Transcript PERFORATEUR ELECTROPNEUMATIQUE

PERFORATEUR ELECTROPNEUMATIQUE
Compétences mises en œuvre dans le TP:
Repérer les constituants d’une chaîne d’énergie et d’information
Décoder une représentation normalisée 2D
Lire un diagramme des cas d’utilisation et un diagramme d’exigence
+ Découverte des notions suivantes :
o Notion de classes d’équivalences (sous-ensembles cinématiques)
o Grandeurs cinématiques (vitesses de rotation) et d’efforts (couples)
o Rapport de réduction
o Schéma blocs
PRESENTATION DU SYSTEME
Un perforateur électropneumatique est destiné à
réaliser des perçages dans des matériaux tels que le
ciment, la roche, la brique etc. Il permet d’effectuer ces
opérations avec ou sans percussion. Sa rapidité et sa
précision améliorent la vitesse d’exécution et la qualité
des travaux réalisés.
L’étude s’appuie sur le modèle de marque PRACTYL,
fourni partiellement démonté, mais en état de
fonctionnement ;
Figure 1 : opération de
perçage avec percussion
Caractéristiques techniques
Fréquence :
50 Hz
Tension :
210 – 230 V
Puissance utile maxi :
700 W
Fréquence de rotation de l’outil (en charge): 850 tr/min
Fréquence de percussion :
3100 coups/minute
Energie d’impact maximum :
5J
Diamètre maxi dans le béton :
26 mm
Niveau sonore :
107,5 dB
Masse
4,5 kg
Niveau de vibrations
6,75 m/s²
PERFORATEUR
Q
Diagramme des exigences – cahier des charges
OBJECTIFS
Les objectifs de cette étude sont au nombre de deux :
 analyser la réalisation des exigences Req 2.0.2, Req 4 et Req 2.0.3 ;
 analyser le fonctionnement de l’ensemble et établir un modèle de la transmission de mouvement
Matériel disponible

Les valisettes contenant un perforateur PRACTYL partiellement démonté et un perforateur en
état de fonctionnement.
Une notice technique et des documents de référence.

Avertissements
Le perforateur étudié est en état de fonctionnement après assemblage, mais la graisse de lubrification a été
retirée. Il ne doit pas fonctionner pendant de longues périodes.
Les phases de démontage et remontage n’impliquent pas d’outillage spécial, ni d’efforts
importants.
Le mécanisme comporte des ressorts, des pièces de petites dimensions. Travailler
méthodiquement pour éviter de perdre ou déformer ces pièces.
Prévoir 10 minutes en fin de séance pour remonter l’ensemble du système
PERFORATEUR
ETUDE A EFFECTUER
Etude préliminaire
Effectuer le raccordement du perforateur en état de fonctionnement au réseau électrique.
Installer un foret dans la broche de l’appareil.
Mettre le perforateur en fonctionnement et appliquer l’outil sur le bloc de bois ou de béton.
Observer le fonctionnement en changeant la position des deux leviers de commande.
Analyse fonctionnelle

Question 1
Présenter sous la forme d’un tableau les différents modes de fonctionnement en fonction des positions des leviers
de commande.

Question 2
Compléter le diagramme ci-dessous en répondant aux questions posées :
Analyse externe du fonctionnement
On s’intéressera uniquement au mode rotation dans un premier temps.
Analyse des mouvements
Mettre le perforateur en état de fonctionnement en mode « perçage sans percussion ».
A l’aide du tachymètre (demander au professeur de l’aide si besoin…), mesurer les vitesses de rotation :
- de l’arbre moteur
- de la broche
PERFORATEUR
On appelle « rapport de réduction » le rapport entre la vitesse de sortie (ici vitesse de la broche) et la
vitesse d’entrée (vitesse du moteur).
On note que cette quantité est aussi le rapport entre les variations d’angles.
Vitesse
d’entrée
e
Vitesse de
sortie
S
(tours)
(tours)
Rapport de
réduction
r
 S S

 e e
Compléter le schéma ci-dessus en donnant la valeur numérique approximative du rapport de réduction.
Analyse interne
Mise en évidence des sous-ensembles cinématiques
Procéder au démontage du perforateur ;
Retrouver les pièces principales de la nomenclature partielle proposée ci-dessous, et colorier ces pièces sur
le dessin d’ensemble.
Repère
Désignation
Matière
Fonction (entourer)
5
Carter de transmission
13
Ensemble Rotor
Percussion / Rotation
20
Vilebrequin
Percussion / Rotation
29
Bielle
Percussion / Rotation
19
Pignon large
Percussion / Rotation
23
Piston
Percussion / Rotation
31
Piston marteau
Percussion / Rotation
26
Enclume
Percussion / Rotation
24
Tube de guidage
Percussion / Rotation
75
Roue de transmission
Percussion / Rotation
Les matériaux d’usage courant en mécanique appartiennent à 5 familles principales :
-1- Alliages ferreux (fontes et aciers)
-2- Alliages d’aluminium
-3- Alliages de cuivre (bronze et laiton)
-4- Matières plastiques
-5- Caoutchouc
Compléter la dernière colonne de la nomenclature en postulant de la classe de matériau utilisée (vous
vérifierez vos choix avec le professeur).

Repérer la pièce carter avant (7). Cette pièce est assemblée au carter intermédiaire (5) par des vis
(repérées 66). Identifier ces vis. Indiquer leur nombre.
Les pièces carter avant (7) et carter intermédiaire (5) n’ont aucun mouvement relatif : on dit alors qu’ils
appartiennent à la même « classe d’équivalence » ou au même « sous ensemble cinématique ». On a alors
l’habitude de colorier ces 2 pièces de la même couleur sur le dessin d’ensemble.
Colorier donc le carter avant de la même couleur que le carter intermédiaire.
PERFORATEUR
Repérer les pièces de la nomenclature plus complète (présentée en fin de document), définir à quelle classe
d’équivalence elles appartiennent et les colorier avec la couleur correspondante.
Question à ne traiter que par les élèves du groupe SI.
En considérant les mouvements relatifs entre les différents éléments et la nature des surfaces de liaison,
définir la nature de ces liaisons et établir un schéma cinématique du mécanisme de la fonction rotation
uniquement.
Rapport de réduction

En isolant le couple d'engrenages 19 (pignon large) et 13 (rotor), pouvez-vous relier le rapport de
réduction de 13 vers 19 au rapport du nombre de dents de chacun et/ou au rapport des diamètres pris
au milieu de la dent ?
En comptant ces nombres dent compléter le schéma ci-dessous :
Angle
d’entrée
Angle de
sortie
13
19
Rapport de
réduction
Chaine cinématique et rapport de réduction global

A partir de l'observation précédente et de l'analyse des couples d'engrenages participant à la
transmission de mouvement, compléter les 2 schémas ci-dessous présentant la chaine cinématique du
mouvement rotation.
Angle
moteur
Angle tube
de guidage
13
 24
ROTATION

En déduire le rapport global de la chaine de transmission rotation. Comparer avec celui obtenu en
première partie.
POUR ALLER PLUS LOIN…
Reprendre la démarche pour le mode percussion.
PERFORATEUR