Surfaceuse pneumatique

L.P.T.I. Saint Joseph La Joliverie
Surfaceuse pneumatique
Présentation du mécanisme
Le mécanisme étudié est conçu, produit et
commercialisé par une société spécialisée dans
l’outillage pneumatique portatif.
Cet outil entre dans la gamme des ponceuses
pneumatiques de la société. Il est utilisé pour le
ponçage d’éléments de carrosserie. Il permet par
rapport à d’autre ponceuses (par exemple du type
rotative, à bande, orbitale ou à vibrations rotative)
un plus grand confort d’utilisation .
De plus les trajectoires des points du disque abrasif sont telles que cette surfaceuse ne laisse pas de
stries visibles sur la surface poncée.
Le mécanisme est décrit par son dessin d’ensemble au format A3 sa nomenclature (en deux pages)
ainsi que son éclaté. Un dossier technique plus complet peu également être consulté sur place sans être
emporté. D’autre part on précise : - la pression d’alimentation du moteur p = 5 bars.
- le rendement du moteur ηM = 0,7.
- le rendement du système de transformation du mouvement ηE = 0,8.
Le but du TP est d’étudier le mouvement du disque et de vérifier que la puissance du moteur est
suffisante lorsque l’opérateur appui sur la surfaceuse avec un effort de F = 100 N.
Travail demandé
1- Modélisation du mécanisme
On donne ci-contre un schéma
cinématique du mécanisme selon la coupe
A-A du dessin d’ensemble.
Palettes 22
Arbre excentrique 4
Donner la composition des quatre
classes d’équivalence du système
Bâti 2
Bâti {2}
Arbre excentrique {4}
Coupelle {1}
Coupelle 1
Palette {22}
2- Assemblage du mécanisme
2.1- En vous aidant des différentes données du dossier technique, et du système de la mallette,
compléter le graphe d’assemblage ébauché sur le document réponse DR1.
2.2- Quelle est la fonction de la masselotte 5 ?
2.3- Quelle doit être la précaution à prendre lors du montage de cette masselotte 5 ?
Surfaceuse pneumatique.doc
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3- Etude du moteur pneumatique
3.1- Colorier sur la coupe B-B ci-contre, en
rouge l’air à la haute pression et en bleu l’air à la
basse pression.
3.2- Indiquer sur ce dessin, par une flèche, le
sens de rotation du moteur.
3.3- La chambre 1 a une aire de S = 87,7 mm2
et une hauteur de h = 28 mm. Calculer le volume de
la chambre 1.
3.4- En déduire la cylindrée du moteur (Volume d’air consommé pour un tour du moteur).
3.5- Déterminer la consommation d’air, en litre par minute (l/min), si le moteur pneumatique tourne
à la vitesse de Nmoteur = 10 000 tr/min.
3.6- En déduire la puissance pneumatique absorbée par le moteur ainsi que la puissance et le couple
utile sur l’arbre de sortie du moteur pneumatique.
3.7- On donne ci dessous le schéma pneumatique de la ponceuse
C
A
D
B
Indiquer, pour les éléments A, B, C et D de ce schéma pneumatique, par quel groupe de pièce
chaque élément est constitué.
4- Etude du système de transformation de mouvement.
4.1- Trajectoire d’un point du disque par rapport au bâti du surfaceur.
Monter le surfaceur sans les pièces suivantes : Joint 7, Jupe 9, Rotor 19, Palette 22. Placer le
surfaceur horizontalement sur le support en interposant entre le disque 1 et la table la cale en PVC et une
feuille de papier. Placer un stylo dans un trou d’aspiration et tracer la trajectoire d’un point du disque en
faisant faire au plateau un tour manuellement.
4.1.1- Comment peut-on appeler la trajectoire obtenue ?
4.1.2- Quel est l’intérêt d’une telle trajectoire pour ce système de ponçage ?
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4.2- Dimensionnement de l’engrenage
Le module des dents de l’engrenage cylindrique à denture droite constitué de la couronne 8 et du
pignon 11b est de m = 1,5 mm. Le pignon 11b a Z11 = 30 dents et la couronne 8 a Z8 = 33 dents.
4.2.1- Déterminer les diamètres primitifs, de pied et de tête du pignon 11b.
4.2.2- Déterminer les diamètres primitifs, de pied et de tête de la couronne 8.
