire la majorité des réparations. On retrouve dans les ateliers d’entretien mécanique une multitude d’appareils de levage. Il y a des outils pour chaque application, que ce soit pour soulever un véhicule ou une de ses composantes (moteur, transmission et différentiel). Les ponts élévateurs sont des équipementsindispensables dans les ateliers d’entretien. Tout comme les outils de votre coffre, chaque appareil a sa propre fonction.

➢ Différent type des ponts élévateur Les ponts élévateurs hors terre

2 colonne

4 colonne

Les vérins à course limitée

Les vérins à pistons

ALAYA CHIHEBEDDIN

1

2008/20 09

Mini-projet

II.Mise en situation Le pont élévateur ci-dessous est utilise pour des travaux de maintenancesur véhiculées automobiles .la capacité de levage est de 20000N .la hauteur maxi de1, 8 m. le pont se compose de deux colonnes et de deux paires de bras articulés sur un coulisseau .le manouvre est assure par une tige filet entrainée par un motoréducteur. Le mouvement est transmis à la deuxième colonne par l’intermédiaire d’un système roue et chaine.

Pont élévateur à vis (2 colonnes) ALAYA CHIHEBEDDIN

2

2008/20 09

Mini-projet

A.Schéma cinématique de système :

B.Cahier de charge fonctionnel : • Capacité de charge supportée : 2000 kg. • Transmission de mouvement par chaine avec capteur de tension • Ecrou porteuse en bronze plus écrou de sécurité. • Lubrification automatique. • Bras porteur de conception très plate, permettant un meilleurs accès des tampons de prise aux points de levage. • Déverrouillage automatique des bras en positions basses. • Alimentation éclectique 400V • Pivotement des bras maxi 90°. • Nombre des tours de moteur3000tr /min. • Liaison glissière (1)/(2) f=tgφ=0,1 • rapport r=Ns/Ne=8/15 • Vis à un filet TR Ø 32, pas=5, Rpr=130N/mm², Padm=12 N/mm², f=tgφ=0,1 • Vis 1,3 σtr≤Rpr

C.Choix des matériaux Pièce

matière

Observation

Moto réducteur vis

E50 acier trempe

Oxydation plus faible %A élevé

Fonte

Resistance contre le cisaillement Très dure résistance contre le choc Resistance contre l’usure

Bras télescopique Coulisseau

Acier fortement

ALAYA CHIHEBEDDIN

3

2008/20 09

Mini-projet Colonne Ecrou porteuse

allié S 400 Bronze

Resistance contre le choc Résiste contre l’usure

D.Diagramme faste

III.Les différentes solutions 1.

Les différentes solutions technologies

123-

solution 2

Solution 3

solution 1

niveau

point

niveau

point

niveau

point

Cout

Moyen

2

moyen

2

Peut élever

1

Performance

acceptable

2

acceptable

2

acceptable

2

Sécurité

respectable

2

respectable

2

Non

1

respectable Encombrement Moyennement 2 encombrant Stabilité

Bonne

Moyennement

2

encombrant 3

Bonne stabilité

1

encombrant 3

stabilité totale

peut Bonne

3

stabilité 11

11

8

⇒D’après l’analyse précédent, nous constatons que la première solution est la meilleure puisqu’elle répond bien au critère qu’on a adopter lors de la classification. ALAYA CHIHEBEDDIN

4

Mini-projet

2008/20 09

La solution (1) est la meilleure car: -le degré hyperstatique h1≤h2≤h3 -éviter le problème de arc-boutement au niveau de liaison glissière - éviter le problème de flambement au niveau de vis

2.

système vis écrou :

✔ Le type de frottement (glissement et roulement)

Système vis-écrou (frottement par glissement)

Vis à rouleaux satellites (frottement par glissement)

ALAYA CHIHEBEDDIN

5

2008/20 09

Mini-projet

✔

Vis à billes (frottement par roulement) La forme géométrique de filet : Vis à filet

Vis à

Vis à

Trapézoïda

billes

rouleaux

l

Rendement (%)

30 à 70

70 à 98

70 à 99

Jeu axial (mm)

0,2

0,1

0,001

50 à 300

5 à 200

5 à 30

Précision de fonctionnement (Ecart de pas pour une longueur de 300mm de vis) en μm

⇒D’après le tableau, la courbe précédant l’utilisation de Visà rouleaux c’est une solution plus efficace

3. Système de transmission de mouvement

ALAYA CHIHEBEDDIN

6

2008/20 09

Mini-projet

Transmission parengrenage par polit courroie

transmission

⇒le système de transmission par engrenage c’est la système le plus utilisable, le plus efficace car: -rendement élevé et plus précise -risque de glissement et flambement de vis pour le système polit courroie

IV.

