République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de Formation et de l’enseignement professionnel et de l’Apprenti...
Dieu merci
Je remercie Dieu, le tout puissant, pour m’avoir donné la
santé, le courage, la patience, la volonté et la forc...
Remerciements
Au terme de ce travail, je tiens vivement à exprimer mes
sincères reconnaissances à ma promotrice Mme
S.BEND...
Dédicaces
Je dédie ce modeste travail à tous ceux qui sont chers à mon égard
A celui m’inspiré toujours son courage, tolér...
Sommaire
Liste des figures...................................................................................................
Chapitre II : Exploitation de la machine
INTRODUCTION........................................................................
III.1.4.1.3 Les différents types de démarrage des moteurs asynchrones..............................................42
III....
III.4 PARTIE AUTOMATE..................................................................................................81
...
IV.4 Etude du decalage de la chaine opercule..........................................................................93
C...
VI.3.1 Protection contre l’incendie .........................................................................................
I
Liste des figures
Figure I.1 : Danone dans le monde --------------------------------------------------------------------...
II
Figure III.15 : contacteur -----------------------------------------------------------------------------------49
Figure...
III
Figure III.48 : distributeurs---------------------------------------------------------------------------------78
Figur...
IV
Liste des tableaux
Tableau II.1 : nomenclature de la machine..............................................................
V
Liste des abréviations
W: puissance (watt)
U: tension (volt)
I : intensité (ampère)
Ωs : vitesse de rotation du champ to...
VI
N 4x6 R : Dénomination du tuyau
 N : couleur du tuyau
 4x6 : Diamètre du tuyau
 R : couleur de la bague
P13 y 201 : ...
Introduction
Générale
1
Introduction générale
En plus de la science qui étudie les phénomènes électriques et les lois qui s'y
rapportent, le ter...
Chapitre I
Présentation de l’entreprise
DANONE
CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE
2
I.1 Historique
l’entreprise des frères Batouche a démarrée d’abord à Ighz...
CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE
3
Pour faire face aux exigences de l’heure, la famille BATOUCHE a modernisé...
CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE
4
 A une dizaine de mètres de la voie ferrée.
 A 60 km de BEJAIA chef-lie...
CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE
5
I.5 Plan du site
Figure I.2 : plan du site [1]
CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE
6
I.6 Organigramme de l’entreprise DANONE
CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE
7
I.7 Processus de production de l’entreprise
La production s’effectue sur ...
CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE
8
1.7.4 Refroidissement
L’entreprise possède deux refroidisseurs de débit d...
CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE
9
1.7.8 Stockage
C’est le stockage du produit dans les chambres froides.
I....
Chapitre II
Exploitation de la machine
CHAPITRE II Exploitation de la machine
10
II.1 Introduction
Une machine est un ensemble de pièces ou organes liés entre eu...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
11
II.2 Nomenclature de la machine
Repère Désignation
1 Bobine dérouleur plastique
...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
12
- La bobine opercule sera déroulée d’une façon que le tirage fait avancer les po...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
13
- Un système de déroulage du film
Figure II.2 : dérouleur plastique
Nomenclature...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
14
II.5.2 Le tirage
Rôle : transférer la bande plastique de l’entrée machine vers l...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
15
Le fonctionnement
Le servomoteur donne un mouvement discontinu de rotation aux ...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
16
II.5.3 le chauffage
Rôle: amener la bonde plastique à sa température de thermofo...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
17
Figure II.5 : système de décoration [3]
II.5.5 Le formage
Rôle : étirer le plast...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
18
Le fonctionnement
 La presse est ouverte.
 La presse est fermée, le plastique...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
19
Figure II.7 : Doseur [2]
Nomenclature du doseur
Repère Désignation
1 Sonde capac...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
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Fonctionnement du doseur au travail
 Descente de la tête de dosage.
 Les pist...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
21
II.5.8 Marquage et encrage
Rôle : ce système permet le marquage de la date sur l...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
22
Figure II.11 : Marquage
Figure II.12 : Position repos
II.5.9 Soudage
Rôle : soud...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
23
Description : l’outil comprend :
Partie haute :
 Deux vérins de soudure active...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
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Figure II.13 : Vus de face d’une presse de découpe
Fonctionnement
Le mouvement ...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
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Figure II.14 Tirage en coupe déchets
II.5.12 Tapis de sortie
Rôle : évacuer les ...
CHAPITRE II Exploitation de la machine
26
II.6 Croquis de cheminement du produit
II.8 Conclusion
Ce chapitre nous a permis...
Chapitre III
Etude technologique
Partie Electrique
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
27
III.1 PARTIE ELECTRIQUE
Introduction
L’utilisation de l’énergie él...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
28
III.1.1 Nomenclature des organes électriques
Symbole Désignation
M...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
29
III.1.2 Schéma électrique de puissance du moteur dérouleur opercul...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
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III.1.3 Schéma électrique du moteur mise au pas opercule
Figure II...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
31
 Module AB25 (armoire automate)
 Module EB9 (armoire automate)
...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
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Principe de fonctionnement du moteur mise au pas opercule
 Disj....
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
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III.1.4 Etude technologique des organes électriques
III.1.4.1 Les ...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
34
Synchronisme
Le champ tournant du stator accroche le champ induct...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
35
Avantages
 La machine synchrone est plus facile à réaliser et plu...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
36
 Le rotor tourne une fréquence de rotation n légèrement
inférieur...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
37
Les types des moteurs asynchrones triphasés [15]
On distingue 2 c...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
38
Figure III.7 : moteur asynchrone (rotor en cage d’écureuil)
Plaque...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
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 Tensions : (230v/400v) → la première indique la valeur nominale ...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
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Exemples
Réseau Moteur 127 V/230 V Moteur 230 V / 400 V Moteur 400...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
41
Pertes magnétiques : pfs = Constante
Puissance transmise au rotor ...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
42
III.1.4.1.3 Les différents types de démarrage des moteurs asynchro...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
43
III.1.4.1.4 Structure générale d’un moteur DFY avec frein et boite...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
44
A la coupure de courant, la bobine de freinage est désexcitée ce q...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
45
sous tension, les ressorts déterminent le coup de freinage, en pla...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
46
 généralement en lumière infrarouge invisible, indépendante des c...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
47
du convertisseur statique. La commande éloignée s’intéresse quant ...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
48
Le rôle d’un transformateur est en général, de modifier la valeur ...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
49
Rendement
 
Putilisée
Pabsorbée

P2
P1

P2
P2  Pfer  PJ
Ou ...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
50
Symbole
Choix d’un contacteur
 Tension du réseau
 Nature du cour...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
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Choix d'un sectionneur
 Nombre de pôles
 Courant d'emploi taille...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
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Le rôle du disjoncteur
Il assure la protection des conducteurs et ...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
53
Caractéristiques principales [15]
 Caractéristiques de la bobine
...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
54
Les différents types de relais
Relais électromagnétique
Constituti...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
55
 Un relais est donc caractérisé par sa bobine (tension d'alimenta...
Chapitre III : Etude technologique partie électrique
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Le relais est muni de contacts auxiliaires utilisés dans le circui...
Partie Mécanique
Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique
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III.2 PARTIE MECANIQUE
Introduction
La partie mecanique contient to...
Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique
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III.2.1 Etude technologique des composants mécaniques
III.2.1.1 Les...
Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique
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Differents types de roulements
Figure III.23 : différents types de ...
Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique
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III.2.1.2 Les engrenages
Definition
On appelle Engrenage un ensembl...
Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique
61
Inconvénients
 Nécessité d'un entraxe précis et constant.
 Niveau...
Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique
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Les engrenages gauches
Figure III.27 : engrenages gauches
III.2.1.3...
Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique
63
Principaux types de courroies
Courroies plates
Figure III.29 : cour...
Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique
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Inverseurs [19]
Conclusion
L’étude de la partie mécanique nous a pe...
Partie pneumatique
Chapitre III : Etude technologique Partie pneumatique
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III.3 Partie pneumatique
Introduction
Les systèmes automatisés qu...
Chapitre III : Etude technologique Partie pneumatique
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III.3.1 Nomenclature du circuit pneumatique
symbole Désignation
A...
Chapitre III : Etude technologique Partie pneumatique
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III.3.2 Schéma pneumatique Pré-étirage opercule
Figure III.32 : S...
Chapitre III : Etude technologique Partie pneumatique
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Désignation
N Tuyau noir : circuit air et vide
V Tuyau vert : cir...
Chapitre III : Etude technologique Partie pneumatique
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III.3.3 Etude technologique des composants
pneumatiques
III.3.3.1...
Chapitre III : Etude technologique Partie pneumatique
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Filtre avec séparateur d’eau [12]
L’air par nature est humide. Lo...
Chapitre III : Etude technologique Partie pneumatique
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Le régulateur de pression [13]
Le rôle de cet appareil est de mai...
