Chapitre 01 Construction Mécanique

  • Published on
    06-Jan-2016

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

C'est un chapitre introductif au module de construction mcanique. Il prsente les lments de base de cette matire.

Transcript

  • CHAPITRE 01 :INTRPDUCTIQN

    I- Sut dgJa. Co4struction M6Fniguq :La consfiuction mecanique est une discipline qui examine comment des pi0ces par leurs

    forrres, por leurs propridtds, par leurs jrxtaposition" Ff, leurs assemblages eirtre elleg peuventremplir certaines fonctions mwaniques (immobilisation, guidage, itanchdi, etc.)" En effeq lorsquele constnrcteur mcanieien, au moment de l'6tude d'une machine, prvoit I'existem de telle pifuequi en fera partie, c'est qu'il confie i cette pi&e un r0le i remplir et ds fonctions i assurer.

    Les fonctions mfoaniques ldmentaires les plus connues sont les suivantes :

    Fonctions de base I lmmobitisation relativeI| ( En rotationI Guidage { En translationt-lL L en rotation et fianslation (hdlicoidal)

    f EtanchitiFonctioas compldmentaires { C*ittugt

    I mrcment dlectrique et thermique.II- Etude dc le csnceotbn :

    Iar*& I'dfr* & conceptioru le construstur mdcanicien est obligf de choisir les formes et lesdinecdons des pidcw en tepant compte des conditions dans lesquelles ces piCces sottt placres. Celaveut dire qu'il far* :

    - Connaltre les propridtds physiques et les caracteristiques mdcaniques des matCriaux utilisds ;- Identifier les efforts arnrquels sont soumises les pidces,- Calcules leurs dimensions sn fonction de ces proprir$tds et de ces efforts.

    D'aufie parf, I'etude des ldments de machines fait appel arx connaissancs du dessin technique, dela technologie, de la rdsistance des matdriau4 ainsi que de la mcanique rationnelle. L'ingfnieur nedoit pas se limiter aux connaissances gn6rales, mais il doit avoir de I'imagination Et la capacitC devoir dans l'espace.En &hors des probldmes fonctionnels, un bon consFuctern a toqioun prsent i I'esprit lap,rCsentatioq Ie prix de revient et tient compte ensore de la dur& de vie du milieu ambiant dans lechoixde sos matdriaux et du mode de fabrrication.Pour rme meilleure conception, le constructeurdoit connaitre les poins suivants :1- Clessinc{don deg ldmetrts de machines :I*s lments de machines peuvent 0re classds comme suit :- Les 6l6ments entidrement nomraliseq g6n6rale.nent stockes, tels que rivets, goupilles, rondelles,

    vis, clavettes, roulement$ ibilles, joints d'd,tanehdite, courroies trapCzoidales, chaines, etp.);- I,es orgsnes ori certains Cldments constitutifs sont normaliss, mais que le technicien doit adaser

    i une constnrction dterminee (arbres canneles, eHmN*s d'embrayages, etc.) ;- Ls dldments et les organes otr seules I'exp6rience, la science et I'intuition du consfructeur jorrent

    ua rdle (arbres, paliers, b0tis, variateqrs de vitesses, circuit de graissage, conmandes hydrauliqueeet preurnatiques, etc. ).

    ftLodutc : Cmstnction *tlca*pti

    l$nscignant : %:r NafaL afi

  • L Choixdes matdrieux IIamatidre doit efre choisie en fonction de :- L'organe et du rOIe

    -{u'il doit jouer. Exemple : un b0ti de machine doit trre lourd et rigide pourlimiter les defonnations et les vibrations (sa rdsistance eS surdimensionnee) ce qui eodaios unebonneprdcision

    - Des conditions de rdsistance, d'usure et de rigiditd: ua arbre fortement sollicitd sera exdclt, depfdrence, en acier au Cr, Ni, Va trait; les tourillons de machines rapldes

    t sharyfu derrrons6fre cmentds, tremp6s et rectifics, afin de rduire l'usure au minimum

    - Du milieu dans lequel I'organe est appeld i fonctionner. Ies rdservoirs devrant contenir de l,eauchaude sont executds en alliages du (Cu et Ni) ou encorc en acier inorrydable ou

    n cboutchoucmoul6 et durci.

    Lcs mafdriapr qu'offie I'industrie moderne se presentcnt sous des formes trfr5 vriggs dont voici les,, plus carautdristique :

    - Les fontes {grises, sphdrofdales, malldables, stc.), les acie$ moules allids ou non" les bronaes,lesalliages ldgers n base d'aluminium ou de magrrdsium.

    - Les matdriaux serri-ouws tels gue les fers marshands lamins, profiles, tdles, dlmenm fi6fi1s,trbes, etc.

    onr,@o LJL E- Les acjers de qualitd pow.dlCments de machines fortemert sollicits dtr point de vue mfoanique et

    thermique, aciers i outils, catrurs de tungstdne, etc.- Le$ mati&es synthCtiEres de toutes sffts, en barres, en plaques ou mouldes, matidres compositss

    avec incorporation de bois, de papier, de textiles, de rdsines, de verre, de caotrtchouc qmthtiqge,du nyloq esc.

