rapport - stage de fin d'études
TRANSCRIPT
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
1/67
Chapitre:MEMOIREDEPROJETDEFINDETUDES
0
Mr. El Hakimi
Mr. El Barkany
Anne Universitaire : 2010-2011
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
2/67
Chapitre:MEMOIREDEPROJETDEFINDETUDES
1
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
3/67
Chapitre:MEMOIREDEPROJETDEFINDETUDES
2
A mon pre,
A la plus douce femme sur terre : ma chre mre,
A ma petite famille, surtout ma sur Sanaa et mon frre Youssef,A ma grande famille, pour leur soutien moral et matriel rconfortant
durant les moments les plus difficiles.
A tous mes amis et mes professeurs, qui mont soutenu tout au long de
ma formation la facult des sciences et techniques de Fs (FST-Fs).
Mohammed Bousfia
A mon pre,A la femme qui compte pour moi: ma chre mre,
A ma petite famille, surtout mon Frre et mes surs,
A ma grande famille, pour leur soutien moral et matriel rconfortant
durant les moments les plus difficiles.
A tous mes amis et mes professeurs, qui mont soutenu tout au long de
ma formation la facult des sciences et techniques de Fs (FST-Fs).
Med Amine Bennani
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
4/67
Chapitre:MEMOIREDEPROJETDEFINDETUDES
3
Cest avec un immense plaisir que nous remercions toutes les personnes qui ont collabor du
pr ou de loin laboutissement de ce travail.
Cest pour cette raison que nous avons choisi de commencer ce rapport par exprimer notre
gratitude envers nos encadrant : Mr Abdellali HOUBBADI et Pr. Ahmed El KHALFI.
Nous remercions galement lentreprise OCP (Office chrifien du phosphate) pour laccueil
qui nous a t rserv dans son unit Bni-idir.
Nous tenons remercier aussi Mr AHMED EL KHALFI notre chef de dpartement, Ainsi
nous exprimons nos chaleurs remerciements au membre du jury : Mr El Hakimi et Mr A. EL
BAKANY, et tous les professeurs de dpartement de Gnie Mcanique, pour la qualit de
la formation quon a reu, leur encouragement ainsi que leur disponibilit.
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
5/67
Chapitre:MEMOIREDEPROJETDEFINDETUDES
4
..................................................................................................................................................................... 0
Table des illustrations .......................................................................................................................................................................................................... 5
Introduction gnrale............................................................................................................................................................................................................ 7
A. Prsentation de la socit : Office Chrifien du Phosphate (OCP) ......................................................................................................................... 9
Introduction ........................................................................................................................................................................................................................... 9
Historique ............................................................................................................................................................................................................................... 9
Direction des exploitations minires de Khouribga (DEK) .......................................................................................................................................... 12
Prsentation de lunit de Beni-Idir........................................................................................................................................................................... 13
B. Prsentation du sujet.................................................................................................................................................................................................... 15
I. Description de lexcavatrice roue-pelle............................................................................................................................................................. 15
1. Compositions de lexcavatrice roue-pelle................................................................................................................................................... 15
2. Caractristiques techniques ............................................................................................................................................................................. 18
II. Position du problme .............................................................................................................................................................................................. 19
1. Prsentation de la couronne dorientation ................................................................................................................................................... 19
2. Charges appliques sur la couronne............................................................................................................................................................... 21
III. Hypothses prliminaires ....................................................................................................................................................................................... 22
1. Hypothse N1 : Roue-pelle dsquilibre..................................................................................................................................................... 22
2. Hypothse N2 : Dfauts de montage ............................................................................................................................................................ 24
3. Hypothse N3 : Manque de maintenance ................................................................................................................................................... 24
C. Solutions proposes........................................................................................................................................................................................................ 25
I. Solution N1 : Rquilibrer la roue-pelle ............................................................................................................................................................ 25
II. Solution N2 : Corriger les dfauts de montage ................................................................................................................................................. 40
1. Planit des surfaces ......................................................................................................................................................................................... 40
2. Longueur des boulons ....................................................................................................................................................................................... 41
3. Couple de serrage et prcontrainte................................................................................................................................................................. 45
III. Solutions N3 : Maintenance des boulons..................................................................................................................................................... 60
1. Prcontrainte moyenne dans les boulons ...................................................................................................................................................... 60
2. Effet de perte de prcontrainte........................................................................................................................................................................ 61
3. Propositions et conseils..................................................................................................................................................................................... 62
Conclusion ...................................................................................................................................................................................................................... 64
Conclusion gnrale .................................................................................................................................................................................................................. 65
Bibliographie & Logithque .................................................................................................................................................................................................... 66
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
6/67
Chapitre:MEMOIREDEPROJETDEFINDETUDES
5
Table des illustrations
Graphe 1 : F1/F2 Position Horizontale ................................................................................................................................................................................ 31
Graphe 2 : F1/F2 roue-pelle penche .................................................................................................................................................................................... 32
Graphe 3 : F1/F2 Roue-pelle 5,2 deg .................................................................................................................................................................................... 33
Graphe 4 : Fa & Mk horizontale ............................................................................................................................................................................................ 35
Graphe 5 : Fa & Mk roue-pelle penche .............................................................................................................................................................................. 36
Graphe 6 : Effort de tension dans les diffrentes vis instrumentes .............................................................................................................................. 50
Graphe 7 : effort de compression dans les diffrentes vis instrumentes ..................................................................................................................... 50
Graphe 8 : Effet du taux du serrage sur le comportement de la vis et de lassemblage.............................................................................................. 52
Graphe 9 : prcontrainte moyenne dans les vis instrumentes ....................................................................................................................................... 61
Graphe 10 : Effet de la perte de prcontrainte pur un chargement en tension ........................................................................................................... 61
Figure 1 : Carte des sites d'exploitation du phosphate ........................................................................................................................................................ 9
Image 2 : Mines Ciel Ouvert ............................................................................................................................................................................................... 15
Image 3: Roue-pelle .................................................................................................................................................................................................................. 15Image 4:Moteurs de translation ............................................................................................................................................................................................. 15
Image 5: Couronne d'orientation H-S .................................................................................................................................................................................. 16
Image 6 : Systme de levage................................................................................................................................................................................................... 16
Image 7: Groupe d'orientation .............................................................................................................................................................................................. 16
Image 8 : Flche de la Roue-pelle .......................................................................................................................................................................................... 16
Image 9: Roue Godet ............................................................................................................................................................................................................ 17
Image 11 : Exemples d'application des couronnes d'orientation .................................................................................................................................... 19
Figure 10 : Exemple de couronne d'orientation ................................................................................................................................................................. 19
Image 13 : Numro de srie RD900 ...................................................................................................................................................................................... 20
Figure 12 : Rothe-Erde Srie RD 900 .................................................................................................................................................................................... 20
Image 15 : couronne d'orientation-Solidworks ................................................................................................................................................................. 20
Figure 14 : Coupe couronne d'orientation avec assises .................................................................................................................................................... 20
Figure 16 : schma de charges de la roue-pelle................................................................................................................................................................... 21
Image 17 : Flche de contrepoids .......................................................................................................................................................................................... 22
Figure 18 : Roue-pelle (vue latrale) ..................................................................................................................................................................................... 22
Figure 19 : boulons arrachs ................................................................................................................................................................................................... 22
Image 20 : boulons endommags .......................................................................................................................................................................................... 24
Figure 21 : prcontrainte-boulon .......................................................................................................................................................................................... 24
Figure 22 : Dessin latrale roue-pelle (WM) ....................................................................................................................................................................... 25
Figure 23 : charges appliques sur la couronne .................................................................................................................................................................. 26
Figure 24 : prise dcran roue-pelle Working-Model 2D ................................................................................................................................................. 27