Etude du décalage de la chaine opercule d'une conditionneuse de yaourt ERCA EF-480 Danone Djurdjura ALGERIE
Etude du décalage de la chaine opercule d'une conditionneuse de yaourt ERCA EF-480 Danone Djurdjura ALGERIE
Etude du décalage de la chaine opercule d'une conditionneuse de yaourt ERCA EF-480 Danone Djurdjura ALGERIE
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Etude du décalage de la chaine opercule d'une conditionneuse de yaourt ERCA EF-480 Danone Djurdjura ALGERIE
Etude du décalage de la chaine opercule d'une conditionneuse de yaourt ERCA EF-480 Danone Djurdjura ALGERIE
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Etude du décalage de la chaine opercule d'une conditionneuse de yaourt ERCA EF-480 Danone Djurdjura ALGERIE

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mémoire de fin d’étude , en vue de l'obtention du diplôme BTS électrotechnique THÈME : Étude du décalage de la chaine opercule d'une conditionneuse de yaourt ERCA EF-480 Danone Djurdjura ALGÉRIE

Publié dans : Ingénierie
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Etude du décalage de la chaine opercule d'une conditionneuse de yaourt ERCA EF-480 Danone Djurdjura ALGERIE

  1. 1. République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de Formation et de l’enseignement professionnel et de l’Apprentissage Institut National Spécialisé de la Formation Professionnelle et de Gestion Bejaia Section Conventionnée avec le Centre de Formation Professionnelle et de l’Apprentissage d’Akbou Féminin Mémoire de fin de formation EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME BTS ELECTROTECHNIQUE Thème Etude du décalage de la chaine opercule d’une conditionneuse de yaourt ERCA EF-480 Danone Djurdjura ALGERIE Réalisé par Encadré par  IGHESSANEN Sofiane Mme : Bendaoud.S Mr : Djeroud.R Promotion 2012/ 2015
  2. 2. Dieu merci Je remercie Dieu, le tout puissant, pour m’avoir donné la santé, le courage, la patience, la volonté et la force nécessaire, pour affronter toutes les difficultés et les obstacles, qui se sont hissés travers de mon chemin, durant toutes mes années d’études. 
  3. 3. Remerciements Au terme de ce travail, je tiens vivement à exprimer mes sincères reconnaissances à ma promotrice Mme S.BENDAOUD pour son aide et orientation tout au long de ma formation. Je tiens à exprimer mes plus vifs remerciements à mon encadreur Mr DJEROUD.R et à tous les techniciens de l’entreprise Danone en particulier MOURAD, YACINE, IDIR, SALIM qui m’ont guidé tout au long de mon travail. Je remercie tous les enseignants de la section électrotechnique en particulier Mr Lahbiben Rabah et tous les enseignants du CFPA féminin Je remercie les jurys d’avoir accepté de juger mon modeste travail. Que tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de ce travail trouvent ici l’expression de mes remerciements les plus distinguées I. Sofiane
  4. 4. Dédicaces Je dédie ce modeste travail à tous ceux qui sont chers à mon égard A celui m’inspiré toujours son courage, tolérance et noblesse ainsi que ses sacrifices et sa patience, mon chère père, que j’espère qu’il sera toujours fier de moi. A celle qui m’a appris le sens de la patience et celle qui n’a jamais cessé de donner de l’aide à chaque fois que j’en ai besoin, ma chère mère A la mémoire de mes grands parents A mes frères A mes sœurs et leurs maris A mon petit neveu Fares et mes nièce Vanessa et Farah A toute la famille IGHESSANEN A tous mes amis en particulier Imane, a tous ceux que j’ai connu à l’université de Bejaia en particulier Chérif, Kaci, Lyes, chaqu’un son nom. A mes chers amis de la section Electrotechnique sans exception et à tous mes profs et tous les personnels du CFPA Akbou Féminin A tous ceux que j’aime et tous ceux qui m’aiment I. Sofiane
  5. 5. Sommaire Liste des figures...........................................................................................................................I Liste des tableaux .....................................................................................................................IV Liste des abriviations.................................................................................................................V INTRODUCTION GENERALE................................................................................................1 Chapitre I : Présentation de l’entreprise DANONE I.1 Historique..............................................................................................................................2 I.2 Laiterie DJURDJURA ..........................................................................................................2 I.3 DANONE dans le monde .....................................................................................................3 I.4 Situation geographique .........................................................................................................3 I.4.1 Lieu et entourage de DANONE DJURDJURA ALGERIE :.....................................................3 I.4.2 Partage de la superficie .............................................................................................................4 I.5 Plan du site ...........................................................................................................................5 I.6 Organigramme de l’entreprise DANONE.............................................................................6 I.7 Processus de production de l’entreprise................................................................................7 I.7.1 Poudrage...................................................................................................................................7 I.7.2 Pasteurisation ...........................................................................................................................7 I.7.3 Maturation ................................................................................................................................7 I.7.4 Refroidissement ........................................................................................................................8 I.7.5 Séparation ................................................................................................................................8 I.7.6 Stérilisation ..............................................................................................................................8 I.7.7 Conditionnement.......................................................................................................................8 I.7.8 Stockage ...................................................................................................................................9 I.8 La production ........................................................................................................................9 I.9 Quelque differents produit de DANONE DJURDJURA......................................................9
  6. 6. Chapitre II : Exploitation de la machine INTRODUCTION....................................................................................................................10 II.2 Nomenclature de la machine..............................................................................................11 II.3 Fonctionnement de la machine (EF 480)...........................................................................11 II.4 Emplacement de la machine dans l’atelier.........................................................................12 II.5 Les operations effectuees par la machine ..........................................................................12 II.5.1 Déroulement plastique...........................................................................................................12 II.5.2 Le tirage................................................................................................................................14 II.5.3 le chauffage ..........................................................................................................................16 II.5.4 Partie décore.........................................................................................................................16 II.5.5 Le formage ...........................................................................................................................17 II.5.6 Dosage..................................................................................................................................18 II.5.7 Déroulement bobine opercule...............................................................................................20 II.5.8 Marquage et encrage.............................................................................................................21 II.5.9 Soudage ...............................................................................................................................22 II.5.10 Découpage et prés découpage.............................................................................................23 II.5.11 Tirage en coupe déchets......................................................................................................24 II.5.12 Tapis de sortie ..............................................................................................................................25 II.6 Croquis de cheminement du produit.................................................................................26 CONCLUSION ........................................................................................................................26 Chapitre III: Etude technologique III.1 PARTIE ELECTRIQUE...............................................................................................27 INTRODUCTION....................................................................................................................27 III.1.1 Nomenclature des organes electriques .........................................................................28 III.1.2 Schema electrique de puissance du moteur derouleur..................................................29 III.1.3 Schema electrique du moteur mise au pas opercule....................................................30 III.1.4 Etude technologique des organes electriques ...............................................................33 III.1.4.1 Les équipements électriques......................................................................................................33 III.1.4.1.1 Les machines synchrones triphasées .................................................................................33 III.1.4.1.2 Moteur Asynchrone triphasé ............................................................................................35
  7. 7. III.1.4.1.3 Les différents types de démarrage des moteurs asynchrones..............................................42 III.1.4.1.4 Structure générale d’un moteur DFY avec frein et boite à bornes ......................................43 III.1.4.1.5 Détecteurs de contrastes KT 2/KT 5 (cellule photoélectrique) ...........................................45 III.1.4.1.6 Variateur de vitesse...........................................................................................................46 III.1.4.1.7 Les transformateurs ..........................................................................................................47 III.1.4.2 Les appareils de commande .....................................................................................................49 III.1.4.2.1 Le contacteur....................................................................................................................49 III.1.4.2.2 Le sectionneur ..................................................................................................................50 III.1.4.3 Les appareils de protection........................................................................................................51 III.1.4.3.1 Le disjoncteur...................................................................................................................51 III.1.4.3.2 Les relais ..........................................................................................................................52 CONCLUSION ........................................................................................................................56 III.2 PARTIE MECANIQUE................................................................................................57 INTRODUCTION....................................................................................................................57 III.2.1 Etude technologique des composants mecaniques ........................................................58 III.2.1.1 Les roulements .................................................................................................................58 III.2.1.2 Les engrenages ..................................................................................................................60 III.2.1.3 Poulies-courroies........................................................................................................................62 CONCLUSION ........................................................................................................................64 III.3 PARTIE PNEUMATIQUE...........................................................................................65 INTRODUCTION....................................................................................................................65 III.3.1 Nomenclature du circuit pneumatique...........................................................................66 III.3.2 Schema pneumatique pre-etirage opercule....................................................................67 III.3.3 Etude technologique des composants pneumatiques.....................................................69 III.3.3.1 Le groupe de conditionnement de l’air ..............................................................................69 III.3.3.2 Le manomètre....................................................................................................................73 III.3.3.3 Les silencieux....................................................................................................................73 III.3.3.4 Réducteur de débit unidirectionnel....................................................................................74 III.3.3.5 Les actionneurs..........................................................................................................................75 III.3.3.5.1 Vérin pneumatique............................................................................................................75 III.3.3.6 Préactionneur ..............................................................................................................................78 III.3.3.6.1 Les distributeurs ...............................................................................................................78 CONCLUSION ........................................................................................................................80
