I.6 liste des pièces du banc d'essai
Le Tableau I-2 récapitule clairement les pièces
constituant le bâti support.
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20
|
01
|
Plaque support de broche
|
NFEN 10- 025
|
S235 (E24)
|
540×400×10
|
16.96
|
|
19
|
01
|
Tube de liaison
|
EN-10217-7
|
E335
|
540×80×40
|
2.00
|
|
18
|
01
|
Tube support de douille à aiguille
|
EN-10217-7
|
E335
|
540×80×40
|
2.00
|
|
17
|
01
|
Tube de liaison de devant (partie haute)
|
EN-10217-7
|
E335
|
540×60×60
|
2.00
|
|
16
|
01
|
Tube de liaison Arrière (partie haute)
|
EN-10217-7
|
E335
|
540×80×80
|
2.70
|
|
15
|
02
|
Tube renfort (partie haute)
|
EN-10217-7
|
E335
|
Voir Dessin N°15
|
4.66
|
|
14
|
02
|
Tube support de devant (partie haute)
|
EN-10217-7
|
E335
|
Voir Dessin N°14
|
5.10
|
|
13
|
02
|
Tube transversal supérieur
|
EN-10217-7
|
E335
|
Voir Dessin N°13
|
3.00
|
|
12
|
02
|
Tube renfort intermédiaire
|
EN-10217-7
|
E335
|
Voir Dessin N°12
|
4.13
|
|
11
|
02
|
Tube d'appui Arrière
|
EN-10217-7
|
E335
|
Voir Dessin N°11
|
8.31
|
|
10
|
02
|
Tube support
|
EN-10217-7
|
E335
|
Voir Dessin N°10
|
0.99
|
|
09
|
02
|
Tube de renforcement diagonal (partie
basse)
|
EN-10217-7
|
E335
|
Voir Dessin N°9
|
4.99
|
|
08
|
02
|
Tube de liaison latéral
|
EN-10217-7
|
E335
|
540×80×40
|
3.72
|
|
07
|
01
|
Tube de liaison Arrière (partie basse)
|
EN-10217-7
|
E335
|
540×80×40
|
2.00
|
|
06
|
04
|
Tube de soutènement (partie basse)
|
EN-10217-7
|
E335
|
Voir Dessin N°6
|
9.15
|
|
05
|
02
|
Tube montant de devant
|
EN-10217-7
|
E335
|
Voir Dessin N°5
|
6.83
|
|
04
|
02
|
Tube montant Arrière
|
EN-10217-7
|
E335
|
583×80×40
|
4.33
|
|
03
|
02
|
Tube de renforcement
longitudinal pour base
|
EN-10217-7
|
E335
|
270×80×40
|
2.00
|
|
02
|
04
|
Tube de base transversal
|
EN-10217-7
|
E335
|
1160×80×40
|
17.26
|
|
01
|
02
|
Tube de base longitudinal
|
EN-10217-7
|
E335
|
1240×80×40
|
9.23
|
|
Repère
|
Quantité
|
Désignation
|
Norme
|
Matière
|
Dimension
(mm)
|
Poids (Kg)
|
Tableau I-2: Liste des pièces du banc
d'essai
II.1 Préface
Pour le système de chargement, on retient un
système manuel (Vis-écrou) simple pour la mise en charge de la
butée à patins. Il est constitué d'une poignée,
d'une vis à patin et de rondelles élastiques « rondelles
Belleville ». Un capteur de force est intercalé entre le
système de chargement et l'axe de la butée (Figure II-1).
En tournant la poignée, l'effort exercé est
transmis par l'intermédiaire d'un patin (Libre en rotation) dont la
force est en appui sur les rondelles élastiques. Ces dernières,
guidées dans un fourreau (gaine, étui allongé servant
d'enveloppe à un objet de même forme) , transmettent la force
appliquée à la butée en passant par le capteur de
force.
Figure II-1 : Système de chargement
La vis à patin utilisée a un profile
trapézoïdale, car ce type des profiles est utilisé pour les
vis de transmission subissant des efforts importants.
En premier lieu, il faut déterminer les
caractéristiques géométriques de la vis à patin:
II.2 Caractéristiques géométriques
de la vis à patin
II.2.1 Calcul du diamètre fond du filet
dr
4?
F S
W?