Figure 25: Schma working model 2d .................................................................................................................................................................................. 28
Figure 26 : schma de charges de la roue-pelle................................................................................................................................................................... 29
Figure 27 : Application DES FORCES WORKING-Model 2d ....................................................................................................................................... 29
Figure 28 : Variables Working-Model .................................................................................................................................................................................. 30
Figure 29 : Points d'encastrement ......................................................................................................................................................................................... 30
Figure 30 : calcul F1 et F2 Roue-pelle Horizontale............................................................................................................................................................ 31
Figure 31 : F1/F2 Roue-pelle Penche .................................................................................................................................................................................. 32
Figure 32 : F1/F2 Roue-pelle releve (5.2 deg) ................................................................................................................................................................... 33
Figure 33 : Fa & Mk Horizontale .......................................................................................................................................................................................... 34
Figure 34 : Fa & Mk Roue-pelle penche ............................................................................................................................................................................. 36
Figure 35 : Fa & Mk Roue-pelle releve (5.2 deg) .............................................................................................................................................................. 37
Figure 36: Fa & Mk roue-pelle releve ................................................................................................................................................................................. 37
Figure 37 : test de tolrance .................................................................................................................................................................................................... 41
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
7/67
Chapitre:MEMOIREDEPROJETDEFINDETUDES
6
Figure 38 : Rpartition de charge entre les filets de l'crou et la vis .............................................................................................................................. 44
Image 39 : ecrou endommag ................................................................................................................................................................................................ 44
Figure 40 : dimension d'assemblage ...................................................................................................................................................................................... 44
Figure 41 : Force de prcontrainte ........................................................................................................................................................................................ 46
Figure 42 : rondelle de prcontrainte ................................................................................................................................................................................... 47
Image 43 : Le banc dessai du CETIM Saint Etienne ........................................................................................................................................................ 49Figure 44 : boulons avec jauges et leurs positions.............................................................................................................................................................. 49
Figure 45 : chargement dun secteur de la couronne ........................................................................................................................................................ 54
Figure 46 : gomtrie des pices tudies ............................................................................................................................................................................ 55
Figure 47 : chargement de la bague infrieure .................................................................................................................................................................... 56
Figure 48 : dforme grande echelle .................................................................................................................................................................................. 59
Tableau 1 : poids des composants ........................................................................................................................................................................................... 21
Tableau 2 : calcul F1 et F2 (position horizontale)............................................................................................................................................................... 31
Tableau 3 : F1&F2 Roue-Pelle Penche 6deg ...................................................................................................................................................................... 32
Tableau 4 : F1/F2 Roue-pelle releve (5.2 deg)..................................................................................................................................................................... 33
Tableau 5 : Fa & Mk horizontale........................................................................................................................................................................................... 35
Tableau 6 : Fa & Mk Roue-pelle penche ............................................................................................................................................................................. 36
Tableau 7 : Fa & Mk Roue-pelle releve (5.2 deg)............................................................................................................................................................... 37
Tableau 8 : Rsultas tude contrepoids.................................................................................................................................................................................. 38
Tableau 9 : Ecarts de planit admissible & torsion de section......................................................................................................................................... 40
Tableau 10 : Caractristiques mcaniques des vis et goujons en fonction de leur classe de qualit............................................................................ 43
Tableau 11 : Caractristiques mcaniques des crous en fonction de leur classe de qualit........................................................................................ 43
Tableau 12 : Donnes pour le calcul de Fe............................................................................................................................................................................ 54
Tableau 13 : conditions aux limites ....................................................................................................................................................................................... 56
Tableau 14 : contacts entre lments ..................................................................................................................................................................................... 57
Tableau 15 : Matriau utilis.................................................................................................................................................................................................. 57
Tableau 16 : rsultats E.F......................................................................................................................................................................................................... 58
Tableau 17 :prparation de la maintenance......................................................................................................................................................................... 63
Tableau 18 :contle de dmontage ......................................................................................................................................................................................... 63
Tableau 19 : Montage ............................................................................................................................................................................................................... 64
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
8/67
Chapitre:MEMOIREDEPROJETDEFINDETUDES
7
Introduction gnrale
Dans le domaine industriel la performance et le temps sont deux choses primordiales
pour loptimisation du rendement ainsi laugmentation des gains. Dans un domaine o la
technologie joue un rle trs important, o la rduction du temps est le but principal, dans cedomaine simpose la ncessit davoir des machines avec une fiabilit et une performance leve,
cependant cela ne peut tre vident que si ces machines ont subi des tudes doptimisations, mais
aussi font sujet dune maintenance prventive et systmatique.
Le sujet abord dans ce rapport de stage aborde le thme les assemblages boulonns, qui
sont sans aucun doute les systmes de liaison les plus utiliss en mcanique, ils sont souvent
soumis des mthodes de dimensionnement rudimentaires, qui conduisent dans la plupart des
cas sur-dimensionner considrablement lassemblage sans pour autant en garantir la scurit.
Il est vrai que lassemblage boulonn est un lment de machine au comportement complexe qui
na sans doute pas encore fait lobjet de tous les travaux de recherche que son importance dans la
construction mcanique justifierait.
Le stage a t effectu lOCP, Office Chrifien du Phosphate, la direction des
exploitations minire de Khouribga, au sein de latelier de maintenance mcanique de lunit
Beni-idir. Le problme rencontr pendant ce stage nest rien dautre que le problme de fixationpar boulon dune couronne dorientation (dune Roue-pelle), notre objectif tait bien de remdier
ces problmes et dfinir les causes probables. On a pu faire une tude approfondie sur les
facteurs qui peuvent causer des problmes similaires, le facteur le plus souponn est reli la
fatigue des boulons de fixation soumis des chargements excentrs. Ainsi que lquilibre des
superstructures. Ce stage nous a permis de faire face aux problmes rencontrs dans le milieu
socioprofessionnel dune part, damliorer et de perfectionner nos connaissances acquises durant
nos tudes universitaires dautre part.
Le rapport commence par une brve prsentation de la socit suivie par une prsentation du
sujet pour mieux comprendre la problmatique rencontre sur cette roue-pelle, aprs lacquisition
de certaines donnes relatives aux boulons de fixation et lquilibre on a tabli une liste
dhypothses des causes probables qui peuvent causer ce dboitement de la couronne
dorientation. Ainsi on proposera des solutions en sappuyant sur des tudes exprimentale faites
dans les ateliers de la CETIM et on fera une tude avec la mthode des lments finis. A la fin on
proposera une multitude de solutions qui vont sans aucun doute corriger le problme.
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
9/67
Chapitre:MEMOIREDEPROJETDEFINDETUDES
8
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
10/67
Chapitre:Prsentationdelasocit:OfficeChrifiend
uPhosphate(OCP)
9
A. Prsentation de la socit : Office Chrifien du Phosphate (OCP)Introduction
Le Groupe OCP (Office Chrifien de Phosphate) est spcialis dans lextraction, la valorisation et
la commercialisation dephosphate et de produits
drivs. Chaque anne, plus
de 24 millions de tonnes de
minerais sont extraites du
sous-sol marocain qui recle
les trois-quarts des rserves
mondiales.
Principalement
utilis dans la fabrication
des engrais, le phosphate
provient des sites de
Khouribga, Bengurir,
Youssoufia et Boucra-
Layoune. Selon les cas, leminerai subit une ou
plusieurs oprations de
traitement (criblage, schage, calcination, flottation, enrichissement sec). Une fois trait, il
est export tel quel ou bien livr aux industries chimiques du Groupe, Jorf Lasfar ou Safi,
pour tre transform en produits drivs commercialisables : acide phosphorique de base, acide
phosphorique purifi, engrais solides.
Dans un contexte de concurrence accrue, le Groupe OCP poursuit la politique deconsolidation de ses positions traditionnelles et dveloppe de nouveaux dbouchs. Avec une
exigence sans cesse raffirme : amliorer la qualit de ses produits tout en maintenant un
niveau lev en matire de scurit et de protection de lenvironnement.
Historique
Les phosphates marocains sont exploits dans le cadre dun monopole dtat confi un
tablissement public cr en aot 1920, lOffice Chrifien des Phosphates, devenu Groupe OCP
Figure 1 : Carte des sites d'exploitation du phosphate
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
11/67
Chapitre:Prsentationdelasocit:OfficeChrifiend
uPhosphate(OCP)
10
en 1975. Mais cest le 1er mars 1921 que lactivit dextraction et de traitement dmarre
Boujniba, dans la rgion de Khouribga.
En 1965, avec la mise en service de Maroc Chimie Safi, le Groupe devient galement
exportateur de produits drivs. En 1998, il franchit une nouvelle tape en lanant la fabricationet lexportation dacide phosphorique purifi.
Paralllement, de nombreux partenariats sont dvelopps avec des oprateurs industriels du
secteur, au Maroc et ltranger.
Le dveloppement du Groupe OCP a t marqu par quelques grandes dates.
Sur le plan gologique, on distingue quatre tapes :
19051921 : Priode des pionniers.19211951 : Priode des tudes fondamentales, stratigraphiques et palontologiques
(reconnaissance et mise en exploitation des gisements).
19511960 : Priode des tudes fondamentales, stratigraphiques et palontologiques.19601986 : Priode dintensification des tudes sdimentologiques et gochimiques,
ainsi que de ltude des gisements du Sahara marocain du crtac.
Dun point de vue chronologique:
1920 : Cration, le 7 aot, de lOffice Chrifien des Phosphates (OCP).1921 : Dbut de l'exploitation en souterrain sur le gisement des Oulad Abdoun, le 1er
mars. Descente du premier train de Khouribga vers le port de Casablanca, le 30 juin.
Premier dpart des phosphates du Maroc le 23 juillet.
1931 : Dbut de lextraction en souterrain Youssoufia (ex-Louis Gentil).
1932 : Premires expditions du phosphate de Youssoufia vers le port de Casablanca.1936 : Premier train de phosphate de Youssoufia vers le port de Safi.1942 : Cration d'une unit de calcination Youssoufia.1951 : Dmarrage de l'extraction en dcouverte Sidi-Daoui (Khouribga). Dbut du
dveloppement des installations de schage et de calcination Khouribga.
1954 : Dmarrage des premires installations de schage Youssoufia.1959 : Cration de la Socit Marocaine d'Etudes Spcialises et Industrielles (Smesi).1961 : Mise en service de la premire laverie Khouribga.
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
12/67
Chapitre:Prsentationdelasocit:OfficeChrifiend
uPhosphate(OCP)
11
1962 : Introduction de la mcanisation de souterrain Youssoufia, en septembre.1965 : Cration de la socit Maroc Chimie. Dbut de la valorisation avec le dmarrage
des installations de l'usine de Maroc Chimie, Safi. Extension de l'extraction ciel
ouvert la mine de Merah El Aharch (Khouribga).1967 : Introduction de la mcanisation du souterrain Khouribga.1969 : Entre en exploitation de la premire Recette de phosphate noir Youssoufia.1973 : Cration de la Socit de Transports Rgionaux en juillet, de Maroc Phosphore en
aot et de Marphocan en octobre.