  8. 8. III.4 PARTIE AUTOMATE..................................................................................................81 INTRODUCTION....................................................................................................................81 III.4.1 But de l’automatisation..................................................................................................81 III.4.2 Structure d’un automate.................................................................................................81 III.4.3 Les systemes automatises..............................................................................................82 III.4.3.1 La partie commande...................................................................................................................82 III.4.3.1.1 Structure de la partie commande .......................................................................................82 III.4.4 Les automates programmables industriels (API)...........................................................83 III.4.4.1 Définition ..........................................................................................................................83 III.4.4.2 Situation de l’automate dans un SAP ................................................................................83 III.4.4.3 Rôle d’un automate dans un SAP (Système Automatisé de production) ...........................83 III.4.4.4 Les avantages de l’API.....................................................................................................84 III.4.4.5 Les inconvénients de l’API ...............................................................................................84 III.4.4.6 Le choix d’un API......................................................................................................................84 III.4.5 Structure externe de l’API dans la machine EF-480 .....................................................85 III.4.5.1 Vue d’ensemble du S7-400 ...............................................................................................85 III.4.5.2 Caractéristiques du S7-400................................................................................................85 III.4.5.3 Structure interne du S7-400 SIEMENS....................................................................................86 CONCLUSION ........................................................................................................................86 Chapitre IV: Etude du décalage de la chaine opercule IV.1 Problematique...................................................................................................................87 IV.2 Principe de fonctionnement de la chaine opercule ..........................................................87 IV.3 Passage du film opercule..................................................................................................87 IV.3.1 Description du passage du film opercule..............................................................................87 IV.4 Procedure pour le bon fonctionnement de la chaine opercule..........................................89 IV.4.1 La cellule photoélectrique ....................................................................................................89 IV.4.1.1 Fonctionnement...........................................................................................................................89 IV.4.1.2 Position de la cellule par rapport au film couvercle......................................................................90 IV.4.1.2 Réglage de la sensibilité de la cellule...........................................................................................90 IV.4.2 Réglage du pas mécanique du couvercle..............................................................................92
  9. 9. IV.4 Etude du decalage de la chaine opercule..........................................................................93 CONCLUSION ........................................................................................................................94 Chapitre V: Maintenance INTRODUCTION....................................................................................................................95 V.1 Definition de la maintenance.............................................................................................95 V.2 Fonction de la maintenance ...............................................................................................95 V.3 Types de maintenance........................................................................................................96 V.3.1 Maintenance préventive.........................................................................................................96 V.3.2 Maintenance corrective.................................................................................................................97 V.4 Organigramme de la maintenance ....................................................................................98 V.5 Les operations de la maintenance.....................................................................................98 V.6 Niveaux de maintenance...................................................................................................99 V.7 Presentation de la maintenance au sein de DANONE....................................................100 V.8 Les fonctions de la maintenance au sein de la DDA .......................................................101 V.8.1 La fonction méthode............................................................................................................101 V.8.2 La fonction exécution et réalisation.....................................................................................101 V.8.3 Magasin .........................................................................................................................................101 V.9 Documentation machine ..................................................................................................102 V.10 Gestion de la maintenance assistee par ordinateur (GMAO) ........................................102 V.11 Les objectifs de la GMAO.............................................................................................103 V.12 Entretien de la machine .................................................................................................104 V.13 Maintenance de la chaine opercule................................................................................105 V.13.1 Problèmes au niveau du moteur.........................................................................................105 V.13.2 Problème au niveau du frein :...................................................................................................106 CONCLUSION ......................................................................................................................108 Chapitre VI : Hygiène et Sécurité INTRODUCION ....................................................................................................................109 VI.1 Definition de l’hygiene...................................................................................................109 VI.2 Industrie agroalimentaires..............................................................................................109 VI.3 Definition de la securite .................................................................................................111
  10. 10. VI.3.1 Protection contre l’incendie ...............................................................................................111 VI.3.2 Consigne d’incendie...................................................................................................................111 VI.4 La securite dans l’entreprise...........................................................................................112 VI.5 Les protections individuelles..........................................................................................113 VI.6 Consigne generale de securite pour machine-outil.........................................................113 VI.7 Signalisation et indication de danger..............................................................................114 VI.8 Panneau d’interdiction....................................................................................................114 VI.9 Organigramme de la fonction securite : ........................................................................115 CONCLUSION ......................................................................................................................115 CONCLUSION GENERALE ...............................................................................................116 BIBLIOGRAPHIE
  11. 11. I Liste des figures Figure I.1 : Danone dans le monde -------------------------------------------------------------------------3 Figure I.2 : plan du site----------------------------------------------------------------------------------------5 Figure I.3 : Les différents produits de Danone Djurdjura ----------------------------------------------9 Figure II.1 : Conditionneuse EF 480 Brassée 04-------------------------------------------------------10 Figure II.2 : dérouleur plastique---------------------------------------------------------------------------13 Figure II.3 : Mécanisme de tension chaine de tirage --------------------------------------------------14 Figure II.4 : Tirage bonde plastique ----------------------------------------------------------------------15 Figure II.5 : système de décoration ----------------------------------------------------------------------17 Figure II.6 : Cycle de formage-----------------------------------------------------------------------------17 Figure II.7 : Doseur ------------------------------------------------------------------------------------------19 Figure II.8 Passage film opercule -------------------------------------------------------------------------20 Figure II.9 : Encrage-----------------------------------------------------------------------------------------21 Figure II.10 : position repos--------------------------------------------------------------------------------21 Figure II.11 : Marquage-------------------------------------------------------------------------------------22 Figure II.12 : Position repos--------------------------------------------------------------------------------22 Figure II.13 : Vus de face d’une presse de découpe---------------------------------------------------24 Figure II.14 Tirage en coupe déchets---------------------------------------------------------------------25 Figure III.1 : Schéma électrique de puissance du moteur dérouleur opercule--------------------29 Figure III.2 : Schéma électrique du moteur mise au pas opercule ---------------------------------30 Figure III.3 : armoire électrique de la machine EF-480-----------------------------------------------32 Figure III.4 : le stator ----------------------------------------------------------------------------------------35 Figure III.5 : le rotor-----------------------------------------------------------------------------------------36 Figure III.6 : moteur asynchrone à rotor bobiné--------------------------------------------------------37 Figure III.7 : moteur asynchrone (rotor en cage d’écureuil) -----------------------------------------38 Figure III.8 : plaque signalétique du moteur triphasé -------------------------------------------------38 Figure III.9 : Structure générale du moteur DFY ------------------------------------------------------43 Figure III.10 vue en coupe d’un moteur-frein DFY --------------------------------------------------44 Figure III.11 : cellule photoélectrique--------------------------------------------------------------------45 Figure III.12 : variateur de vitesse ------------------------------------------------------------------------46 Figure III.13 : transformateur triphasé -------------------------------------------------------------------47 Figure III.14 : constitution d’un transformateur--------------------------------------------------------48