    3- Quelquec rfoles de construction IIaforme des piices dCpend de leur emploi et du mode de fabrication. Le constructeur doit respecrcr

    tes regles dlmentaires de consfiuction dont voici qwlques lmes :- Donner les formes fonctionnelles les plus simples possibles ;- Eviter les pieces trop massives et prdvoir plutdt des nervures de rcnforcement ;- Se raperocher autant que possible des formes d"dgnte rdsience ;- Evier les concentrations de contraintes (rapenoctrerneif Oei lignes de forces pnovoquant des

    surtensions);Equilibrerles pieces

    n mouvsment porrrdviter lw vibrations ;Tenircomlrtede ladure&viede lamachinedans lechoixdescoefficienbds ffiquitd,pressionsde contact et sollicitations diverses ;En

    tudiant un ensemble, le ccnshucteur doit twir aomptc de la fagon dont lcs pr&ces se,rontusindes, montCes et dmont&s ;Efirdiersoigneuscment la lubrification de la rnachine en constnrction;choisir toqioms des cldraeats normalisds pow

    vjter des frris inutiles ;Assurer la sdcuritd du personnel, etc.

    Wodafr : Caflst uctinn g4icafiirye lEnseigno* : *tr Nafart afr

  • III- Coefricient de s6curit6 :L,es limites de rsistsnce des diffrents matdriaux se dfterminent pr voies exprimeutales, d'criI'impossibilit de situer ave prwision. k respect des mesurqde sdcuritd nous oblige d 6tre loin decette limite dangereuse (o,), en se contentant d'une confrainte dite admissible plus farble et qui eutdtornninde poru la trastion comme suit :

    o, =+ [of : Co*rain$e admissible de tractionnoa: Confiainte dangereuse; n : Coefficient de sdcurit.

    Pour les 6l6ments en mati&rcs Clastiques, la contrainte dangereuse est dgnle d la contrainted'coulement Gd:6ec , tandis que pour les dldments en matidres rigides rra st 6gsle i la limite derdsistarce{$a- q*)Le choix dri coefficient de *uritd < n > dpend de la nature du matriaux (ftagile ou 6lasts-plbstique), du mode d'application de la charge (charge strtique' dlmamique, altenrative) ainsi qued'autres facteurs tels que la precision dans la fixation des charges exteriqres, le caracterapproximatifdes schdmas de calcul etdes fonnules, etc.fV- Normes ct Normalisetion :Ia normalisation est un facteur primordial pennttant d'assrrer une borme intrhangeabilitd, ce quia pour consdquences, rm gain dconomique en matidre pnemi&re, en outillage et en exploitation

    ngnneral. k systBme rnondial obdit arm rpnnes LS.O (Intsmationat Standardisation Organisation), cequi pennef, une bonne collabration entre les pays membres. Ia normalisation cllwre la gnmme desmetarx ri utiliser, les cdtcs normales, les calibrw de tol6.rances, le$ fornrats de dessinq efc.V- Economie :Lors de la concegion d'une maching on doit tenir compte du faceur conomie qui dpen{ enpreinier liert du rendement ct de la duxabititd de la machine et dr cofitde maintnance et nfio autrGson sflrio &rant la durds de vie. On sherche i :

    - Augmcnter la capacitd de prodrrtivitd et Ctffidr sa ganme d'opdrations ;- Diminuer les ddpenses de service en diminuant la consommation d'nergie et le cofr de

    sereic et de reparation ;- Automatiser la machine, si c'est possible, et augmenter la qualitC du produit ;- Assurer laversatilitd de lamachine ;- Asswer la rigidie de la machine sans augmentr le poids ;- Utiliser des ldments rsilients pour rCsister arm effets cycliques ;- Prevcnir la surchargo de la uachine en servim.

    vr- rhbilirf :I^a fiabilitd s'intCresse i tout ce qu'il fant faire pour qu'un pod 't fonctionne sans ddfaillance, ouavec une fi{quence de ddfaillance suffisamment fuible poff're acceptable dans I'usage prfu& Lebut de la fiabilit est de garantir au slient m usage prfuu au cott total minimal pendant la Sriodespecifiee, darts dcs eonditions d'enfretien et de rparation prcises.Pourdvaluer la fiabilite d'un produiL il est nfusairs de savoirconrment il dsviat&faillantdans letemps.Exemple:Considrons un lot de No:200 larnpes plases sur un banc d'cssai. Toutes les lm heures, on rotele nombre N(t) de lampes qui fonctionnent encore. Pour cbaque dure de fonctionnement L oncalcule la fiabilitd R(t) du lot de lampes essaydes :R{t) : N(t) I No et oa trace la corxte correspondante (Frg.l.l).

    futoduft : Canstnctdan flLicani4te lE;weigoant : futr 9{afa6 afr

  • Ilurde d'ssalh

    Nombre dccurrivanb rirbilitd

    0 7W 1.000100 190 0,950200 188. 0,940300 18? 0.935,100 186 0"9305{m 184 0"920@ 180 0,gm7W t62 0,810800 99 0,495900 46 0-230l0m 18 0,090It00 6 0.030rzffi 0 0,000

    Fiabilit6 R(t)

    1.2

    1

    0.8

    r.o'60.4

    0.2

    0

    --r- Fiabilite Rft)

    F(4,rof\(D=pDurde d'essai (hl

    grlo{ufr : Constructbn iltamiqae ltu sei&rront : futr g{afaL afr