1974 : Lancement des travaux pour la ralisation du centre minier de Bengurir, en mai.L'OCP prend le contrle de la Socit Marocaine des Fertilisants (Fertima), cre en 1972.
Naissance de l'Institut de Promotion Socio-ducative (IPSE), en aot.1975 : Cration du Groupe OCP (dcision de cration en juillet 1974 et mise en place en
janvier 1975). Intgration des industries chimiques aux structures internes de l'OCP, en
janvier. Cration du Centre d'tudes et de Recherches des Phosphates Minraux
(Cerphos), en octobre.
1976 : En mai, transfert au Maroc du sige de Phousboucra (65% OCP). Dmarrage deMaroc Phosphore I et Maroc Chimie II, en novembre.
1978 : Cration de l'Union Industrielle de Montage (UIM), en janvier. Dmarrage de la
premire unit de calcination Youssoufia.
1979 : Transfert des bureaux de la Direction Gnrale au nouveau sige Casablanca.1981 : Dmarrage de MP II. L'OCP entre dans le capital de Prayon (Belgique).1982 : Dbut des travaux de construction du complexe chimique MP III-IV Jorf Lasfar.1986 : Dmarrage des diffrentes lignes d'acide sulfurique et d'acide phosphorique de
Maroc Phosphore III-IV.
1987 : Dmarrage des lignes d'engrais de Maroc Phosphore III-IV (octobre-dcembre).1988 : Chargement du premier navire de DAP de Jorf Lasfar (janvier).1994 : Dmarrage du projet minier de Sidi Chennane.1996 : Cration de la socit Euro-Maroc Phosphore (Emaphos). Lancement des travaux
de construction de l'usine d'acide phosphorique purifi dEmaphos, Jorf Lasfar (janvier-
fvrier). Regroupement des activits des deux socits Maroc Chimie et Maroc Phosphore
au sein de Maroc Phosphore (janvier). Introduction de Fertima la Bourse des valeurs
de Casablanca (30% du capital) dans le cadre du projet de privatisation de la socit
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
13/67
Chapitre:Prsentationdelasocit:OfficeChrifiend
uPhosphate(OCP)
12
(octobre). Signature de la convention en matire denvironnement avec le dpartement
ministriel charg de lEnvironnement. Cration de lInstitut OCP en dcembre.
1997 : Accord d'association entre le Groupe OCP et le Groupe indien Birla pour laralisation, en joint-venture, d'une unit de production d'acide phosphorique Jorf
Lasfar de 330.000 tonnes de P2O5 par an, en mars. Aux termes de cet accord, la socit
Indo-Maroc Phosphore (Imacid) est cre par l'OCP et la socit Chambal Fertilizers and
Chemicals Ltd du Groupe Birla (novembre). Accord de coopration OCP-Grande
Paroisse pour lutilisation de lusine de Rouen (travaux faon). Adhsion au protocole
Responsible Care.
1998 : Dmarrage de la production dacide phosphorique purifi (Emaphos, Jorf Lasfar),le 31 janvier. Le Groupe OCP obtient le Prix national de la Qualit.
1999 : Dmarrage de la production dacide phosphorique de lusine dImacid JorfLasfar, le 1er novembre.
2002 : Prise de participation dans la socit indienne PPL en jv avec le Groupe Birla.2003 : LOCP est devenu le seul actionnaire de Phosboucra.2004 : Cration de la Socit "Pakistan Maroc Phosphore" S.A en Joint-venture entre
lOCP et Fauji Fertilizer Bin Qasim Limited (Pakistan).
2005: Dmarrage de l'usine de Lavage/Flottation Youssoufia2006: Projet nouvelle DAP Jorf Lasfar 850 000 t/an.2008: La socit anonyme OCP SA est ne le 22 janvier - Dmarrage de Pakistan Maroc
Phosphore Jorf Lasfar (PMP)
2009: Dmarrage de Bunge Maroc Phosphore Jorf Lasfar (BMP)2010: Cration de JESA, joint-venture sous forme de partenariat en ingnierie
industrielle entre OCP SA et Jacobs Engineering Inc
Direction des exploitations minires de Khouribga (DEK)
La fonction principale de la Direction des Exploitations Minires de Khouribga PMK se
manifeste dans lextraction et le traitement des phosphates. Elle est rpartie en trois sous
directions : la Direction de Production Minire, la Direction Traitement et Embarquements, la
Direction Logistique et Projets dAmliorations et une Division de Gestion Administrative et
Sociale, un service des Etudes Economiques et Systme dinformation, un Service Gologie, un
Dpartement Achats Dcentraliss et Service Projet Optimisation des Processus et Certification
qui sont attachs directement DEK, notamment :
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
14/67
Chapitre:Prsentationdelasocit:OfficeChrifiend
uPhosphate(OCP)
13
Division extraction (DEK/EK), elle est charge dextraire du phosphate de la zone deKhouribga.
Division traitement (DEK/TK), charge du traitement et de lenrichissement duphosphate provenant de la division extraction.
Division des embarquements (DEK/PC) : cest une division qui a pour mission derecevoir, de stocker et dexporter le phosphate.
Division administrative de Khouribga (DEK/AK) : cest une division qui soccupe de toutce qui est social dans la zone et les relations publiques.
Service tudes et analyse (DEK/EA) : il est charg dtude et analyse du budgetdinvestissement et de fonctionnement de lvolution de la production et de la vente du
phosphate du au sein de la direction.Service mdical (DEK/MT) : il est charg du service mdical de la zone, assure le soin du
personnel en activit et des membres sa charge.
Les units de traitement sont localises entre Khouribga et Oued-Zem, elles comprennent trois
units :
Unit de schage COZUnit de Bni-Idir.Unit de lavage Daoui
Prsentation de lunit de Beni-Idir
Lusine de BENI-IDIR a dmarr en 1965 dans le but de traiter le phosphate fourni par
les units dextraction (SIDI DAOUI, PARC ELOUAFI..).
Elle se compose de :
La liaison zone centrale, liaison daoui.Parc de stockage humideFours de schage.Les Stocke du sec.Reprise et chargement.Mise terril.Usine denrichissement sec.
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
15/67
Chapitre:Prsentationdelasocit:OfficeChrifiend
uPhosphate(OCP)
14
Usine de calcination.Pour maintenir ces secteurs en service, lusine de BENI-IDIR contient les ateliers de
maintenance et de service de gestion savoir :
Atelier mcanique, lectrique,rgulation.
Magasin pice de rechange.Service de gestion de matriels.Salle de contrle.Direction administrative.
Les processus de traitement
Les diffrentes oprations de traitement des
phosphates dans les usines de la division de
traitement PMK/TB sont :
- Le criblage diffrentes mailles.- La calcination.- Le schage.- Lenrichissement sec.- Reprise et chargement- Le transport des phosphates partir des stocks de la division extraction (PMK/PE) vers
les usines de PMK/TB est assur par des convoyeurs bande.
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
16/67
Chapitre:Prsentationdusujet
15
B. Prsentation du sujetLOCP est le leader mondial des exportations
de phosphates et produits drivs, avec des
activits couvrant lensemble de la chaine de
valeur, allant de lextraction de la roche de
phosphate la transformation chimique en acide
phosphorique et diffrents engrais. Lune des
principales tches effectues au sein de la socit
est le stockage/ dstockage du phosphate laide de plusieurs outils de manutention, et lun des
plus importants outils nest que lexcavatrice roue-pelle.
I. Description de lexcavatrice roue-pelleCest une machine (Image 3) qui fait le
dstockage du phosphate partir du parc humide
vers les fours travers le convoyeur flche qui verse
le produit dans Le convoyeur de transport.
Cette machine repose sur des roues
mtalliques et effectue un mouvement de va et
vient sur un rail, elle dispose ainsi dun mcanismedorientation de gauche vers droite.
Pour garder lquilibre de la machine le constructeur met un contre poids de 116 T reli
par deux articule avec la fin de la flche.
1. Compositions de lexcavatrice roue-pelleLa roue pelle est compose de trois parties
principales :
Partie infrieure
Elle porte lensemble de la partie suprieur et
aussi permettant les mouvements de rotation autour de
laxe vertical de la machine, cette partie comporte les
lments suivants :
Quatre moteurs de translation (Image 4).Une substructure.
Image 3: Roue-pelle
Image 4:Moteurs de translation
Image 2 : Mines Ciel Ouvert
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
17/67
Chapitre:Prsentationdusujet
16
Image 7: Groupe d'orientation
Une couronne dorientation (Image 5).Une bute doubles ranges mixtes (billes rouleaux).Une plateforme ronde avec 2 escaliers.Une table de chargement.Une goulotte centrale.Un enrouleur de cble de commande et de puissance.Un transformateur de puissance (5500V/500V).Une cabine lectrique.Une pompe de graissage centralis (translation).
Partie centraleElle est compose de :
Une pice centrale.Deux groupes dorientation (Image 6).Un systme de levage.
Une pompe de graissage centralis (orientation).Deux cales de verrouillage.