  12. 12. II Figure III.15 : contacteur -----------------------------------------------------------------------------------49 Figure III.16 : sectionneur----------------------------------------------------------------------------------50 Figure III.17 : disjoncteur-----------------------------------------------------------------------------------51 Figure III.18 : constitution d’un disjoncteur ------------------------------------------------------------52 Figure III.19 : relais------------------------------------------------------------------------------------------52 Figure III.20 : relais électromagnétique------------------------------------------------------------------54 Figure III.21 : relais thermique ----------------------------------------------------------------------------55 Figure III.22 : constitution d’un roulement -------------------------------------------------------------58 Figure III.23 : différents types de roulement------------------------------------------------------------59 Figure III.24 : Engrenages----------------------------------------------------------------------------------60 Figure III.25 :engrenage droits ----------------------------------------------------------------------------61 Figure III.26 : engrenages conique------------------------------------------------------------------------61 Figure III.27 : engrenages gauches -----------------------------------------------------------------------62 Figure III.28 : poulies-courroies---------------------------------------------------------------------------62 Figure III.29 : courroies plates-----------------------------------------------------------------------------63 Figure III.30 : courroies trapezoidales -------------------------------------------------------------------63 Figure III.31 : courroies crantées--------------------------------------------------------------------------63 Figure III.32 : Schéma pneumatique Pré-étirage opercule -------------------------------------------67 Figure III.33 : groupe de conditionnement de l’air ----------------------------------------------------69 Figure III.34 : filtre avec séparateur d’eau --------------------------------------------------------------70 Figure III.35 : fonctionnement du filtre------------------------------------------------------------------70 Figure III.36 : régulateur de pression---------------------------------------------------------------------71 Figure III.37 : fonctionnement du régulateur de pression --------------------------------------------72 Figure III.38 : lubrificateur---------------------------------------------------------------------------------72 Figure III.39 : fonctionnement du lubrificateur --------------------------------------------------------73 Figure III.40 : manomètre ----------------------------------------------------------------------------------73 Figure III.41 : Silencieux -----------------------------------------------------------------------------------73 Figure III.42 : réducteur de débit--------------------------------------------------------------------------74 Figure III.43. Vérin pneumatique -------------------------------------------------------------------------75 Figure III.44 : principe de fonctionnement d’un vérin ------------------------------------------------75 Figure III.45 : constitution d’un vérin--------------------------------------------------------------------76 Figure III.46 : vérin simple effet --------------------------------------------------------------------------77 Figure III.47 : vérin double effet --------------------------------------------------------------------------77
  13. 13. III Figure III.48 : distributeurs---------------------------------------------------------------------------------78 Figure III.49 : distributeur monostable-------------------------------------------------------------------80 Figure III.50 : distributeur bistable -----------------------------------------------------------------------80 Figure III.51 : structure de la partie commande d’un système automatisé -----------------------82 Figure III.52 : API type S7-400 ---------------------------------------------------------------------------85 Figure IV.1 : passage du film opercule ------------------------------------------------------------------87 Figure IV.2 : cellule photoélectrique ---------------------------------------------------------------------89 Figure IV.3 : le spot------------------------------------------------------------------------------------------90 Figure IV.4 : position de la cellule photoélectrique ---------------------------------------------------90 Figure IV.5 : réglage de la sensibilité de la cellule ----------------------------------------------------91 Figure IV.6 : réglage du pas couvercle-------------------------------------------------------------------92
  14. 14. IV Liste des tableaux Tableau II.1 : nomenclature de la machine...........................................................................11 Tableau II.2 : caractéristique technique................................................................................11 Tableau II.3 : nomenclature du dérouleur plastique .............................................................13 Tableau II.4 : nomenclature du doseur .................................................................................19 Tableau III.1 Nomenclature des organes électriques............................................................28 Tableau III.2 exemple de couplage des moteurs asynchrone ...............................................40 Tableau III.3 : Nomenclature du circuit pneumatique..........................................................66 Tableau III.4 représentation schématique des distributeurs..................................................79 Tableau IV.1 : étude du décalage du film opercule ..............................................................93 Tableau V.1 exemple des niveaux de maintenance ............................................................100 Tableau V.2 : entretien de la machine ................................................................................104 Tableau V.3 : maintenance de la chaine opercule (problème au niveau du moteur)..........105 Tableau V.4 : maintenance de la chaine opercule (problème au niveau du frein)..............106 Tableau VI.1 : les protections individuelles .......................................................................113 Tableau VI.2 : Consigne générale de sécurité pour machine-outil.....................................113
  15. 15. V Liste des abréviations W: puissance (watt) U: tension (volt) I : intensité (ampère) Ωs : vitesse de rotation du champ tournant ω: pulsation des courant alternatif (rad.S-1 ) p : nombre de paires de pôle f : fréquence des courants (Hz) Ns : vitesse de rotation du champ tournant (tr.s-1 ) G : glissement Cos φ : facteur de puissance ∆ : couplage triangle Y : couplage Etoile Pa : Puissance absorbée Pjs : Pertes par effet Joule au stator Ptr : Puissance transmise au rotor Pfs : Pertes magnétiques Pjr : Pertes par effet Joule au rotor Pem : Puissance électromagnétique Pméc : Pertes mécaniques Tu : couple utile Pu : puissance utile (w) η : rendement du moteur MLI : modulation de largeur d’impulsion
  16. 16. VI N 4x6 R : Dénomination du tuyau  N : couleur du tuyau  4x6 : Diamètre du tuyau  R : couleur de la bague P13 y 201 : Dénomination du composant  P13 : numéro du fulio  Y : nature du composant  201 : numéro du composant F : la force développée exprimée en newtons. P : est la pression exprimée en pascals S : est la surface d'application de la pression exprimée en mètres carrés, API : Automates Programmables Industriels SAP : Système Automatisé de production E/S : entrées/sorties GMAO : Gestion de la maintenance assistée par ordinateur
  17. 17. Introduction Générale
  18. 18. 1 Introduction générale En plus de la science qui étudie les phénomènes électriques et les lois qui s'y rapportent, le terme d'électrotechnique peut être compris dans une acceptation récente signifiant : Utilisation technique de l'électricité, soit en tant que support d'énergie, soit en tant que support d'information. L'électrotechnique est d'un développement relativement récent puisqu'elle remonte au milieu du XIXe siècle. De nos jours, ce développement est extrêmement rapide et conditionne de nombreux secteurs de l'activité humaine. Il faut reconnaître que peu de domaines ont été aussi fertiles en réalisations en ayant autant d'influence sur l'économie des pays et le comportement social des individus. Dans le cadre de notre formation au CFPA Féminin, on a pu finaliser notre formation de 30 mois en Electrotechnique par un stage d’une durée de six mois, ou nous avons confronté l’enseignement théorique et pratique que nous avons reçu tout au long de cette formation. Notre stage pratique c’est dérouler au sein de l’entreprise DANONE DJURDJURA que nous aborderons plus en détail par la suite à travers la présentation de l’organisme d’accueil La mission qui nous a été confié au sein de l’entreprise est d’étudier le système de la chaine opercule dans une conditionneuse de yaourt Brassée EF-480, ce travail consiste à étudier toutes les parties du système et d’étudier le décalage qui pourra perturber le fonctionnement de ce dernier. Pour le mener à bien on l’a reparti en six chapitres. Dans le premier, nous allons représenter l’organisme d’accueil Danone Djurdjura qui est l’une des 1ere entreprises la plus reconnu au niveau international. La présentation de la machine EF-480 brassée 04 est l’étude de toutes les parties qu’elle contient sera établie dans le deuxième chapitre exploitation. L’objet du 3eme chapitre est l’étude technologique complète de notre système de chaine opercule ou l’on trouve 4 partie qui sont : partie électrique, mécanique, pneumatique et la partie automate. Le 4eme chapitre consistera à étudier le décalage de la chaine opercule et de donner son bon fonctionnement. Le cinquième chapitre sera consacré à la partie maintenance ou on va aborder les méthodes de la maintenance pour notre machine et notre système de chaine opercule en particulier. Le dernier chapitre a pour objet de donner un aperçu sur l’hygiène et la sécurité de l’entreprise DANONE DJURDJUA afin d’éviter tout accident pendant le travail. Et en fin on termine le mémoire par une conclusion générale.
  19. 19. Chapitre I Présentation de l’entreprise DANONE
  20. 20. CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE 2 I.1 Historique l’entreprise des frères Batouche a démarrée d’abord à Ighzer Amokrane en 1984 avec la création d’une petite unité de fabrication de 1000 pots de yaourt par heure sous le nom Djurdjura pour passer en 1986 a 4000 pots/heure après l’acquisition d’une conditionneuse thermo formeuse. En 1988 l’entreprise se voit dotée d’un atelier de fabrication du fromage fondu et camembert, et c’est en 1991 que fut l’acquisition d’une ligne de production de crème dessert. En 1993, une nouvelle conditionneuse est arrivée avec une capacité de production de 9000p/h .Deux ans plus tard, l’entreprise Djurdjura augmente sa production suite à l’acquisition de 2 conditionneuses 12000p/h et 5000p/h et une remplisseuse de 7000p/h. En 1998 profitant de la création de la zone industrielle d’Akbou, le groupe Batouche inaugure sa nouvelle unité. En 2001, le leader mondial des produits laitiers frais (groupe Danone) a conclu un accord de partenariat avec la laiterie Djurdjura, leader du marché algérien des produits laitiers frais (Plf), prenant une participation de 51% dans la société (DANONE DJURDJURA ALGERIE) avec un capital de 2 700 000 000DA. Apres l’année 2001 consacrée a rénové le site d’Akbou et à mettre en place des outils industriels nécessaire à l’extension future, la marque DANONE a été lancée en Août 2002. [1] I.2 Laiterie DJURDJURA La laiterie Djurdjura a connu des évolutions depuis sa création en 1984 c’est dans cette même année que mûrit dans l’esprit du la famille BATOUCHE l’idée de création d’une petite unité de fabrication de yaourt dans la région d’IGHZER AMOUKRANE avec des moyens très restreints (une remplisseuse de pots préformés d’une capacité de 1000 pots/heure).
  21. 21. CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE 3 Pour faire face aux exigences de l’heure, la famille BATOUCHE a modernisé l’équipement de l’unité, avec des efforts de travail, l’unité a réussi à acquérir en 1986 une conditionneuse thermo-formeuse d’une capacité de 4000 pots/heure. Profitant de la création de la zone d’activité industrielle d’AKBOU, le groupe BATOUCHE installe sa nouvelle unité en 1996 puis une deuxième en 1999. Partenariat (DANONE DJURJURA ALGERIE SPA) La rentrée du groupe DANONE en Algérie en octobre 2001 était le fruit de l’accord conclu avec la laiterie DJURDJURA, premier producteur en Algérie avec une participation de 51% au début, dans la société DANONE DJURDJURA ALGERIE SPA. [1] I.3 DANONE DANS LE MONDE Figure I.1 : Danone dans le monde I.4 Situation géographique I.4.1 Lieu et entourage de DANONE DJURDJURA ALGERIE Dans la zone industrielle (TAHARACHTE) avec les 60 unités de production agroalimentaire.  A deux km de la ville d’AKBOU.
  22. 22. CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE 4  A une dizaine de mètres de la voie ferrée.  A 60 km de BEJAIA chef-lieu de la région et pôle économique important en Algérie dotée d’un port trafique et un aéroport international.  A 180 km à l’est de la capitale d’Alger. I.4.2 Partage de la superficie à 33864,10m²  Une salle de stockage de matière première de 2737m².  Une chambre froide pour stockage du produit fini 1152 m².  Un magasin de pièce de rechange de 315,5 m²  Deux ateliers de productions et d’un atelier de préparations de yaourt.  Atelier de maintenance.
  23. 23. CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE 5 I.5 Plan du site Figure I.2 : plan du site [1]
  24. 24. CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE 6 I.6 Organigramme de l’entreprise DANONE
  25. 25. CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE 7 I.7 Processus de production de l’entreprise La production s’effectue sur des chaînes de production où les produits passent par une succession d’opérations bien définies. Parmi ces opérations, certaines sont communes pour certains produits. Les opérations sont définies comme suit poudrage Pasteurisation Maturation Refroidissement Conditionnement Stérilisation Séparation 1.7.1 Poudrage L’entreprise possède deux lignes de poudrage de capacité de 7142 et 6111 litres par heure. Le poudrage est la première étape avec laquelle commence le processus de production de chaque produit, elle est commune pour tous les produits (lait, sucre, eau). 1.7.2 Pasteurisation L’entreprise possède deux lignes de pasteurisation de débit de 15000 litres par heure, La pasteurisation est la deuxième étape dans le processus de fabrication. Tous les produits passent par cette étape sauf le produit Dannette. Cette étape consiste à rendre le produit saint en éliminant les micro-organismes, à une température de 92°c. C’est dans cette étape que s’effectue l’injection de la matière grasse et l’homogénéisation du produit. 1.7.3 Maturation L’entreprise possède deux lignes de maturation de capacité de 2155 et 711 litres par heure, La maturation est l’opération qui suit la pasteurisation. Cette durée, après fermentation, est nécessaire pour l’activation bactérienne.