4.2.3- En déduire l’excentration de l’arbre 4 (Entraxe entre la couronne 8 et le pignon11).
4.3- Vitesse de rotation du plateau.
Arbre excentrique 4
Y
4.3.1- En vous aidant du schéma plan ci-contre,
déterminer les types de mouvements plan suivant : Arbre
4 par rapport au bâti 2, Plateau 1 par rapport à l’arbre 4 et
plateau 1 par rapport au bâti 2.
Bâti 2
X
I
B
A
→
4.3.2- Déterminer le module de la vitesse : VB∈4/2 .
→
Plateau 1
→
4.3.3- Justifier que VB∈1/2 = VB∈4/2 .
4.3.4- Sachant que le point I est le point de tangence des deux cercles primitifs de l’engrenage, et
qu’un engrenage est équivalent à un roulement sans glissement d’un cercle primitif sur l’autre cercle
→
primitif, que peut-on dire de la vitesse VI∈1/2 ? Que peut-on en déduire du point I pour le mouvement du
plateau 1 par rapport au bâti 2.
→
4.3.5- En déduire le module de la vitesse VB∈1/2 en fonction de : ω1/2 la vitesse de rotation du
plateau 1 par rapport au bâti 2 , et D11 le diamètre du pignon 11. En déduire ω1/2 puis N1/2 .
4.4- Détermination du couple sur le plateau 1
Déterminer la puissance utile sur le plateau 1. En déduire le couple disponible sur le plateau 1.
4.5- Vérification de la puissance du moteur
Dans le cahier des charges de la surfaceuse il est précisé que le moteur doit être suffisamment
puissant pour la surfaceuse ne s’arrête pas lorsque l’opérateur appui avec un effort maximal de F = 100 N
et que le coefficient de frottement entre le disque abrasif et la surface à poncer est de f = 0,5.
Le mouvement du plateau par rapport au bâti étant un mouvement plan quelconque de centre
instantané I, on suppose que le couple de frottement Cf entre le disque du plateau 1et la surface à poncer
2 D + D11
est celui d’un disque de rayon moyen Rmoy = . 1
où D1 est le diamètre du disque 1 et D11 est le
3
2
diamètre primitif du pignon 11.
4.5.1- Mesurer le diamètre du disque 1 et en déduire le rayon moyen Rmoy .
4.5.2- En déduire le couple de frottement maximal entre le disque et la surface à poncer.
4.5.3- La puissance du moteur pneumatique est-elle suffisante ? Justifier votre réponse.
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1
Filtre
Vis FHC M4-10 Classe 8.8
Goupille élastique 4x32
Vis CHC M5-10 Classe 8.8
Roulement à billes 3000 ZZ
Joint torique 6,75x1,78
Joint torique 2,6x1,9
Vis CHC M5-16 Classe 8.8
Anneau élastique 10x1
Clavette disque 3x15
Goupille cylindrique 3x10
Bille ∅10
Roulement à billes 6210 ZZ
NBR
NBR
XC55
XC40
XC45
PA
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11b
11a
10
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1
Roulement à billes 6000 ZZ
Joint torique 10,82x1,78
Palette
Poussoir
Guide poussoir
Rotor
Corps de turbine
Flasque inférieur
Boisseau
Siège
Levier
Flasque supérieur
Ecrou moteur
Pignon
Coupelle
Gaine de corps
Jupe
Couronne (m=1,5 Z=33dents)
Joint V,66A
Séparateur poignée
Masselotte
Arbre excentrique
Ecrou
Corps
Plateau ∅204
Rep Nb Désignation
NBR
PA
XC100
Cu Sn8P
POM
EN-GJL 200
EN-AW 2024 [Al Cu4Mg]
XC100
Caoutchouc
S100
EN-AW 2024 [Al Cu4Mg]
XC35
PA
EN-AC Al Cu4Mg
PVC
Caoutchouc
EN-AW 2024 [Al Cu4Mg]
NBR
Caoutchouc
Zn Al4Mg
XC100
XC35
EN-AC Al Si10Mg
Composite
Matériau
Nomenclature de la
Ponceuse pneumatique
Document DT3
D o c u m e n t D R 1 : G r a p h e d 'a s s e m b la g e d e la p o n c e u s e p n e u m a tiq u e
2
3 7
1 2
2 0
1 0
8
2 1
6
3 6
1 5
9
2 3
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3 2
1 7
x 3
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x 2
3 1