Partie suprieur
La superstructure est dplaable en haut et en
bas, et comporte les lments suivants :
Une pice darticulation et deuxvrins hydrauliques de levage,
ainsi que le support du dispositif dentranement du convoyeur de la flche ;
Image 5: Couronne d'orientation H-S
Image 6 : Systme de levage
Image 8 : Flche de la Roue-pelle
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
18/67
Chapitre:Prsentationdusujet
17
Une flche de roue pelle (Image 8) ;Une flche de contrepoids ;Deux passerelles ;Un contre poids comportant des plaques en
bton. ;
Une roue godets (Image 9) ;Un convoyeur flche ;Une cabine de conducteur ; Image 9: Roue Godet
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
19/67
Chapitre:Prsentationdusujet
18
2. Caractristiques techniquesMatriaux transports
Dsignation
Phosphate
lgrementmarneux
Phosphate
lav
Densit 1.3T/m3
1.3T/m3
Humidit 10-17% 17% -22%
Granulomtrie 0- 50 mm 0- 2.5 mm
Angle de
dversement0 -35 30 -38
Ensemble de la machine
Poids total : 463 T
Contrepoids : 139 T
Longueur totale : 84 m
Longueur de flche 49.5 m
Rglage de la flche vers le haut +5
Rglage de la flche vers le bas - 6
Dbit- nominal 3000 T/h
Dbit - max. 2500 T/h
Hauteur du terril 14 m
Largeur au sol du terril 48 m
Mcanisme de translation
Nombre de roues 24
Nombre de roues d'entranement 12
Diamtre de roues 630 m
Ecartement des rails 10 m
Vitesse de roulement max. 16m/min
Puissance du moteur installe 16*5.5Kw
Nombre des pinces-rails 2
Mcanisme d'orientation
Nombre d'entranement d'orientation 4
Vitesse d'orientation.1-30
m/mn
Puissance du moteur installe 4*11Kw
Diamtre du palier combin 3800 mm
Mcanisme de levage
Nombre des vrins 2Longueur insre 2900mm
Course 1200mm
Diamtre des tiges de vrins et
des pistons320/200mm
Vitesse de levage 3m/mn
Puissance du moteur installe 30 kW
La roue-pelle
Capacit des godets 1050 L
Nombre des godets 8
Diamtre du cercle de coupe 6.8 m
vitesse de coupe 2.31 m/sec
Nombre de dversement 52/mn
Puissance du moteur installe kW
Convoyeur de flche
Entre axes 55.8 m
Ecartement des tambours 50,8 m
Largeur de courroie 1400 mm
Auge: (le brin sup.) 35
Auge :( le brin inf.) 10
Vitesse de courroie 3,5m/sec
Puissance du moteur installe 90 kW
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
20/67
Chapitre:Prsentationdusujet
19
II. Position du problmeLe problme rencontr sur cette roue-pelle est localis dans son mcanisme dorientation, la
couronne dorientation connait un arrachement frquent de ces boulons de fixation. Notre
objectif est donc de faire une tude adapte pour remdier ce problme qui pourrait avoir des
consquences trs grave et nuire :
- La scurit du personnel ;- Le droulement de la production ;- Cot dentretien ;- Stabilit de lensemble de la structure ;- Motorducteurs dorientation ;
1. Prsentation de la couronne dorientationa) Dfinition
Une couronne
dorientation est un
roulement de grand
diamtre muni de dentures
assurant la fonction orientation . Elle est
constitue dlments roulants
(billes ou rouleaux) intercals entre les deux bagues. Chaque bague repose sur un support
appartenant la structure
(Figure 10). La fixation de la
bague au support est
gnralement faite par des
lments filets de type : vis,
boulons ou goujons. Ce type de
roulement est dimensionn
pour supporter des charges trs
leves des vitesses faibles.
Figure 11 : Exemple de couronne d'orientation
Image 10 : Exemples d'application des couronnes d'orientation
Roue-Pelle (mine ciel ouvert)
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
21/67
Chapitre:Prsentationdusujet
20
Figure 15 : Coupe couronne d'orientation avec assises
Image 14 : couronne d'orientation-Solidworks
b) Exemples dapplicationsLemploi de couronnes dorientation simpose, chaque fois que lon a besoin dorienter
une sous-structure tournante par rapport une autre. Les images (voir Image 11) prsentent
quelques structures employant des couronnes dorientation. En effet on peut les trouver dans de
nombreux secteurs savoir : Travaux public, offshore, nergie, tlcommunication, aviation,
militaire, chaines de fabrication, mdecine C'est--dire chaque fois que lon a assurer un
guidage de grand diamtre, fortement charg, pour lequel la vitesse de rotation (orientation) est
faible ou modre. Les dimensions vont de 400 mm 14 mtres.
c) Couronne dorientation de la Roue-pelle (zone centrale).La couronne dorientation utilise dans la
roue-pelle est une couronne 3 rouleaux avec
engrenage extrieur de la socit allemande Rothe-
Erde regroup sous le nom de Srie RD900 (Figure
12).Ce type de couronne est utilis pour les techniques
de levage, manutention, extraction, transbordement,
offshore, et mcanique gnrale. Elle est connue pour
sa grande capacit de chargement axial ainsi que sa
longue dure de vie si on respecte la lettre les
instructions dcrite par le constructeur en ce qui
concerne lentretien et les conditions dutilisations, elle
est caractrise par certains paramtres dimensionnels
et autres fonctionnels.
Les couronnes Rothe-Erde sont classes par des numros de srie spcifique, le numro
utilis dans notre cas est 191.40.3080.001.1502 (Image 13).
Modle 3D
Figure 13 : Rothe-Erde Srie RD 900
Image 12 : Numro de srie RD900
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
22/67
Chapitre:Prsentationdusujet
21
Figure 16 : schma de charges de la roue-pelle
2. Charges appliques sur la couronneLa couronne dorientation situe sur laxe de rotation de la machine subie des
chargements fortement excentrs par apport son axe central, dues au poids de la flche et du
contrepoids et dautres lments de la roue pelle. Ce chargement si il est mal rpartit pourrait
provoquer une forte concentration de contrainte sur une partie de la couronne ainsi
lendommagement des boulons de fixations. De ce fait le constructeur a install un contrepoids
pour mieux quilibrer les efforts (pour une capacit < 3000 T/h), cependant la machine pourrait
travailler dans des conditions plus difficiles en dpassant sa capacit maximale.
Pour dterminer ce chargement on a eu recours au plan dassemblage (annexe 1) du
constructeur expliquant les tapes de montage de la machine (figure13), ce plan donne les forces
en diffrents points dappuis de la roue pelle. Le tableau 1 regroupe tous les efforts des diffrents
composants.
Tableau 1 : poids des composants
On en conclut que la couronne subt bien deux types defforts, un effort axial et un
moment de renversement. Vu la mthode utilise pour estimer les chargements, on admet que les
rsultats ne seront pas assez prcis, malgr cela ils donneront une bonne vision de la situation et
vont soit nous dvoiler les causes probables ou carter certaines autres souponnes.
Composantes Poids (T)
Partie Centrale 27
Partie Articulation (Point A) 50
Partie 1 De La Flche (Point B) 36
Partie 2 De La Flche (Point C) 36
Partie 3 De La Flche (Point D) 36
Partie 4 De La Flche (Point E) 70
Flche Du Contrepoids 21
Contrepoids 139
Charge En P Sur La Bande 13
Charge En P Sur La Roue A Godets 5
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
23/67
Chapitre:Prsentationdusujet
22
Figure 19 : boulons arrachs
III. Hypothses prliminairesUne visite de la roue-pelle nous a permis de sarrter sur son tat gnral, ainsi on a
recueilli plusieurs donnes soit directement partir de la roue-pelle ou de la part de loprateur
de maintenance, ce quon peut dire cest que la roue-pelle ne travaille pas forcement dans les
normes exiges par les constructeurs, on citerait plus loin toutes les infractions reprs sur la
roue-pelle. Ainsi on sest aussi fait une ide des vraies causes des anomalies rencontres sur la
roue-pelle.
1. Hypothse N1 : Roue-pelle dsquilibreDans un premier temps on sest intress la
prsence dun contrepoids, on sait bien que le
contrepoids assure lquilibre de cette
superstructure, il est calcul selon la capacit de
levage de la machine. Sur cette roue-pelle le
contrepoids (139 T) est compos de dalles de ciment
montes sur la flche de contrepoids (voir image 17)
celle-ci tant incline avec un angle bien prcis
(17), cet angle peut faire varier leffet du contrepoids, plus langle augmente moins leffet du
contrepoids se fait ressentir.
Mais pourquoi donc souponner le contrepoids ?Lors de la visite de la roue-pelle on sest gliss
lintrieur de la partie centrale et on a pu voir les
boulons de fixation qui relient la couronne
dorientation avec la partie suprieure, ce quon a
constat cest que les boulons qui sont souvent arrachs
sont les boulons du ct du contrepoids et pas du ct
Image 17 : Flche de contrepoids
Figure 18 : Roue-pelle (vue latrale)
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
24/67
Chapitre:Prsentationdusujet
23
de la flche (Figure 18), ce qui laisse croire que les boulons subissent une mauvaise rpartition de
charges ce qui provoque laugmentation du moment de renversement, ainsi une grande force de
tension sur les boulons du ct du contrepoids, ceci nous pousse recalculer le contrepoids
ncessaire pour quilibrer les efforts que subit la couronne dorientation ainsi que les boulon de
fixation.