  26. 26. CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE 8 1.7.4 Refroidissement L’entreprise possède deux refroidisseurs de débit de 10 000 litres par heure, Le refroidissement est l’étape qui suit la maturation pour fruix, Danup et succède l’étape de séparation pour Gervais. Ce procédé est conçu pour arrêter l’activité bactérienne. 1.7.5 Séparation Seules les pâtes fraîches passent par cette opération au moyen d’un séparateur. C’est un procédé de traitement du lait destiné à la séparation du sérum du lait avec le caillé. 1.7.6 Stérilisation Les crèmes dessert passent par cette opération juste après l’étape de poudrage à travers un stérilisateur de débit de 3000 litres par heure ; la stérilisation est le traitement thermique pour les desserts à une température de 130°c. 1.7.7 Conditionnement C’est la phase finale dans la production. Le conditionnement est la mise en bouteilles et pots du produit fini. Il existe plusieurs machines de conditionnement dont elles sont divisées par deux ateliers de production :  Une ligne de conditionnement de pots de fruix de capacité de 38 000 pots par heure.  Deux lignes de conditionnement de pots de yaourt aromatisé de capacité de 36 000 pots par heure.  Une ligne de conditionnement de pots de yaourt aromatisé de capacité de 43 200 pots par heure.  Une ligne de conditionnement de pots de PGF de capacité de 12 000 pots par heure.  Une ligne de conditionnement de pots Dannette de capacité de 12 000 pots par heure.  Une ligne de conditionnement de bouteilles de dan’ up de capacité de 8500 bouteilles par heure.  Une ligne de conditionnement de bouteilles d’activia à boire de capacité de 5000 bouteille par heure.  Une ligne de conditionnement de bouteilles de Danao de capacité de 5625 bouteilles par heure. [1]
  27. 27. CHAPITRE I Présentation de l’entreprise DANONE 9 1.7.8 Stockage C’est le stockage du produit dans les chambres froides. I.8 La production [1] L’unité Danone Djurdjura Algérie produit 350 à 400 TONNE/JOUR et ses différents produits sont :  Yaourt ferme traditionnel  Yaourt yaoumi  Bioactivia aromatisé  Yaourt à boire (lait fraise)  Crème dessert (Dannette).  Brassé aromatisée  Yaourt à boire Dan’ up.  Jus (Danao).  Petit Gervais nature.  Petit Gervais aux fruits.  Yaourt à boire Activia I.9 Quelque différents produit de DANONE DJURDJURA Figure I.3 : Les différents produits de Danone Djurdjura
  28. 28. Chapitre II Exploitation de la machine
  29. 29. CHAPITRE II Exploitation de la machine 10 II.1 Introduction Une machine est un ensemble de pièces ou organes liés entre eux, dont au moins un est mobile, réunis de façon solidaire en vue d’une application définie, notamment pour la transformation, le traitement, le déplacement, et le conditionnement d’un matériau. Pour cela ce chapitre est consacré à explorer la machine qui est une conditionneuse de brassée type (EF- 480) dont on va exposer la constitution de ses différentes parties, et leur fonctionnement. Figure II.1 : Conditionneuse EF 480 Brassée 04 [2]
  30. 30. CHAPITRE II Exploitation de la machine 11 II.2 Nomenclature de la machine Repère Désignation 1 Bobine dérouleur plastique 2 Chaine de tirage 3 Boite de chauffe 4 Presse de formage 5 Système de décoration 6 Doseur DPM 7 Presse de soudure 8 Bobine opercule 9 Système de datage 10 Presse de découpe 11 Tapis de sortie 12 Ensemble de flux laminaire Tableau II.1 : nomenclature de la machine Caractéristique techniques  Spécification Type de machine EF-480 S DECOR Année de construction 2003 Numéro de modèle 40302  Alimentation électrique : Tension 380 v triphasé Fréquence 50 -60 Hz Puissance installé 80 KVA Intensité 115 Ampère  Air comprimé Pression 6-8 bars Débit 260 N m3 /h  Alimentation hydraulique (eau) : Débit 1,8 m3 /h Pression 2 à 4 bars Tableau II.2 : caractéristique technique II.3 Fonctionnement de la machine (EF 480) La bobine plastique est transférée vers les différents outillages à l’aide des chaines de tirage. - Après la stérilisation de la bonde plastique par l’aspirateur ionisateur, elle passe par une boite de chauffe pour l’amener à sa température de thermoformage (130-150 °C) ensuite la bonde chauffée s’introduit à la presse de formage, les pots formés seront remplis par le doseur.
  31. 31. CHAPITRE II Exploitation de la machine 12 - La bobine opercule sera déroulée d’une façon que le tirage fait avancer les pots et l’opercule au même temps. Pour assurer une bonne opération de soudage et ça après le marquage et encrage (datage) de l’opercule, puis la presse de découpe à l’aide des couteaux assurent le découpage les prés découpage des pots. - Enfin les pots découpés sont dégagés vers la sortie pour finir sur le tapis de sortie. [2] II.4 Emplacement de la machine dans l’atelier II.5 Les opérations effectuées par la machine II.5.1 Déroulement plastique Rôle : permettre le positionnement de la bobine et le déroulage du film plastique Description : le système d’introduction comporte : - Un système porte bobine.
  32. 32. CHAPITRE II Exploitation de la machine 13 - Un système de déroulage du film Figure II.2 : dérouleur plastique Nomenclature du dérouleur plastique : Repère Désignation 1 Bobine bonde de plastique 2 Chariot porte rouleau plastique 3 Volant de verrouillage 4 Centreur 5 Flasque d’entrée machine 6 Pantin dérouleur 7 Roue de tension des chaines Tableau II.3 : nomenclature du dérouleur plastique Fonctionnement : la bobine plastique est déplacée sur un chariot (2) mis en position par un système de centrage et maintenue à l’aide du volant de blocage.
  33. 33. CHAPITRE II Exploitation de la machine 14 II.5.2 Le tirage Rôle : transférer la bande plastique de l’entrée machine vers les différents outillage. Description : l’ensemble de transfert de la bonde plastique comporte :  Deux chaines munies de pinces assurent la prise et la traction de la bonde plastique.  Des guides chaines, supérieur intermédiaire intérieur maintenant et guidant les chaines dans leur déplacement.  Un servomoteur commandant les roues de tirage des chaines.  Un collecteur d’alimentation (courant continu) des bobines des roues de tirage.  Deux roues de traction à embrayage magnétique.  Deux roues de détoure.  Deux rampes d’ouverture des pinces pour assurer la prise de la bonde plastique à l’entrée.  Deux rompe d’ouverture des pinces pour libérer la bonde plastique. [2] Figure II.3 : Mécanisme de tension chaine de tirage
  34. 34. CHAPITRE II Exploitation de la machine 15 Le fonctionnement Le servomoteur donne un mouvement discontinu de rotation aux roues de tirage. Ce mouvement est transmis aux chaines par l’intermédiaire des roues de tirage magnétique (traction par embrayage magnétique). Au fur à mesure de l’avancement des chaines, les pinces passant sur les rampes sont contraintes à l’ouverture. A l’entrée en quittant ces rampes, les pinces se referment sur la bonde plastique et par pincement l’entrainent sous les différent s outils, (boite de chauffe, formage, soudure, découpe). En sortie, les rampes de sortie forcent les pinces à l’ouverture libérant la bonde latérale (déchets). [2] Figure II.4 :Tirage bonde plastique La bonde plastique est stérilisée par l’aspirateur de tout corps étrangers (poussière…) avant le chauffage.
  35. 35. CHAPITRE II Exploitation de la machine 16 II.5.3 le chauffage Rôle: amener la bonde plastique à sa température de thermoformage, l’échange thermique se fait par contact seulement la partie à former est chauffée. Fonctionnement : Dès le démarrage machine, les vérins de commandes actionnent les parties supérieures de la boite de chauffe (positionnement, ouverture et fermeture de la boite). La pression de contact sur la bonde plastique est définie par la compression des ressorts montés sur les plaques de chauffage supérieurs. [2] II.5.4 Partie décore Le système de décoration comporte :  Un ensemble de chariot dérouleur et de porte bobine décore  Une table de raboutage  Système d’introduction Principe de fonctionnement Le film décore découpé dans le sens de la longueur, donnant ainsi des bandelettes selon la largeur du pot, les bandelettes sont amenées à l’intérieur des alvéoles d’un bloc d’introduction ou elles sont enroulées, puis découpées, le mouvement de coupe est commandé simultanément avec la rotation du moule. L’éjection du papier par pistons est commandée dès la présence du moule en position face au bloc d’introduction, en fin d’éjection les pistons retournent à leur position initiale et un détecteur autorise à nouveau l’enroulement du papier dans les alvéoles.
  36. 36. CHAPITRE II Exploitation de la machine 17 Figure II.5 : système de décoration [3] II.5.5 Le formage Rôle : étirer le plastique chaud afin que le poinçon de formage, la plaque contre les parois du moule pour lui donner la forme des pots. Figure II.6 : Cycle de formage
  37. 37. CHAPITRE II Exploitation de la machine 18 Le fonctionnement  La presse est ouverte.  La presse est fermée, le plastique est pincé.  Descente des poinçons, l’air emprisonné dans le moule s’échappe autour des fonds de pots  Poinçons détectés en position basse, envoi l’air de formage.  Avant l’ouverture du moule remontée des poinçons et mise à l’échappement pour décompresser. [2] II.5.6 Dosage Doser du produit dans les pots à la quantité voulue (dose) réglable par le bouton « réglage dose »sur le pupitre dose. Fonctionnement du doseur au repos  Les buses sont en position haute.  Les membranes d’entrée sont ouvertes.  Les membranes de sortie sont fermées.  Les pistons ne touchent pas le barreau du vérin de dosage pour permettre le réglage individuel sur chaque piston.
  38. 38. CHAPITRE II Exploitation de la machine 19 Figure II.7 : Doseur [2] Nomenclature du doseur Repère Désignation 1 Sonde capacitive de niveau. 2 Suppression air. 3 Sonde de niveau maxi. 4 Arrivée produit 5 Membrane d’entrée (ouverte). 6 Membrane de sortie (ouverte). 7 Détection des buses en position basse. 8 Détection des buses en position haute. Tableau II.4 : nomenclature du doseur
  39. 39. CHAPITRE II Exploitation de la machine 20 Fonctionnement du doseur au travail  Descente de la tête de dosage.  Les pistons sont en position basse.  Ouverture des membranes de sortie. (Les membranes d’entrée restent fermées au moment du dosage). II.5.7 Déroulement bobine opercule Rôle : dérouler la bobine opercule de façon ce que l’effort de tirage qui fait avancer le plastique de l’opercule aux même temps soit toujours le même. Figure II.8 Passage film opercule Le fonctionnement L’automate donne l’impulsion de début, le moteur permet le déroulement du film opercule, la détection du moteur et l’immobilisation du film opercule (fin de pas). A chaque pas l’opercule passe par le dateur. [2]
  40. 40. CHAPITRE II Exploitation de la machine 21 II.5.8 Marquage et encrage Rôle : ce système permet le marquage de la date sur le film couvercle avant la soudure. Description : ce système comporte :  Une plaque porte caractères.  Une contre plaque.  Des rouleaux encreurs.  Deux vérins de marquage.  Un vérin d’encrage. Figure II.9 : Encrage Figure II.10 position repos Le fonctionnement Le vérin d’encrage assure le déplacement longitudinal de la plaque porte caractères sous les rouleaux encrés articlés. Dès le retour de l’ensemble, le détecteur autorise la montée du vérin de marquage, le film opercule est alors marqué et avancé d’un pas. Le même cycle se produit au pas suivant.
