ponts élévateur

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Mini-projet 2008/20 09 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 équipements indispensables 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 ALAYA CHIHEBEDDIN 1

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Page 1: Ponts élévateur

Mini-projet2008/2009

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 équipements indispensables 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

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Page 2: Ponts élévateur

Mini-projet2008/2009

II. Mise en situation Le pont élévateur ci-dessous est utilise pour des travaux de maintenance sur 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.

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Pont élévateur à vis (2 colonnes)

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Moto réducteur

courroie

vis

Colonne

Bras télescopique

Coulisseau

tampon de levage

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A. Schéma cinématique de système :

B.Cahier de charge fonctionnel :• Capacité de charge supportée : 2000 kg.

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2

5

1

F F

moteur

Courr

oie

chaine

Moteur + réducteur

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• 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 ObservationMoto réducteur E50 Oxydation plus faiblevis acier trempe %A élevé

Resistance contre le cisaillement

Bras télescopique

Fonte Très dure résistance contre le choc

Coulisseau Acier fortement allié

Resistance contre l’usure

Colonne S 400 Resistance contre le chocEcrou porteuse Bronze Résiste contre l’usure

D.Diagramme faste

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Page 6: Ponts élévateur

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ALAYA CHIHEBEDDIN 6

Fonction service

Fonction technique

Solutions constructives

FP : Positionner le véhicule

Transformer le mouvement de rotation en translation

Système vis-écrouCrémaillère

Came+guida en translationBloquer la

translation des bras

Frein

Vis-écrou irréversible

FC1 : Etre maintenable

Etre démontable

Régler le jeuGraisser le système

Patins de glissementEcrou séparé

Mécanisme de réglagePompe à huile + moteur

FC2 : Etre stable sur le sol Support +

boulon

Stabiliser le pont

Socle plat

feutre

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III. Les différentes solutions1. Les différentes solutions technologies

1-

2-

3-

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FC3 : S’adapter à l’environnement

Enlever la poussière

Aspirateur de poussière

Ventilateur + thermomètre

Modérer la température

FC4 : Sécuriser l’utilisateur

Garder la position fixe

Ecrou de sécuritéFrein de blocage

Continuité de fonctionnement

Ecrou de sécurité

Moteur + réducteur

Moteur

Moteur

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Mini-projet2008/2009

Solution 3 solution 2 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

respectable

1

Encombrement Moyennement

encombrant

2 Moyennement

encombrant

2 peut

encombrant

1

Stabilité Bonne

stabilité

3 Bonne stabilité 3 Bonne

stabilité

3

totale 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. 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)

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Page 9: Ponts élévateur

Mini-projet2008/2009

Système vis-écrou (frottement par glissement)

Vis à rouleaux satellites (frottement par glissement)

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

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Page 10: Ponts élévateur

Mini-projet2008/2009

Vis à filet Trapézoïd

al

Vis à billes

Vis à rouleaux

Rendement (%) 30 à 70 70 à 98 70 à 99

Jeu axial (mm) 0,2 0,1 0,001

Précision de fonctionnement(Ecart de pas pour une

longueur de 300mm de vis) en μm

50 à 300 5 à 200 5 à 30

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Profil vis à billes

Profil trapézoïdal (Tr)

Profil vis à rouleaux

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Mini-projet2008/2009

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

3. Système de transmission de mouvement

Transmission par engrenage transmission par polit courroie

⇒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

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les caractéristiques de vitesses linéaires enfonction de la charge axiale

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IV. Etude cinématique et Etude statique :

Vitesse de lavage du véhicule : ϑ=N vis ×Pas

Or on a: (N vis /N mot)=8

15 et N vis=1600

60

D’ou: ϑ=0,133m /s.

Le temps mis pour parcourir la course de 1,8 m est: t= (1,8 /ϑ)=13,5 s

On considère le chemin fermé suivant : Tsé Te ↓ ↓ (1)→(2) →(5) →(1)

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X

Z

A

P

O

a

F5

1

2b

Page 13: Ponts élévateur

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Liaison entre 1et 2 : glissièreLiaison entre 2 et 5 : hélicoïdaleLiaison entre 5 et 1 : pivot

Soit les torseurs suivant :

[Tentrée/5] A=[Xe ¿Ye MeZe Ne ]

A

[Tsortie/2] o = [Xs LsYs MsZs Ns ]O

[T1 (5/1)]F=[X 1 L1Y 1 M 1Z 1 0 ]