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
25/67
Chapitre:Prsentationdusujet
24
Figure 21 :
prcontrainte-boulon
2. Hypothse N2 : Dfauts de montageLe montage de la couronne dorientation requiert une prcision et une rigourosit
incomparable, le constructeur a dcrit plusieurs conditions de montages, comme la planit des
surfaces ; les caractristiques des assises ; les caractristiques des graisses et huile dentretien ; et
les caractristiques des lments de fixations telle-que les boulons.
En faisant une comparaison entre les conditions exiges par le constructeur et ce qui est vraiment
appliqu on a pu constater quelques infractions comme :
La longueur des boulonsCest lune des principales causes souponnes car
le constructeur recommande que les boulonsdoivent comporter au moins 6 filets en dehors de
lcrou, et cest exactement le contraire quon a trouv. Les boulons sont si petits quils narrivent
mme pas au bout de lcrou. On a ramen quelques boulons endommags (voir image 20).
Effort de serrageLors de la visite on a pu savoir que les boulons nont pas t serrs
avec le couple de serrage prconis par le constructeur (840 Nm) do
lutilisation dune cl dynamomtrique, par contre ils ont t serr avecdes moyens non adapt. Un mauvais serrage peut causer ce problme de
cisaillement de boulon et donner faveur aux problmes de fatigue.
3. Hypothse N3 : Manque de maintenancePour compenser les phnomnes de tassement, il est ncessaire de contrler le serrage des
boulons en appliquant le couple prconis. Cette opration doit se faire aprs un certain temps de
service sur des boulons non sollicit la traction. Si on nglige le resserrage des boulons on
provoquera une perte de prcontrainte, ainsi augmenter le risque de cisaillement des boulons. Aussi cause des problmes de vibrations et de fatigue, les boulons peuvent se desserrer
spontanment do la ncessit dintervention pour le resserrage afin dviter un
endommagement prcoce des boulons.
Image 20 : boulons endommags
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
26/67
Chapitre:Solutionsproposes
25
C.Solutions proposesLes solutions proposes vont se deviser en solutions correctives, qui vont rtablir les
recommandations du constructeur, et dautres solutions qui vont essayer de modifier quelques
caractristiques de la roue-pelle pour remdier aux problmes rencontrs. Le choix de cessolutions se base sur des tudes plus ou moins approfondies qui sappuient sur dautres tudes
faites par le professeur Zouhair CHAIB de lINSA-Toulouse qui concernent TUDE DU
COMPORTEMENT DES FIXATIONS PAR VISDES COURONNES DE GUIDAGE DE GRAND
DIAMETRE . Chaque solution propose serait accompagne de preuves bases sur des tudes
analytiques ainsi que la mthode des lments finis.
I. Solution N1 : Rquilibrer la roue-pellePour pouvoir recalculer le contrepoids il faut bien dfinir les charges et leurs rpartitions sur
la roue-pelle (voir le paragraphe B-II-2). On a procd de deux manires diffrentes en utilisant
la simplification 2D cause de la complexit de la structure, premirement on a essay
manuellement en utilisant le thorme du barycentre, pour calculer les efforts appliqus sur la
couronne en diffrents endroits, mais on voulant optimiser le contrepoids le calcul est devenu
assez difficile est trs long cest pour a quon a essay dutiliser un logiciel de cinmatique 2D et
notre choix est tomb sur Working-Mode-2D. a consiste faire varier la valeur du contrepoids
et surveiller les valeurs des efforts en diffrents endroits.
Calcul manuel
Dans un premier temps on calcul leffort axial et le moment de reversement manuellement, nous
obtenons ainsi :
Figure 22 : Dessin latrale roue-pelle (WM)
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
27/67
Chapitre:Solutionsproposes
26
=
=
(5.550)+(10.536)+(26.536)+(38.536)+(27.513)+(50.570)+(555)
50+36+36+36+13+70+5=
29.11 Mtres
Avec = = 246 ()
A partir des quations lquilibre nous tirons leffort axial ainsi que le moment
de renversement :
= = + 1 + 2= (246 + 21 + 27 + 139) 9.81 103
|| . ()(Force axial)
= = ( 29.11 1 13 2 26) 9.81 103= (246
29.11 21 13 139 26) 9.81 103
|| . (Moment de renversement)Avec : F1 leffort quivalent au poids de la flche du contrepoids.
F2 leffort quivalent au contrepoids.
On a nglig les efforts radiaux car la roue-pelle napplique pas des forces radiales sur la
couronne, ainsi la couronne subit 2 types de chargement, un effort axial permanent et un
moment de renversement qui dpend de
lquilibre de la roue-pelle et de son inclinaison
(voir Figure 23),Comme on remarque sur la
figure lorsque la force axial totale est excentre,
on voit la cration dun moment de renversement
MKqui cre son tour 2 forces opposes sur les
extrmits de la couronne, un effort de
compression du ct de la force axial et un autre
de tension au ct oppos, ce dernier effort est le
responsable de la rupture des boulons de
fixations et daprs les investigations le ct qui
subit leffort de tension est celui qui est du ctFigure 23 : charges appliques sur la couronne
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
28/67
Chapitre:Solutionsproposes
27
du contrepoids. Donc notre but est de diminuer au maximum cet effort sans avoir trop
alourdir la roue-pelle.
Laugmentation du contrepoids va aider estomper leffet de cette effort de tension, mais
quelle valeur ? Pour rpondre cette question nous avons utilis le logiciel Working-model 2Dqui va nous aider faire une petite tude de leffet de laugmentation du contrepoids, ainsi
proposer une nouvelle valeur du contrepoids pour mousser cette mauvaise rpartition de charge
que subit la couronne.
Calcul avec Working-model 2DWorking model 2d est une trousse laurate doutils de simulation de mouvement qui
permet aux ingnieurs, les concepteurs et les animateurs de crer et analyser rapidement des
systmes mcaniques avec des ordinateurs de bureau. Les utilisateurs peuvent importer des
gomtries provenant des systmes CAO les plus courants ou de dessiner leur modle de travail
en 2d. Les graphiques et les outils d'affichage numrique permettent de mesurer les variables
systmes standard, ou d'utiliser un langage intgre dans l'quation pour obtenir un graphique
aucun calcul.
Pour utiliser le logiciel on a trac un schma simplifi de la roue-pelle, et on a appliqu des
efforts verticaux en diffrents points de la structure, on a utilis les outils avancs du simulateur pour commander la variation des forces appliques, notamment la force qui reprsente le
contrepoids.
Etape N1 : GomtrieNous avons reprsentez la roue-pelle avec un dessin simplifi (voir figure 24).toutes les liaisons
entre composants sont des liaisons pivots.
Figure 24 : prise dcran roue-pelle Working-Model 2D
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
29/67
Chapitre:Solutionsproposes
28
Figure25:Schmaworki
ngmodel2d
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
30/67
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
31/67
Chapitre:Solutionsproposes
30
Le vrin ne fait que positionner la roue-pelle, et se bloque automatiquement, il sera pilot par sa
longueur alors que la force sera calcul automatiquement par le
logiciel, ce qui veut dire la valeur ncessaire pour faire bouger la
roue-pelle.
Ltude combinerait 3 variables :
- La longueur du vrin angle dinclinaison de la roue-pelle ;- La valeur du contrepoids ;- Chargement du phosphate ;
A chaque fois, on fixerait une variable et on ferait varier les autres,
- Langle de linclinaison de la roue pelle prendrait 3 valeurs :o Position horizontale 0o Position penche vers lavant avec 6o Position releve vers larrire avec 5
- La valeur du contrepoids comprise entre 139 T et 300 T ;- Le chargement de phosphate serait approch par une valeur approximative ;
Pour les sorties on relverait les valeurs de 3 point X, Y, Z -ces points reprsentent des points
dencastrement- (voir figure 29) :
- On relverait une fois les valeurs du pointcentrale Y qui concide avec laxe
dorientation (on dsactive les autres
points) on obtiendrait :
oLa force totale axiale FA;
o Le Moment de renversement MK;- Une deuxime fois on ne conserve que les points dencastrement X et Z :
o Calculer la valeur de la force en Z FT (force en gnral de tension) ;o Calculer la valeur de la force en Z FC (force en gnral de compression) ;
Toutes ces donnes seront extraites et tudies sous forme graphique pour mieux voirlinfluence des variables sur les diffrents rsultats.