  41. 41. CHAPITRE II Exploitation de la machine 22 Figure II.11 : Marquage Figure II.12 : Position repos II.5.9 Soudage Rôle : soudé l’opercule, aluminium ou complexe papier, polystyrène revêtu d’une laque thermocollante sur la bonde plastique plate ou fermée au moyen d’un ensemble électrode, contre électrode. [2]
  42. 42. CHAPITRE II Exploitation de la machine 23 Description : l’outil comprend : Partie haute :  Deux vérins de soudure active.  Une électrode dont les cordons de soudure qui sont aux formes de l’ouverture des pots.  Une résistance et des sondes thermiques de régulation de la température de l’électrode.  Vérins (coussin escamotage) Partie basse :  Contre électrode  Motoréducteur presse  Des éjecteurs de position ajustable suivant les hauteurs de pots.  Vérin verrouillage Le fonctionnement  A l’arrêt, l’électrode est relevée de 35 mm au-dessus de l’opercule pour ne pas fondre le plastique et dégager le haut de presse des chaines de tirage lors d’un démontage.  Au départ machine, l’électrode descend de 30 mm et reste en position travail jusqu’au prochain arrêt.  A chaque cycle machine l’électrode descend de 5 mm pour venir en position du plan de défilé et remonte de 5 mm pendant le tirage pour éviter le contact de la bande sur le cordon de soudure. [2] II.5.10 Découpage et prés découpage Assurée par une presse entrainée par un système bielle manivelle. Le découpage et prés découpage des pots se fait à l’aide des outils (couteaux) montés sur la presse de découpe. On découpe seulement les pots remplis en production.
  43. 43. CHAPITRE II Exploitation de la machine 24 Figure II.13 : Vus de face d’une presse de découpe Fonctionnement Le mouvement de découpe rectiligne alternatif est donné par les quatre bielles verticales, est obtenu à partir du mouvement de rotation du moteur, transmis à l’aide d’un système bielle manivelle. Le moteur transmis son mouvement au maneton qui parcourt une trajectoire circulaire avec un mouvement uniforme, et par l’aide de l’axe maneton la bielle reçoit un mouvement rectiligne alternatif, cette dernière et par l’intermédiaire des deux axes et 4 galets qui se déplace suivant la forme des rampes, transforme le mouvement transversal alternatif a un mouvement vertical alternatif qui fait monter la matrice (table) et la mettre en contact avec la partie fixe ( outil de découpe) pour avoir le découpage et pré découpage des pots. [2] II.5.11 Tirage en coupe déchets Rôle : appréhender les déchets et les ramener au bac a déchets des pots vides. Description  L’outil de découpe coupe les déchets latéraux.  Deux pinces pneumatiques appréhendent les déchets.  Les deux vérins évacuent les déchets dans le bac à déchets.
  44. 44. CHAPITRE II Exploitation de la machine 25 Figure II.14 Tirage en coupe déchets II.5.12 Tapis de sortie Rôle : évacuer les pots remplis vers l’encaisseur (hors de la machine) Fonctionnement  Un moteur fait tourner en continu des cordes de transport.  Les pots sont maintenus en ligne de production par guide, puis acheminés en dehors de la machine. [2]
  45. 45. CHAPITRE II Exploitation de la machine 26 II.6 Croquis de cheminement du produit II.8 Conclusion Ce chapitre nous a permis de donner un aperçu de tous les éléments essentiels de notre machine EF 480. Donc nous aurons une étude détaillée de tous les éléments constituant de notre système de chaine opercule et de l’interaction entre eux, afin de comprendre leurs rôles et leurs fonctionnements.
  46. 46. Chapitre III Etude technologique
  47. 47. Partie Electrique
  48. 48. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 27 III.1 PARTIE ELECTRIQUE Introduction L’utilisation de l’énergie électrique a fait d’énorme progrès depuis son apparition au 19em siècle, et aujourd’hui le développement de la création de nouveaux matériaux ont permis une réduction des couts , et la grosseur des appareils électriques si bien qu’ils sont cinq fois moins lourds que leurs prototypes d’il y a soixante ans. Sous cet angle dans le présent chapitre nous allons développer une étude détaillée de la partie électrique afin d’identifier et de décrire les composants de l’installation de notre système chaine d’opercule et de comprendre son fonctionnement.
  49. 49. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 28 III.1.1 Nomenclature des organes électriques Symbole Désignation Moteur synchrone triphasé Moteur asynchrone à rotor bobiné Moteur asynchrone à cage d’écureuil Transformateur monophasé Disjoncteur divisionnaire bipolaire différentiel Sectionneur porte fusible tripolaire Contacteur tripolaire Relais thermique Tableau III.1 Nomenclature des organes électriques
  50. 50. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 29 III.1.2 Schéma électrique de puissance du moteur dérouleur opercule Figure III.1 : Schéma électrique de puissance du moteur dérouleur opercule [4]
  51. 51. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 30 III.1.3 Schéma électrique du moteur mise au pas opercule Figure III.2 : Schéma électrique du moteur mise au pas opercule [4]
  52. 52. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 31  Module AB25 (armoire automate)  Module EB9 (armoire automate)  Les caractéristiques du moteur dérouleur opercule Puissance: 370 w U=230 V, I=2, 15 A U=400V, I= 1,24 A  Les caractéristiques du moteur mise au pas opercule Puissance: 120 W U= 230 V , I= 0,68 A U= 400 V , I= 0,39 A
  53. 53. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 32 Principe de fonctionnement du moteur mise au pas opercule  Disj. Mise au pas opercule EB9(E9.6)  Fermeture F381QM024  Fermeture F381KM024  Le moteur F381MA035 est en marche Principe de fonctionnement du moteur dérouleur opercule  Fermeture F15Q015 : alimentation d’entrées puissance  Marche dérouleur opercule (AB25) A25.6  Excitation de la bobine F380KA021  Fermeture du contacte F380KA021  Marche avant/arrière : fermeture contact F380KM020A/ F380KM020B  Le moteur est en marche L’armoire électrique de la machine EF-480 Figure III.3 : armoire électrique de la machine EF-480 Disjoncteurs Variateur de vitesse Transformateurs Sectionneur Contacteurs Relais
  54. 54. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 33 III.1.4 Etude technologique des organes électriques III.1.4.1 Les équipements électriques Dans notre installation on trouve différents équipements électriques parmi ces derniers on cite : Des moteurs synchrones et asynchrones, des alimentations électriques, un détecteur de contraste, des transformateurs, des variateurs de vitesse III.1.4.1.1 Les machines synchrones triphasées Définition La machine synchrone est un convertisseur réversible d’énergie électromagnétique : on peut l’utiliser en moteur ou en générateur. Constitution Rotor = inducteur Le rotor est la partie mobile du moteur synchrone. Il se compose essentiellement d'une succession de pôles Nord et Sud intercalés sous forme d'aimants permanents ou de bobines d'excitation parcourues par un courant continu. Stator = induit Les enroulements du stator sont le siège de courants alternatifs monophasés ou triphasés. Il possède le même nombre de paires de pôles. Champ tournant [5] Les courants alternatifs dans le stator créent un champ magnétique tournant à la pulsation :
  55. 55. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 34 Synchronisme Le champ tournant du stator accroche le champ inducteur solidaire du rotor. Le rotor ne peut donc tourner qu’à la vitesse de synchronisme ΩS. Symboles [5] Modes de fonctionnement Le moteur synchrone converti la puissance électrique en puissance mécanique. Pendant longtemps, ce moteur fût relativement peu utilisé en raison de sa difficulté à réguler sa vitesse. Ce problème est maintenant résolu grâce au progrès de l'électronique de puissance et des onduleurs qui lui sont associés. Le stator de la machine est alimenté en triphasé ; il se crée alors un champ magnétique tournant à la fréquence de rotation n=f/p ce qui fait que le rotor de la machine tourne lui aussi à la fréquence de rotation n. Fonctionnement en moteur Le champ tournant du stator « accroche » le champ lié au rotor à la vitesse ΩS= ω/p. Fonctionnement en alternateur (génératrice) Le rotor et son champ sont entraînés par une turbine. Les bobines de l’induit sont alors le siège de f.é.m. alternative de pulsation ω = p.ΩS.