F

[T 2(2/5)]A=[X2 L2Y 2 M 2Z2 −pZ2]

A

[T3 (1/2)] o= [X 3 L3Y 3 M 30 N3 ]

O

Equilibre de(2) en o   :

P.F.S : T3 (1/2) +Tsé/2+T2 (5/2)=0 avec T2 (5/2)= -T2 (2/5)

Or on a : O⃗A=(−a00 ) d’où M⃗(5/2) o= M⃗(5/2) A+O⃗A ∧ F⃗ 2

Donc [T2 (5/2)]

= [−X 2 −L2Y 3 −M 2−aZ2

−Z 2 pZ2+aY 2 ]{X 3−X2+Xs=0Y 3−Y 2+Ys=00−Z 2+Ys=0

Et { L3−L2−Ls=0Ms−M 2+Ls=0

N3+ pZ 2+aY 2+Ns=0

Equilibre de (5) en A   :

P.F.S : T1 (1/5) +T(e/5) +T2 (5/2)=0

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Page 14: Ponts élévateur

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On a : A⃗F=( 00

−b) d’ou M⃗(1/5) A= M⃗(1/5) F+ A⃗F ∧⃗F1

Donc [T1 (1/5)] = [−X 1 −L1−b1. y 1−Y 1 −M 1+b . X 1−Z 1 0 ]

A

{ X 2+Xe−X 1=0Y 2+Ye−Y∧1=0Z2+Ze−Z 1=0

Et { L2+¿−L1−b .Y 1=0M 2+Me−M 1+b . X 1=0

Ne+ p .Z 2=0

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.

Equilibre de (2)   en phase montée :

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T D=[ 0 00 0

−5000 0]D

T E=[ 0 00 0

−5000 0]E

O⃗D=(1210,661150,66

0 ) O⃗E=(−1210,661150,66

0 )T OD=[ 0 −5753,3

0 6503,3−5000 0 ]

O

T OE=[ 0 5753,330 6053,3

−5000 0 ]O

Donc on obtient :

T o=T OD+T

OE=¿[ 0 00 12106,6

−10000 0 ]¿

V. Dimensionnement Action de l’écrou sur le coulisseau (2) :

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15045

O

D

E

Y

X

Page 16: Ponts élévateur

Mini-projet2008/2009

En P et Q ; on a action de (1)/(2) ; ce contact est avec

frottement ;tanφ=F=TN =0,1On ¿

(1) Et (2) nous donne :( G−F ¿¿/2. tanφ

M (F)-250((G−F ¿¿/2. tanφ) +G.150=0M (F) +G (150-(125 / tanφ)+(125. F¿¿ tanφ)¿=0Donc G=-(M(F)-(125. F¿¿ tanφ)¿. (1/¿¿))Avec M(F)=1210 ,66 daN.m et M(F)=1000 daN d’où A.NG=2236, 96 daN

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

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Z

X

l

h

d

FN

T

TN

Q

P

O

d/4

G

My

1

2

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Mini-projet2008/2009

Vérification à la résistance du système vis/écrou à la sollicitation composée   :(traction et torsion)

O na vis à un filet TR∅ 32 ,pas=5 et on a comme donnée : 1,3. σTR≤ RP

1,3. σTR=1, 3(σ /π .d3

2

4¿≤RP

Avec d3=¿¿26,5 mm ; tout en utilisant le guide dessinateur ; et d2=29,5mm

1,3. σTR=5,27daN /mm2≤ RP=13daN /mm2

Vérification d’irréversibilité de système vis/écrou   :

tan φ'=¿tanφcos15

d ’où φ'=4,73¿ tanψ=Pasπ .d2

d ’oùψ=3 ,09} ⇒φ'>ψ; Donc le

système est irréversible

Hauteur de l’écrou au mattage   :

PMax =4.G

π . (d2−d12 ) . Z ≤ RP (mattage )

Z≥8,04 ; Z=9donc hécrou =Z.Pas=45 mm

Calcul de rendement du système vis/écrou   :

On a: η=tanψ

tan(ψ+φ')= 0,1

tan(4,73+3,09)=0,393

Puissance minimale du moteur   :

ηV /E=G .V

(Pm

2) Avec ;

{G.V : puissancesur ecrouPm : puissancedumoteur

D’où Pm=2.V .GηV /E

=2×22369,6×0,133

0,393 =15141 W

Rendement globale de pont élévateur   :

ηG=45000.V

Pm=0,175

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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.

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