Figure 28 : Variables Working-
Model
Figure 29 : Points d'encastrement
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
32/67
Chapitre:Solutionsproposes
31
Rsultats Phase 1 : Forces de tension et de compression
o Cas N1 : Roue-pelle en position horizontale
Tableau 2 : calcul F1 et F2 (position horizontale)
F2 |F| F1 |F| Contrepoids (N) Contrepoids Kg
-6,72E+06 6,72E+06 1,07E+07 1,07E+07 1,36E+06 1,39E+05
-6,72E+06 6,72E+06 1,07E+07 1,07E+07 1,36E+06 1,39E+05
-6,72E+06 6,72E+06 1,07E+07 1,07E+07 1,36E+06 1,39E+05
-6,72E+06 6,72E+06 1,07E+07 1,07E+07 1,36E+06 1,39E+05
-6,72E+06 6,72E+06 1,07E+07 1,07E+07 1,36E+06 1,39E+05
-6,72E+06 6,72E+06 1,07E+07 1,07E+07 1,36E+06 1,39E+05
-3,72E+06 3,72E+06 8,08E+06 8,08E+06 1,76E+06 1,79E+05
1,29E+06 1,29E+06 3,73E+06 3,73E+06 2,42E+06 2,46E+05
6,49E+06 6,49E+06 -7,89E+05 7,89E+05 3,10E+06 3,16E+05
1,11E+07 1,11E+07 -4,79E+06 4,79E+06 3,71E+06 3,78E+05
1,33E+07 1,33E+07 -6,70E+06 6,70E+06 4,00E+06 4,08E+05
1,33E+07 1,33E+07 -6,70E+06 6,70E+06 4,00E+06 4,08E+05
Figure 30 : calcul F1 et F2 Roue-pelle
-1,00E+07
-5,00E+06
0,00E+00
5,00E+06
1,00E+07
1,50E+07Forces en N
Contrepoids en N
F1/F2 Position horizontale
F2
F1
Graphe 1 : F1/F2 Position Horizontale
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
33/67
Chapitre:Solutionsproposes
32
-1,00E+07
-5,00E+06
0,00E+00
5,00E+06
1,00E+07
1,50E+07
1,36E+06 1,36E+06 1,36E+06 1,36E+06 1,58E+06 2,05E+06 2,45E+06 3,10E+06 3,74E+06 4,00E+06
Forces en N
Contrepoids en N
F1/F2 Roue-pelle Penche (6 deg)
F2
F1
Graphe 2 : F1/F2 roue-pelle penche
o Cas N2 : Roue-pelle penche
Tableau 3 : F1&F2 Roue-Pelle Penche 6deg
F2 |F| F1 |F| CONTREPOID(N) CONTREPOI EN KG
-7,00E+06 7,00E+06 1,10E+07 1,10E+07 1,36E+06 1,39E+05
-7,00E+06 7,00E+06 1,10E+07 1,10E+07 1,36E+06 1,39E+05
-7,00E+06 7,00E+06 1,10E+07 1,10E+07 1,36E+06 1,39E+05
-7,00E+06 7,00E+06 1,10E+07 1,10E+07 1,36E+06 1,39E+05
-5,45E+06 5,45E+06 9,63E+06 9,63E+06 1,58E+06 1,61E+05
-1,96E+06 1,96E+06 6,61E+06 6,61E+06 2,05E+06 2,09E+05
9,44E+05 9,44E+05 4,10E+06 4,10E+06 2,45E+06 2,49E+05
5,79E+06 5,79E+06 -8,82E+04 8,82E+04 3,10E+06 3,16E+05
1,04E+07 1,04E+07 -4,11E+06 4,11E+06 3,74E+06 3,81E+05
1,24E+07 1,24E+07 -5,78E+06 5,78E+06 4,00E+06 4,08E+05
Figure 31 : F1/F2 Roue-pelle Penche
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
34/67
Chapitre:Solutionsproposes
33
Figure 32 : F1/F2 Roue-pelle releve (5.2 deg)
Cas N3 : Roue-pelle releve (5.2 deg)
Tableau 4 : F1/F2 Roue-pelle releve (5.2 deg)
F2 |F2| F1 |F1| CONTREPOID (N) CONTREPOID EN KG
-6,37E+06 6,37E+06 1,03E+07 1,03E+07 1,36E+06 1,39E+05
-6,37E+06 6,37E+06 1,03E+07 1,03E+07 1,36E+06 1,39E+05
-6,37E+06 6,37E+06 1,03E+07 1,03E+07 1,36E+06 1,39E+05
-6,37E+06 6,37E+06 1,03E+07 1,03E+07 1,36E+06 1,39E+05
-3,30E+06 3,30E+06 7,66E+06 7,66E+06 1,76E+06 1,79E+05
1,61E+06 1,61E+06 3,38E+06 3,38E+06 2,39E+06 2,44E+05
4,47E+06 4,47E+06 8,92E+05 8,92E+05 2,76E+06 2,81E+05
6,51E+06 6,51E+06 -8,89E+05 8,89E+05 3,03E+06 3,08E+05
9,78E+06 9,78E+06 -3,74E+06 3,74E+06 3,45E+06 3,51E+05
1,29E+07 1,29E+07 -6,41E+06 6,41E+06 3,84E+06 3,92E+05
1,41E+07 1,41E+07 -7,48E+06 7,48E+06 4,00E+06 4,08E+05
1,41E+07 1,41E+07 -7,48E+06 7,48E+06 4,00E+06 4,08E+05
-1,00E+07
-5,00E+06
0,00E+00
5,00E+06
1,00E+07
1,50E+07
2,00E+07Forces en N
Contrepoids en N
F1/F2 Roue-pelle 5,2 deg
F2
F1
Graphe 3 : F1/F2 Roue-pelle 5,2 deg
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
35/67
Chapitre:Solutionsproposes
34
oAnalyse des RsultatsOn remarque daprs ces rsultats que la force F1 reprsente une force de compression FC
alors que la force F2 reprsente une force de tension FTet cette derrire est la plus dangereuse
pour les vis. On remarque que plus le contrepoids augmente plus la force FT diminue et FC
augmente en devenons elle-mme une force de tension car elle change de sens.
Sur les trois graphes On remarque un point dintersection entre les deux courbes, cest le
point ou les deux forces sont gales et o elles sont toutes les deux des forces de compression, si on
continue augmenter le contrepoids on remarque un inversement de rle, donc ce point est le
point optimale et donne comme valeur moyenne du contrepoids 265 T.
Mme si cette valeur optimise au maximum leffet du contrepoids elle devrait aussi
satisfaire dautres exigences et conditions, notamment celle de la force axiale maximale et le
moment de renversement maximal que peut supporter la couronne dorientation. Par
consquence le contrepoids doit respecter les conditions dutilisation de la couronne la fois pour
viter un endommagement prcoce et aussi pour respecter les clauses du contrat de garantie qui
relie la socit avec le fournisseur.
Ainsi on procdera une nouvelle tude pour calculer la valeur de la force axial et le
moment de renversement, pour limiter le contrepoids dans une valeur qui va la fois diminuer
la force de tension et respecter les conditions dutilisation de la couronne.
Phase 2 : Force axiale et Moment de renversementOn calcul la force axial en faisant varier la valeur du contrepoids pour trois positions diffrentes
(Horizontale ; penche vers lavant avec 6deg ; releve vers larrire avec 5.2deg).
o Cas N1 : Roue-pelle en position horizontale
Figure 33 : Fa & Mk Horizontale
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
36/67
Chapitre:Solutionsproposes
35
Tableau 5 : Fa & Mk horizontale
Force axial |F| Moment Mk (N.m) Contrepoids (N) Contrepoids en Kg
3,96E+06 3,96E+06 -3,19E+07 1,36E+06 1,39E+05
3,96E+06 3,96E+06 -3,19E+07 1,36E+06 1,39E+05
3,96E+06 3,96E+06 -3,19E+07 1,36E+06 1,39E+05
3,96E+06 3,96E+06 -3,19E+07 1,36E+06 1,39E+05
4,62E+06 4,62E+06 -1,49E+07 2,02E+06 2,06E+05
4,94E+06 4,94E+06 -6,36E+06 2,35E+06 2,39E+05
5,19E+06 5,19E+06 2,11E+04 2,59E+06 2,64E+05
5,52E+06 5,52E+06 8,53E+06 2,92E+06 2,97E+05
5,60E+06 5,60E+06 1,07E+07 3,00E+06 3,06E+05
5,60E+06 5,60E+06 1,07E+07 3,00E+06 3,06E+055,60E+06 5,60E+06 1,07E+07 3,00E+06 3,06E+05
-3,50E+07
-3,00E+07
-2,50E+07
-2,00E+07
-1,50E+07
-1,00E+07
-5,00E+06
0,00E+00
5,00E+06
1,00E+07
1,50E+07
1,36E+061,36E+061,36E+061,36E+062,02E+062,35E+062,59E+062,92E+063,00E+063,00E+063,00E+06
N.m & N
Contrepoids en N
Force axial et moment de renversement
Force axial
Torque
Gra he 4 : Fa & Mk horizontale
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
37/67
Chapitre:Solutionsproposes
36
-3,50E+07
-3,00E+07
-2,50E+07
-2,00E+07
-1,50E+07
-1,00E+07
-5,00E+06
0,00E+00
5,00E+06
1,00E+07
1,50E+07
2,00E+07N.m & N
Contrepoids en N
Fa & Mk Roue-pelle penche
moment
force axial
Graphe 5 : Fa & Mk roue-pelle penche
o Cas N2 : Roue-pelle penche
Tableau 6 : Fa & Mk Roue-pelle penche
FORCE AXIAL |Fa| MOMENT CONTREPOIDSCONTREPOIDS
EN KG
3,96E+06 3,96E+06 -3,29E+07 1,36E+06 1,39E+05
3,96E+06 3,96E+06 -3,29E+07 1,36E+06 1,39E+05
3,96E+06 3,96E+06 -3,29E+07 1,36E+06 1,39E+05
4,04E+06 4,04E+06 -3,09E+07 1,45E+06 1,47E+05
4,37E+06 4,37E+06 -2,26E+07 1,77E+06 1,81E+05
4,78E+06 4,78E+06 -1,24E+07 2,18E+06 2,22E+05
5,19E+06 5,19E+06 -2,09E+06 2,59E+06 2,64E+05
5,52E+06 5,52E+06 6,13E+06 2,92E+06 2,97E+05
5,60E+06 5,60E+06 8,18E+06 3,00E+06 3,06E+05
Figure 34 : Fa & Mk Roue-pelle penche
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
38/67
Chapitre:Solutionsproposes
37
-3,50E+07
-3,00E+07
-2,50E+07
-2,00E+07
-1,50E+07
-1,00E+07
-5,00E+06
0,00E+00
5,00E+06
1,00E+07
1,50E+07
2,00E+07N.m & N
Contrepoids en N
Fa & Mk roue-pelle releve
force axial
moment
Figure 36: Fa & Mk roue-pelle releve
o Cas N3 : Roue-pelle releve (5.2 deg)
Tableau 7 : Fa & Mk Roue-pelle releve (5.2 deg)
FORCE AXIAL |F| MOMENT CONTREPOIDS (N)CONTREPOIDS
EN KG
3,96E+06 3,96E+06 -3,06E+07 1,36E+06 1,39E+05
3,96E+06 3,96E+06 -3,06E+07 1,36E+06 1,39E+05
3,96E+06 3,96E+06 -3,06E+07 1,36E+06 1,39E+05
3,96E+06 3,96E+06 -3,06E+07 1,36E+06 1,39E+05
4,21E+06 4,21E+06 -2,41E+07 1,61E+06 1,64E+05
4,53E+06 4,53E+06 -1,54E+07 1,94E+06 1,97E+05
4,86E+06 4,86E+06 -6,70E+06 2,26E+06 2,31E+05
5,27E+06 5,27E+06 4,17E+06 2,67E+06 2,72E+05
5,60E+06 5,60E+06 1,29E+07 3,00E+06 3,06E+05
Figure 35 : Fa & Mk Roue-pelle releve (5.2 deg)
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
39/67
Chapitre:Solutionsproposes
38
oAnalyse des RsultatsOn remarque que plus on augmente le contrepoids plus la force axial augmente, et
dautres part lorsquon augmente le contrepoids la valeur de la force de tension ainsi que le
moment de renversement diminuent. Ainsi on voudrait la fois diminuer le moment de
renversement et se limiter la force maximale que peut supporter la couronne dorientation,
cette force dpasse dun peu plus les 4000 KN.