  56. 56. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 35 Avantages  La machine synchrone est plus facile à réaliser et plus robuste que le moteur à courant continu.  Son rendement est proche de 99%.  On peut régler son facteur de puissance cos ϕ en modifiant le courant d’excitation Ie. Inconvénients  Un moteur auxiliaire de démarrage est souvent nécessaire.  Il faut une excitation, c’est-à-dire une deuxième source d’énergie.  Si le couple résistant dépasse une certaine limite, le moteur décroche et s’arrête. III.1.4.1.2 Moteur Asynchrone triphasé [15] Définition C'est un moteur qui se caractérise par le fait qu'il est constitué d'un stator (inducteur) alimenté en courant alternatif et d'un rotor (induit) soit en court-circuit, soit bobiné aboutissant à des bagues dans lesquelles le courant est créé par induction. Ces moteurs ont la particularité de fonctionner grâce à un champ tournant. Constitution Le moteur asynchrone triphasé est constitué d'un stator (Inducteur) et d'un rotor (induit).  Le stator est constitué de trois bobines alimentées par Un réseau triphasé équilibré ; de tension composée U, et de Courant de ligne, Il crée un champ magnétique tournant à la Fréquence de rotation : ns = f / p (p est le nombre de pairs de pôles) Figure III.4 : le stator
  57. 57. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 36  Le rotor tourne une fréquence de rotation n légèrement inférieure à ns. Une relation lie ces deux parties : Le glissement : g = (ns-n)/ns n = ns.(1 - g) On désigne par  la vitesse de rotation du rotor, elle est exprimée en rad/s. Figure III.5 : le rotor On a  = 2.π.n (si n est en tr/s) et = 2.π.n/60 (Si n est en tr/min) Symbole Principe de fonctionnement [15] Le principe de fonctionnement d'un moteur asynchrone repose :  D'une part sur la création d'un courant électrique induit dans un conducteur placé dans un champ magnétique tournant. Le conducteur en question est un des barreaux de la cage d'écureuil ci-dessous constituant le rotor du moteur. L'induction du courant ne peut se faire que si le conducteur est en court-circuit (c'est le cas puisque les deux bagues latérales relient tous les barreaux).  D'autre part, sur la création d'une force motrice sur le conducteur considéré (parcouru par un courant et placé dans un champ magnétique tournant ou variable) dont le sens est donné par la règle des trois doigts de la main droite.
  58. 58. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 37 Les types des moteurs asynchrones triphasés [15] On distingue 2 catégories de moteur asynchrones en fonction du type de rotor : - les moteurs asynchrones à rotor en court-circuit, de faible puissance. - les moteurs asynchrones à rotor bobiné à bagues dans lesquelles l'enroulement du rotor aboutit à des bagues par l'intermédiaire desquelles on peut insérer des résistances. Ils sont de grande puissance. Le rotor bobiné Ce type de rotor équipe plutôt des moteurs de puissance élevée ; son prix est nettement plus élevé et avec les progrès des dispositifs de commande, il avait tendance à disparaitre. Les énergies renouvelables lui redonnent un intérêt, notamment dans les éoliennes. Figure III.6 : moteur asynchrone à rotor bobiné Le rotor en cage d’écureuil Comme son nom l’indique, l’enroulement ressemble à une cage. On a injecté dans les encoches du rotor des barres d’aluminium afin de constituer des brins actif massifs. De plus ces brins sont court-circuités entre eux à chacune de leurs extrémités par un anneau massif du même métal, d’où l’analogie avec la cage d’un écureuil.
  59. 59. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 38 Figure III.7 : moteur asynchrone (rotor en cage d’écureuil) Plaque signalétique du moteur asynchrone triphasé [15] Définition : la plaque signalétique est la fiche d’identité du moteur délivrée et certifiée par le constructeur. Elle contient donc les caractéristiques nominales électriques du moteur. Figure III.8 : plaque signalétique du moteur triphasé  Type : (LS90Lz) → référence propre au constructeur  Puissance : (1,5Kw) → puissance utile délivrée sur l'arbre du moteur.  cos φ : (0,78) → facteur de puissance du moteur pour la charge nominale.
  60. 60. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 39  Tensions : (230v/400v) → la première indique la valeur nominale de la tension aux bornes d'un enroulement. Elle justifie le couplage (étoile ou triangle) à effectuer en fonction du réseau d'alimentation.  Intensités :(6,65A/3,84A) → Il s'agit de l'intensité en ligne (dans chaque phase) pour chacun des couplages.  Rendement (rdt%76) : → permet de connaître la puissance électrique absorbée.  vitesse : (1440 Tr/mn) : Indique la vitesse nominale du rotor. La vitesse de synchronisme ns du moteur est donc ici de 1500tr/mn.  Fréquence : (50HZ) → fréquence du réseau d'alimentation.  Nombre de phases :(Ph 3) → moteur triphasé  ambce °C : (40°C) → Température recommandée maximum.  service :(S1) → définit le type d'utilisation (marche) continue, etc.  Classe d'isolation (F): → définie sa température maximale en exploitation. Détermination du couplage [17] 1. si la plus petite tension de la plaque signalétique du moteur correspond à la tension entre phase du réseau on choisit le couplage triangle ∆. 2. si la plus grande tension de la plaque signalétique du moteur correspond à la tension entre phase du réseau on choisit le couplage étoile Y.
  61. 61. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 40 Exemples Réseau Moteur 127 V/230 V Moteur 230 V / 400 V Moteur 400 V/ 660 V 127 V/230V Etoile Triangle Aucun 230 V / 400 V Aucun Etoile Triangle 400 V / 660 V Aucun Aucun Etoile Tableau III.2 exemple de couplage des moteurs asynchrone REGLE: Si la petite tension du moteur (c'est à dire la tension max supportée par un enroulement du stator) est égale à la tension simple du réseau, le stator sera couplé en étoile, et si elle correspond à la tension composée du réseau, on couple le stator en triangle. Bilan des puissances au stator [5] Puissance absorbée : Pa =U.I.√3.cos  (puissance électrique en W)  I: Courant de ligne en (A)  cos : facteur de puissance du moteur Pertes par effet Joule :  Si R est la résistance mesurée entre deux bornes de phases : Pjs = 3/2.R.I² (puissance électrique en W)  Si R est la résistance d'un enroulement : dans ce cas il faut tenir compte du couplage du stator  Couplage en étoile : pjs = 3.R.I² (puissance électrique en W)  couplage en triangle :pjs = 3.R.J² (puissance électrique en W)
  62. 62. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 41 Pertes magnétiques : pfs = Constante Puissance transmise au rotor : Ptr = Pa - pjs - pfs Bilan des puissances au rotor  Pertes par effet Joule : pjr = g.Ptr (puissance électrique en W)  Puissance électromagnétique : Pem = Ptr - pjr et Pem= Tem. (puissance mécanique en W)  Pertes mécaniques : Pméc Constante  Puissance utile : Pu = Tu . et aussi par Pu = Ptr - pjr – pméc [5] Le rendement Pu= η x Pa Avec : Pu : puissance utile (w) η : rendement du moteur Pa : puissance absorbée (w)
  63. 63. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 42 III.1.4.1.3 Les différents types de démarrage des moteurs asynchrones Le démarrage du moteur dérouleur opercule est un démarrage direct deux sens de rotation et voici son schéma de commande et schéma de puissance : Schéma de puissance schéma de commande Il existe d’autres démarrages des moteurs  Démarrage étoile-triangle  Démarrage par élimination de résistance statorique  Démarrage par élimination de résistance rotorique  démarrage par autotransformateur
  64. 64. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 43 III.1.4.1.4 Structure générale d’un moteur DFY avec frein et boite à bornes Dans notre système chaine d’opercule le moteur utilisé pour le déroulement de la bobine opercule est un moteur frein de type DFS/DFY ou servomoteur synchrone. Figure III.9 : Structure générale du moteur DFY [9] 1 Rotor complet 7 Flasque-bride 11 Roulement à billes 16 Stator complet 42 Flasque B 44 Roulement à billes 49 Disque de freinage 51 Tige amovible 53 Etrier de déblocage Fonctionnement du moteur Dès que le moteur est alimenté, la bobine de freinage (286) s’alimente en même temps par un courant redresser, la bobine de freinage alimenté attire le disque de freinage (49) par son disque d’induit et comprime le ressort de freinage (265), donc le moteur marche (moteur tourne librement) 54 Corps de bobine 68 Porte-garniture complet 69 Ressort 70 Moyeux d’entraînement 108 Plaque signalétique 112 Embase boîte à bornes 115 Plaque à bornes 132 Couvercle boîte à bornes 265 Ressort de frein 286 Bobine de frein 292 Connecteur débrochable 293 Connecteur fixe 299 Bague intermédiaire 303 Connecteur coudé complet pour raccordement frein 305 Resolver
  65. 65. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 44 A la coupure de courant, la bobine de freinage est désexcitée ce qui permet le déplacement du disque du freinage du moteur par le frottement du disque. Structure générale du frein [9] Figure III.10 vue en coupe d’un moteur-frein DFY Fonctionnement du frein Lorsque on magnétise la bobine de frein (8) au moyen d’une tension continue le disque de freinage (4) est attiré contre le corps de la bobine ceci libère le porte-garniture (2) relié à l’arbre moteur par l’intermédiaire du moyeu d’entrainement lorsque la bobine n’est pas 1 Flasque-frein 2 Porte-garniture complet 3 Bague intermédiaire 4 Disque de freinage 5 Circlips 6 Goupille cylindrique 7 Ressort de frein 8 Bobine de frein complète 9 Tige amovible 10 Etrier de déblocage 11 Corps de bobine 12 Ressort de rappel 13 Rondelle 14 Ecrou de blocage 15 Goujon 16 Bouchon cuvette 17 Connecteur frein 18 Vis à tête cylindrique 19 Circlips 20 Joint torique 21 Clavette 22 Moyeu d’entraînement
  66. 66. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 45 sous tension, les ressorts déterminent le coup de freinage, en plaquant le disque de frein contre le porte-garniture qui est à son tour poussé vers la flasque de frein. III.1.4.1.5 Détecteurs de contrastes KT 2/KT 5 (cellule photoélectrique) Introduction Les détecteurs de contrastes sont devenus Indispensables dans les processus de production automatisés. Ils sont mis en œuvre partout où des différences de contrastes doivent être détectées de manière rapide et précise. Avec plus de 30 niveaux de gris distincts, ils détectent tous les types de repères de contrastes, par exemple les repères d’impression sur des films ou sur des emballages. Pour des applications variées, il existe un grand choix de types d’appareils avec différents procédés de détection des contrastes et différentes interfaces utilisateurs. FigureIII.11 : cellule photoélectrique Définition Les détecteurs de contraste sont des détecteurs optiques à haute résolution, qui distinguent les objets d’après leurs niveaux de gris. Ainsi, la couleur, la luminosité et la brillance ont une forte influence sur le résultat de mesure. En cas de faibles différences de niveaux de gris, il convient de garantir une distance de mesure constante. La résolution du capteur diminue à mesure que la distance de détection augmente. Plusieurs séries avec différents types de lumière et fonctions sont disponibles pour les nombreuses utilisations. Avantage  détection d'objets de toutes formes et de matériaux de toutes natures  détection à très grande distance,  sortie statique pour la rapidité de réponse ou sortie à relais pour la commutation de charges