Etude cinématique et Etude statique :

Vitesse de lavage du véhicule : ϑ=Nvis ×Pas Or on a: (NvisNmot)=815 et Nvis=160060 D’ou: ϑ=0,133 ms. Le temps mis pour parcourir la course de 1,8 m est: ϑ)=13,5 s

t=

(1,8 /

On considère le chemin fermé suivant : Tsé Te ↓ ↓ (1)→(2) →(5) →(1) Liaison entre 1et 2 : glissière ALAYA CHIHEBEDDIN

7

2008/20 09

Mini-projet Liaison entre 2 et 5 : hélicoïdale Liaison entre 5 et 1 : pivot Soit les torseurs suivant : [Tentrée/5] A= XeLeYeMeZeNeA [Tsortie/2] o = [T1 (5/1)]F= X1L1Y1M1Z10F

[T3 (1/2)] o=

XsLsYsMsZsNsO

[T2(2/5)]A=X2L2Y2M2Z2-pZ2A

X3L3Y3M30N3O

➢ Equilibre de(2) en o : P.F.S : (2/5)

T3 (1/2) +Tsé/2+T2 (5/2)=0

avec T2 (5/2)= -T2

Or on a : OA=-a00 d’où M(5/2) o= M(5/2) A+OA [T2 (5/2)] = -X2-L2Y3-M2-aZ2-Z2pZ2+aY2 X3-X2+Xs=0Y3-Y2+Ys=00-Z2+Ys=0 M2+Ls=0N3+pZ2+aY2+Ns=0

Et

Donc

∧F2

L3-L2-Ls=0Ms-

➢ Equilibre de (5) en A : P.F.S : On a : Donc

T1 (1/5) +T(e/5) +T2 (5/2)=0 AF

=00-b d’ou

M

(1/5) A= M(1/5) F+AF ∧F1 [T1 (1/5)] = -X1-L1-b1.y1-Y1-M1+b.X1-Z10A

X2+Xe-X1=0Y2+Ye-Y&1=0Z2+Ze-Z1=0 M1+b.X1=0Ne+p.Z2=0

Et

L2+Le-L1-b.Y1=0 M2+Me-

D’âpres les deux systèmes d’équations on trouve : ➢ Alors le degré d’hyperstatique : h=Ns-rs=15-11=4 Les inconnus statiques sont : X1 ou X2 ou X3, Y1 ou Y2 ou Y3, L1 ou L2 ou L3 et M1 ou M2 ou M3

• Remarque : On peut remarquer les conditions dimensionnelles suivant X, Y et aussi bien les conditions angulaires suivant ces deux mêmes composantes. ALAYA CHIHEBEDDIN

8

2008/20 09

Mini-projet

➢ Equilibre de (2) en phase montée : TD=0 00 0-5000 0D OD=1210,661150,660 TOD=0 -5753,30 6503,3-5000 0O 6053,3-50000 O

TE=0 00 0-5000 0E OE=-1210,661150,660 TOE=0 5753,330

Donc on obtient : To=TOD+TOE= 0 0 0 12106,6-10000 0

V.Dimensionnement • Action de l’écrou sur le coulisseau (2) : En P et Q ; on a action de (1)/(2) ; ce contact est avec frottement ;tanφ=F=TN=0,1On -NP+NQ=0 ⟹ NP=NQ T=N.tanφ=TP=TQ -TP+G-F-TQ=0 -2TP+G-F=0 et2.N.tanφ=G-F MF=0 MF-250.N+T.200T.200+G.150=0MF-N.250+G.150=0 (1) Et

(2) nous donne :( G-F)2.tanφ M (F)-250((G-F)2.tanφ) +G.150=0 M (F) +G (150-(125tanφ)+ (125.Ftanφ)=0 Donc G=-(M(F)- (125.Ftanφ). (1(150-(125tanφ))) Avec M(F)=1210 ,66 daN.m et M(F)=1000 daN d’où A.N G=2236, 96 daN

•

Problème d’arc broutement On a l=1210, 66 mm Et h=250 mm D’où 2. l.tanφ=1210,66×2×0,1=242,132 Donc on remarque que 2. l.tanφ> h ⟹ Condition de glissement, aucun problème d’arc bouttement

ALAYA CHIHEBEDDIN

9

2008/20 09

Mini-projet

• Vérification à la résistance du système vis/écrou à la sollicitation composée :(traction et torsion) O na vis à un filet 1,3.σTR≤RP

TR∅32

,pas=5 et on a comme donnée :

1,3.σTR=1, 3(σπ.d324)≤ RP Avec d3=26,5 mm ; tout en utilisant le guide dessinateur ; et d2=29,5 mm 1,3.σTR=5,27daNmm2≤ RP=13 daN/mm2

Vérification d’irréversibilité de système vis/écrou :

•

tanφ'=tanφcos15 d’où φ'=4,73tanψ=Pasπ.d2 d’où ψ=3 ,09 ⇒φ'> ψ

;

Donc le système est irréversible

• Hauteur de l’écrou au mattage : PMax

=4.Gπ.d2-d12.Z

≤ RPmattage

Z≥8,04;Z=9 donc hécrou =Z.Pas=45 mm

• Calcul de rendement du système vis/écrou : On a:

η=tanψtan(ψ+φ' )=0,1tan(4,73+3,09)=0,393

• Puissance minimale du moteur : ηV/E=G.V(Pm2)

Avec ;

G.V:puissance sur ecrouPm:puissance du moteur

D’où

Pm=2.V.GηV/E

=2×22369,6×0,1330,393 =15141 W

• Rendement globale de pont élévateur : ηG=45000.VPm=0,175

VI.

Conclusion :

Lors de ce mini-projet, on a bien étudié les différents caractéristiques et composants d’un pont élévateur à vis et on a bien constaté que la première solution et la plus adéquate car elle vérifie bien le critère de notre classification adopté. ALAYA CHIHEBEDDIN

10

Mini-projet

2008/20 09

ALAYA CHIHEBEDDIN

11