Daprs les tableaux des rsultats on relve la valeur du contrepoids ncessaire qui est de 147 000
KG soit 147 T, cette valeur respecte les limites de la force axiale et optimise la fois le moment
de renversement.
RESUMETableau 8 : Rsultas tude contrepoids
HorizontaleIncline 6 Deg Vers
Lavant
Incline 5.2 Deg Vers
Larrire
Max Min Max Min Max Min
Fa (Force Axiale En
N)5,60E+06 3,96E+06 5,60E+06 3,96E+06 5,60E+06 3,96E+06
Mk (Moment De
Renversement En
N.M)
-
3,19E+07
1,07E+07 8,18E+06 -3,29E+07 -3,06E+07 1,29E+07
Contrepoids optimal
(T)206 147 164
F1 (Force De
Compression En N)1,07E+07
-
6,70E+061,07E+07 -5,78E+06 1,03E+07 -7,48E+06
F2 (Force De
Tension En N)1,33E+07
-
6,72E+061,24E+07 -7,00E+06 1,41E+07 -6,37E+06
Contrepoids
optimal(T)
270 276 250
ConclusionDaprs ces rsultats on peut affirmer la ncessit dune rvision et dun calcul plus prcis
du contrepoids de la machine, notre tude sest base sur des donnes approximatives et une
approche assez simple, mais elle a russi dmontrer limportance du contrepoids dans
lquilibre, la stabilit et la durabilit de la machine et prcisment de la couronne dorientation.
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
40/67
Chapitre:Solutionsproposes
39
Ces rsultats donnent une valeur de 147 T pour le nouveau contrepoids contre 139 T
pour lancien, soit un ajout de 8 T, cette valeur doit respecter la charge limite de la flche du
contrepoids et des mats dhaubanage ainsi que toute la structure mtallique, daprs le
constructeur la valeur de 139 T nest pas dfinitive, car dans le plan dassemblage lhors du
montage du contrepoids le constructeur recommande dajouter le contrepoids mme si on dpasse
les 139 T jusqu ce que la flche de la roue-pelle se relve un peu, cela laisse la porte ouverte
lajout de plus de contrepoids sachant quon propose seulement lajout de 8 T, compare avec le
poids de la roue-pelle cette valeur ne va pas influencer sur la sret de la structure ou sa
stabilit, mais au contraire elle lui rendrait son quilibre.
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
41/67
Chapitre:Solutionsproposes
40
II. Solution N2 : Corriger les dfauts de montageLe montage doit tre fait avec le plus grand soin. Si un roulement nest pas correctement
mont, il peut se produire des surcharges locales sur les lments roulants pouvant entrainer une
diminution de la dure de vie calcule, ce qui provoque une surcharge des boulons de fixation,
ainsi le montage de la couronne doit respecter certaines conditions.
Dans ce chapitre on va essayer de mettre la lumire sur les techniques et conditions de
montage, souvent ngliges par les oprateurs, ces conditions prviennent lendommagement de la
couronne dorientation ainsi que ces lments de fixation (boulons), on va essayer de faire des
tudes plus au moins approfondies bases sur dautres tudes et normes internationales, pour
donner des preuves et aider mieux analyser dautres problmes semblables.
1. Planit des surfacesDans un souci conomique, les sections des couronnes dorientation sont relativement
faibles par rapport leurs diamtres. Pour cette raison, les couronnes dorientation doivent tre
fixes sur une construction dappui rigide et rsistante la torsion locale laide de boulons de
haute rsistance. On liminera ainsi la majeure partie des dformations qui se produisent sous
charge.
La surface dappui doit, dans tous les cas, tre plane pour que la couronne ne se dforme pas
pendant son serrage ce qui provoque une mauvaise estimation du couple de serrage ainsi que la
longueur des boulons devient insuffisante. Les valeurs maximales dcarts de planit y compris
flexion sont classes dans le tableau 9.
Tableau 9 : Ecarts de planit admissible & torsion de section
Diamtre du chemin du
roulement jusqu (en
mm)
Ecart de planit & torsion de section (en mm)
Couronne 2
ranges de billes
Couronne une
range de bille
Couronne
rouleaux
1000 0.2 0.15 0.11500 0.25 0.19 0.12
2000 0.3 0.22 0.15
2500 0.35 0.25 0.17
4000 0.4 0.30 0.20
6000 0.5 0.40 0.30
8000 0.6 0.50 0.40
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
42/67
Chapitre:Solutionsproposes
41
Si les valeurs sont dpasses, la vrification de ltat des surfaces
simpose, ainsi les valeurs de torsion de section mentionnes dans le
tableau ci-dessous se rapportent une largeur de surface dappui
usine de 100 mm En outre, il est important que la valeur maximum
ne soit observe quune seule fois dans un secteur de 180 .pour viter
des carts plus importants ainsi que la formation de pointes dans des
secteurs plus petits, lcart ventuel ne devra augmenter ou diminuer
que rgulirement dans un secteur de 0-90-180.
Comme pour lcart de planit, on ne doit pas observer de dformations localises lors de
la flexion de la construction dappui, ceci pouvant crer des zones dtranglement au niveau des
chemins de roulement en entrainant une surcharge ponctuelle. Par consquence, les conditions
sont les mmes que pour lcart de planit.
Ce quon prconise est de nettoyer les surfaces dappuis infrieurs et suprieurs de la
couronne dorientation ainsi que la denture en liminant le produit de protection. Notez bien
quil ne faut pas mettre de solvant sur les joints et empcher sa pntration dans les pistes.
Pour des surfaces avec des carts de planit trs leve, on recommande de faire un montage sur
rsine (voir annexe : montage sur rsine).
2. Longueur des boulonsComme la dure dutilisation de la couronne est essentiellement due lassemblage et de ce
fait la tenue de fixation, les boulons doivent tre suffisamment dimensionns et correctement
prcontraints. Parmi les caractristiques de boulon qui nous intressent, on cite la longueur du
boulon, cette longueur dpend de :
Lpaisseur des baguesLpaisseur du supportLa largeur de lcrouLes rondelles
Le boulon utilis est de types M24 HR (haute rsistance) (voir le tableau 9) avec une section
rsistante de 353 mm et un pas de 3mm.
Classe de qualit
La classe de qualit est symbolise par deux nombres (par exemple : 10.9). Le premier nombrecorrespond sensiblement au 1/100 de la rsistance minimale la traction (exprime en MPA) et
Figure 37 : test de
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
43/67
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
44/67
Chapitre:Solutionsproposes
43
Tableau 10 : Caractristiques mcaniques des vis et goujons en fonction de leur classe de qualit
Tableau 11 : Caractristiques mcaniques des crous en fonction de leur classe de qualit
Tableau 10 Caractristiques mcaniques des vis et goujons en fonction de leur classe de qualit
(daprs norme NF E 27-005)
Caractristique mcanique contrle
Classe de qualit des vis et goujons
Qualit HR
3,6 4,6 4,8 5,6 5,8 6,6 6,8 6,9 8,8 10,9 12,9 14,9
Rsistance la traction RM
(en MPA)
min. 333 392 490 588 784 9801
176
1
372
max. 480 539 686 784 9801
176
1
372
1
568
Duret Brinell HBmin. 90 110 140 170 225 280 330 390
max. 150 170 215 245 300 365 425
Duret Rockwell
min.HRB 49 62 77 88
HRC 18 27 34 40
max.HRB 82 88 97 102
HRC 31 38 44 49
Limite apparente dlasticit Re (en MPA)
min.196 235 313 294 392 352 470
Limite conventionnelle dlasticit Rp 0,2
(en MPA)
min.