Sy
... (II-01)
dr=
Le diamètre au fond des filets se calcule par
l'expression suivante
Figure II-2 : Représentation filetage
D'après les conditions de fonctionnement, la charge
axiale appliquée varie de 0 jusqu'à 8000N, donc la charge axiale
maximale appliquée est Wmax = 8000 N, à retenir que le facteur de
sécurité FS= 4, la limite d'écoulement Sy= 240
N/mm2, on obtient :
Soit: dr = 13 mm
A partir du tableau II-1, on choisit :
- Le diamètre nominal: d= 16 mm.
- Le pas p= 3 mm. Ici le pas représente la distance
séparant deux sommets consécutifs d'un même filet.
Éviter l'emploi des valeurs entre parenthèses
Le diamètre moyen ou diamètre sur les flancs :
dm? d - p/2,
dm= d2 = 16 - 3/2 dm= d2 = 14,5 mm.
Autres paramètres : a = 0.25 mm
d3 = d - p - 2a.
d3 = 16 - 3 -- (2 . 0,25) d3 = 12,5 mm
D1= d-- p
D1 = 16 - 3
D1 = 13 mm
D4 = d + 2a
D4 = 16 + (2 . 0,25) D4 = 16,5 mm
Maintenant, après avoir déterminé la
géométrie de la vis à patin; on peut l'écrire comme
suit : Tr 16 x 3 - 7e
Figure II-3 : Croquis d'un profil
trapézoïdal NF E 03-615
II.2.2 Caractéristiques dimensionnelles de la vis
à patin
Si on connaît le diamètre nominal de la vis à
patin on peut extraire facilement les autres dimensions à partir du
tableau II-2.
Tableau II-2 : Dimensions de la vis à
patin (mm)
D'après le tableau II-2, on pourrait extraire facilement
les paramètres géométriques de la vis à patin
à utiliser dans le banc d'essai (Tableau II-3).
Figure II-4 : Croquis de la vis à
patin
|
D1
|
L1
|
D2
|
D3
|
L2
|
L3
|
L5
|
|
M 16
|
125
|
12
|
11
|
12
|
5
|
5,3
|
Tableau II-3 : Paramètres
géométriques de la vis à patin (mm) La figure II-4 montre
les différentes dimensions de la vis à patin.
Il y a un point à signer ici étant qu'il est
très intéressant de visualiser la vis à patin
équipée d'une poignée. La figure II-5 donne une image
expressive de cela, en plus d'un croquis portant la relation
géométrique entre la vis et la poignée.
Figure II-5 : Photographie de la vis à
patin équipée de la poignée
II.2.3 Calcul du couple admissible
Le couple admissible supporté par la vis se calcule
par:
|
T TM TC W = i- ? ?
|
r dm ? La -I- i? ?? dm ? L ? dc l
C
. ) ??
?L ? j]
2 it. --i.
dm La ) 2
|
|
.(II-02)
|
|
CHAPITRE II ÉTUDE DU MÉCANISME DE
CHARGEMENT DE LA BUTÉE 45 II.2.4 Calcul des
contraintes
Dans notre cas les forces agissant sur la vis de transmission
engendrent des contraintes de compression, de torsion et de flexion dans le
corps de la vis. Pour calculer ces contraintes, on assimile notre vis à
une barre cylindrique de diamètre à la racine des filets (dr) de
la vis.
II.2.4.1 Contrainte de compression
La contrainte de compression de la vis se calcule par:
w
? A = .(II-03)
Ar
2
?
4
·w
? dr
?A
|
?A
|
4 8000
·
|
|
|
3 ,1 4 0 . 0 1 3
·
|
2
|
On obtient :
ciA =60 ,3 8 MPa
Notre vis peut supporter des contraintes de compression allant
jusqu'à 60,38 MPa. II.2.4.2 Contrainte de torsion
La contrainte de torsion se calcule par:
Tc
? = (II-04)
J
|
T
|
? dr
|
/2
|
|
?
|
?
|
|
|
|
4
? dr
|
/ 3 2
|
?
?
? d r 3
ô =834,8Mp
Notre vis peut supporter des contraintes de torsion allant
jusqu'à 834,8 MPa. II.2.5 Vérification du
flambage
Dans le cas où la charge en compression est trop
grande, il y aura flambage de la vis .Il s'agit donc de déterminer
quelle est la charge critique au-delà de laquelle cette
instabilité mécanique se produira.
Lorsque le rapport d'élancement L/dr est inférieur
à 9 (L/dr < 9), il ne se produite pas de flambage.
Ici L= L1-L2=125-12=113 mm et dr= 13 mm, donc : L/dr = 113/13 =
8,7 < 9
Effectivement, on évitera le cas de flambage.
| 