529 627 8821
058
1
234
Rsistance la charge dpreuve (en MPA) 184 221 285 276 356 332 428 465 570 776 9311
087
Allongement pour-cent aprs rupture A :
min.25 25 14 20 10 16 8 12 12 9 8 7
Rsistance la traction avec cale biaise
Pour vis entires : valeurs correspondant
aux valeurs minimales de rsistance la traction
Rsilience KCU + 20 oC (en daJ/cm2)
min. 6 4 3 3
Tnacit de la tte Aucune rupture
Tableau 11 Caractristiques mcaniques des crous en fonction de leur classe de qualit
(daprs norme NF E 27-005)
Caractristique mcanique
contrle
Classe de qualit des crousDomaine dapplication
4 5 6 8 10 12 14
Contrainte unitaire lors de
lpreuve de charge (en MPA)392 490 588 784 980
1
176
1
372
Tous les crous, lexception de ceux
exclus par accord entre client et
fournisseur
Duret Brinell
HB ou
RC
(1)
max. 302 353 375 Tous les crous
Duret Rockwell
Hmax. 30 36 39 Tous les crous
(1) La conversion des valeurs de duret Brinell en valeurs de duret Rockwell a t effectue daprs lEuronorm 8-55.
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
45/67
Chapitre:Solutionsproposes
44
Figure 40 : dimension d'assemblage
Rpartition de charge entre les filets de lcrou et ceux de la vis
Lune des principales raisons qui implique
le respect de la longueur du boulon est la
rpartition de charge entre les filets de lcrou et
de la vis La rupture dune vis au serrage ou en
utilisation se produit pratiquement toujours au
niveau du premier filet en prise (figure 38).
Cest pour cette raison, quon ne peut pas
accepter que le boulon ne dpasse pas lcrou car
a provoque une mauvaise rparation de charge.
Cest exactement la mme chose quon a
remarque sur les fixations de la couronne
dorientation (voir image 39).
Dans notre cas nous avons une paisseur de bagues gale 210 mm
et lpaisseur du support suprieure gale
25mm (voir figure 38).
Pour calculer la longueur du
boulon on additionne toutes ces paisseurs
et on ajoute la valeur de dpassement de
lcrou, selon quelques normes ce
dpassement Dp est gale 2xpas, soit dans
notre cas, un pas de 3 mm pour une vis
M24 soitDp=6mm. Mais le constructeur dela couronne exige un dpassement de 6
filets donc Dp sera de lordre de 18 mm,
donc la longueur serait au minimum 300
mm voir plus car on prendrait la plus
proche valeur suprieur des catalogues
normaliss.
Figure 38 : Rpartition de charge entre les filets de
l'crou et la vis
Image 39 : ecrou endommag
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
46/67
Chapitre:Solutionsproposes
45
Ce quil faut savoir cest que la valeur de dpassement du boulon nest quune mesure de
scurit pour sassurer quon a un nombre suffisant de lcrou connect avec le boulon, pour une
bonne rpartition de charge dans lcrou. Le non-respect de ces conditions provoque un
desserrage prcoce car le couple de serrage sera erron.
3. Couple de serrage et prcontrainteDans ce paragraphe nous allons expliquer limportance de la prcontrainte ou le couple
de serrage dans la dure de vie dun assemblage boulonn, on va faire des tudes comparatives
par la mthode des lments finis, entre un boulon prcontraint et un autre faiblement
prcontraint. On va citer aussi quelques expriences faites la CETIM par le professeur Zouhair
Chaib, pour a on va se baser sur les rsultats de sa thse pour mieux argumenter nos
explications.
Introduction
Le serrage contrl d'un assemblage par boulons HR (haute rsistance) produit une
tension initiale leve dans les pices boulonnes. Les parties de la machine sont comprimes
comme un ressort pression alors que le boulon est tir comme un ressort de traction. Ce bloc-
ressort tension initiale leve garantit la scurit d'exploitation requise sous charge dynamique.
Le boulon, sous l'effet de cette prcontrainte et de la torsion, atteint 90 % de sa limite
d'tirement. Il faut que la tension initiale soit si leve pour que les lments boulonns, sous
contrainte de service, ne se dplacent pas les uns par rapport aux autres et ne se dsolidarisent
pas. La scurit d'un tel assemblage par boulons n'est toutefois garantie que si la pression initiale
correcte est maintenue en permanence. Sinon il y a un risque, surtout sous charge dynamique
variable, que l'assemblage par boulons se dfasse de lui-mme ou qu'une rupture par fatigue du
boulon survienne subitement. Il en est de mme pour les assemblages comportant plusieurs
boulons.
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
47/67
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
48/67
Chapitre:Solutionsproposes
47
N.B : seuls les boulons de classe 8.8 et 10.9 sont autoriss pour les assemblages par boulons
prcontraints.
III. Mise en uvre de la force de prcontrainteLe serrage des boulons prcontraints est une opration dlicate sur le chantier. En effet un excsde prcontrainte peut savrer aussi prjudiciable quun manque de prcontrainte.
Trois mthodes sont actuellement utilises :
- Le contrle du couple de serrage- La mthode du tour dcrou - Lutilisation de rondelles de mesures
Le couple de serrage
La relation entre le couple de serrage C et leffort de prcontrainte est :
C = 0.9 .K. d .P
Avec K coefficient de frottement vis crou au niveau du filet (valeur moyenne 0.2)
- d : diamtre du boulon- p : effort de prcontrainte- c : est appliqu au moyen dune clef dynamomtrique manuelle ou pneumatique. Cesclefs dclenchent ou dbrayent automatiquement lorsque la valeur C est atteinte. Cest la
mthode la plus utilise mais elle peut prsenter une certaine imprcision.
La mthode du tour dcrou
Un premier pr serrage est fait la clef dynamomtrique (40 ou 60% par exemple). Puis le
serrage sera termin par une clef manuelle en appliquant une rotation de lcrou dun angle bien
dfini (60, 90 ou 120).
La mthode par rondelles de mesures
Elle consiste utiliser des rondelles avec des bossages (voir figures 42). Les bossages de lcrou
vont se dformer lors du serrage de lcrou. Lvaluation du
serrage se fait par la mesure de dformation des bossages ou
plutt du jeu aprs crasement.
N.B : Dans notre cas on va sintresser la mthode du couple
de serrage cause de sa facilit.
Figure 42 : rondelle deprcontrainte
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
49/67
Chapitre:Solutionsproposes
48
IV. Intrt de la prcontrainteTous les spcialistes en matire d'assemblages boulonns sont unanimes sur le fait que la
valeur de la prcontrainte est lun des paramtres essentiels de l'assemblage, car il conditionne
son aptitude l'emploi et sa tenue en service. En effet, l'installation d'une prcontrainte
judicieuse :
- Permet au corps du boulon de ne pas travailler au cisaillement (ce pourquoi il n'est pasfait) dans le cas de sollicitations tangentielles au plan de l'assemblage ;
- Conditionne les effets de desserrage spontan sous l'action de sollicitations dynamiquestransversales ;
- Assure une ventuelle tanchit (couvercle, bride ...) et maintient les surfaces en contact(vite le dcollement des pices) ;
- Permet une meilleure utilisation des caractristiques mcaniques des boulons, et permetd'en diminuer le nombre et le diamtre, entranant par la mme occasion une
rduction des cots d'approvisionnement, d'usinage et de montage ;
- Permet un "filtrage" de la sollicitation extrieure sur le boulon fonction des rigidits Kb etKp (respectivement boulon et pices assembles) et de la gomtrie sous effort extrieur ;
Cependant il est ncessaire de diffrencier deux cas :
1- L'assemblage viss est soumis des efforts d'intensit variable (dynamiques) : la valeur dela prcontrainte, calcule et installe, devra tre prcise afin de respecter les impratifs de tenue
en fatigue (contrainte alterne dans la vis < 40 50 MPA) et de tenue en statique (contrainte
quivalente maximale < 0.9* Re mini de la classe de qualit).
2- L'assemblage viss est soumis des efforts statiques uniquement. La valeur de la
prcontrainte, calcule et installe, devra respecter les impratifs de tenue statique, et interdire le
dcollement complet de la liaison : il n'est pas ncessaire dans ce cas de rechercher une valeur de
serrage optimale.
V. Mise en vidence1. Etude exprimentale
a) Caractristique du banc dessaiIl sagit dune potence constitue dun bras (1) sur lequel est appliqu leffort extrieur, de
deux viroles [suprieure (2) et infrieure (4)] soudes deux supports (3) et (5) sur lesquels les
deux bagues de la couronne (6) sont fixes. Le chargement de la structure est assur par un vrin
-
8/4/2019 Rapport - stage de fin d'tudes
50/67
Chapitre:Solutionsproposes
49
hydraulique. Ce vrin permet dappliquer un effort variant de 120 kN +120 kN. (voir image
43)
une partie des boulons a t