  67. 67. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 46  généralement en lumière infrarouge invisible, indépendante des conditions d'environnement Applications Cette gamme de produits a été développée pour satisfaire les besoins des applications de référence ci-dessous :  Lignes d'emballage  Papeterie et imprimerie  Machines de remplissage automatique  Machine de conditionnement. Caractéristiques techniques KT 5W-2 P1113 [14]  Distance de détection depuis le 10 ± 3 mm  Taille du faisceau 1,2 x 4,2 mm  Emetteur, type : LED, rouge, bleue, verte  Tension d’alimentation Va : 10...30 V)  Consommation : < 80 mA  Courant sortie Ia max. 100 mA,  Temps de réponse : 50 μs  Fréquence de commutation jusqu’à 10 kHz  Poids : environ 400 g  Matériau du boîtier : Métal III.1.4.1.6 Variateur de vitesse Définition Un variateur de vitesse est un dispositif permettant de réaliser l’alimentation et la commande d’un moteur. On distingue dans un variateur deux niveaux de commande. La commande rapprochée est celle qui détermine les modes de fonctionnement et de commutation Figure III.12 : variateur de vitesse
  68. 68. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 47 du convertisseur statique. La commande éloignée s’intéresse quant à elle aux problèmes de commande d’axe : asservissements de courant, de position ou de vitesse. Fonction Ces constituants électroniques regroupent en un seul appareil toutes les fonctions nécessaires à la commande du moteur :  Démarrage (avec contrôle de l’accélération)  Inversion du sens de rotation  Freinage (avec contrôle de la décélération)  Choix de plusieurs vitesses de rotation  Variation de vitesse avec consigne analogique  Surveillance du moteur (courant moteur, échauffement…)  Contrôle du couple moteur (contrôle vectoriel de flux) Les variateurs de vitesse électronique utilisent la technique de modulation de largeur d’impulsion (MLI) ou le contrôle vectoriel de flux. [15] Les avantages d’un variateur de vitesse Le recours aux variateurs de vitesse offre plusieurs avantages :  démarrage progressif des moteurs réduisant les chutes de tension dans le réseau et limitant les courants de démarrage ;  amélioration du facteur de puissance ;  précision accrue de la régulation de vitesse ;  prolongement de la durée de service du matériel entraîné ;  diminution de la consommation d’électricité. III.1.4.1.7 Les transformateurs Définition Le transformateur est un convertisseur statique d’énergie électrique réversible. Il transfère en alternatif, une puissance électrique d’une source à une charge, en adaptant les valeurs de la tension (ou du courant) au récepteur. Figure III.13 : transformateur triphasé
  69. 69. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 48 Le rôle d’un transformateur est en général, de modifier la valeur efficace d’une tension sans en changer ni la forme (sinusoïdale), ni la fréquence. Constitution Un transformateur est constitué d’un circuit magnétique sur lequel sont disposés deux bobinages en cuivre : le primaire et le secondaire. Nous noterons N1 le nombre de spires du primaire et N2 celui du secondaire. De manière générale, les grandeurs du primaire seront indicées 1 et les grandeurs du secondaire indicées 2. Figure III.14 : constitution d’un transformateur On utilise deux symboles normalisés pour le transformateur. [15] Symboles Le rapport de transformation On définit le rapport de transformation m par : 1 2 1 2 N N U U m  Si m > 1, le transformateur et élévateur de tension ; Si m < 1, le transformateur est abaisseur de tension. De plus m  U2 U1  I1 I2
  70. 70. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 49 Rendement   Putilisée Pabsorbée  P2 P1  P2 P2  Pfer  PJ Ou   P1  Pfer  PJ P1 PJ  PJ1  PJ 2 Le rendement varie en fonction des conditions d’utilisation du transformateur. Le meilleur rendement s’obtiendra pour les grandeurs d’utilisation nominales indiquées sur la plaque signalétique du transformateur. Les bons transformateurs de fortes puissances peuvent atteindre un rendement de 98%. III.1.4.2 Les appareils de commande III.1.4.2.1 Le contacteur Définition Le contacteur est un appareil mécanique de connexion qui n’est pas commandé manuellement. Constitué d’un circuit de puissance et de commande la position normale au repos de ses circuits principaux est ouverte. [15] Constitution Les 4 parties principales du contacteur sont : 1 - le circuit principal Figure III.15 : contacteur 2 - le circuit de commande 3 - le circuit auxiliaire 4 - l’organe moteur Sa fonction II est capable d’établir, de supporter et d’interrompre des courants dans les conditions normales du circuit, y compris les conditions de surcharges en service.
  71. 71. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 50 Symbole Choix d’un contacteur  Tension du réseau  Nature du courant - fréquence  Nombre de pôles  Nature du récepteur – catégories d’emploi  Fréquence des manœuvres – Nbre de cycle par heure – durée de vie  Puissance à commuter – courant d’emploi  Tension de la bobine de commande  Nbre et type de contacts auxiliaire. III.1.4.2.2 Le sectionneur Définition Le sectionneur est un appareil de connexion qui permet d'isoler un circuit pour effectuer des opérations de maintenance, de dépannage ou de modification sur les circuits électriques qui se trouvent en aval. Il peut être considéré comme un appareil de connexion et/ou de raccordement mais jamais comme un appareil de protection. Figure III.16 : sectionneur Symbole
  72. 72. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 51 Choix d'un sectionneur  Nombre de pôles  Courant d'emploi taille des fusibles.  Tension assignée d'emploi.  Contact de précoupure, avec ou sans.  Dispositif de protection contre la marche en monophasé.  Poignée de commande intérieure, extérieure. Remarque  Le sectionneur n’a pas de pouvoir de coupure ou de fermeture.  La coupure doit être visible, soit directement par observation de la séparation des contacts, soit par un indicateur de position si les contacts ne sont pas visibles. [15] III.1.4.3 Les appareils de protection Parmi les appareils de protection électrique on trouve les disjoncteurs et les relais. III.1.4.3.1 Le disjoncteur Définition Le disjoncteur est un appareil électrique destiné à assurer, en toute sécurité, la coupure du courant dans les cas : • d'une opération volontaire sur commande • d'une protection automatique dans le cas d'un court-circuit ou d'une surintensité. Symbole Disjoncteur différentiel Figure III.17 : disjoncteur
  73. 73. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 52 Le rôle du disjoncteur Il assure la protection des conducteurs et des appareils en cas de surcharge ou de court-circuit en coupant automatiquement l’installation. La remise en service s’effectue, après élimination du défaut, en refermant le disjoncteur. Il sert également d’appareil de commande et de sectionnement. [15] Constitution du disjoncteur 1. manette servant à couper ou à réarmer le disjoncteur manuellement. 2. mécanisme lié à la manette, sépare ou approche les contacts ; 3. contacts permettant au courant de passer lorsqu'ils se touchent ; 4. connecteurs ; 5. bilame (2 lames soudées à coefficients de dilatation différents) : 6. vis de calibration, permet au fabricant d'ajuster la consigne de courant avec précision après assemblage ; 7. bobine: 8. chambre de coupure de l'arc électrique. [15] Figure III.18 : constitution d’un disjoncteur III.1.4.3.2 Les relais Définition C’est un appareil composé d’une bobine (électroaimant) qui lorsqu’elle est parcouru par un courant électrique agit sur un ou plusieurs contact. Rôle du relais Le relais permet la commande d'un circuit de puissance (partie opérative) grâce à un circuit de plus faible intensité appelé circuit de commande. Figure III.19 : relais
  74. 74. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 53 Caractéristiques principales [15]  Caractéristiques de la bobine  Tension minimale d’alimentation C’est la tension continue à appliquer à la bobine du relais et permettant le bon fonctionnement de celui-ci. Remarque : certains relais sont prévus pour fonctionner avec une tension alternative.  Tension de collage C’est la valeur limite d’alimentation (pour action) à laquelle tous les contacts, de tous les relais, doivent être à l’état de travail.  Tension de coupure C’est la valeur limite d’alimentation (pour relâchement) à laquelle tous les contacts de tous les relais doivent être à l’état de repos.  Résistance de la bobine Cette valeur permet de calculer l’intensité dans la bobine  Caractéristiques des contacts  Tension maximale de commutation C’est la tension maximale entre les lames avant fermeture ou après ouverture  Courant maximal de commutation C’est le courant juste avant l’ouverture (coupure) ou juste après fermeture (collage)  Courant permanent limite (ou courant de passage maximum) C’est la valeur du courant à ne pas dépasser  Puissance de commutation (ou pouvoir de coupure) C’est le produit du courant de commutation et la tension de commutation à ne pas dépasser  Résistance de contact C’est la résistance entre les bornes d’un contact fermé  Tension de claquage contact/bobine C’est la tension maximum entre les contacts et la bobine  Résistance d’isolement C’est la résistance entre les contacts
  75. 75. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 54 Les différents types de relais Relais électromagnétique Constitution Le relais électromagnétique se compose de cinq éléments essentiels : 1° La palette (lame de métal) du circuit de puissance qui assure la fonction interrupteur. 2° Un électro-aimant: Le bobinage du circuit de commande enroulé sur un noyau en fer doux. 3° Un petit ressort de rappel 4° Les différentes bornes, ce sont les seules parties accessibles par l’utilisateur. En général, les bornes sont prévues pour être soudées sur un circuit imprimé. 5° la bobine [15] Figure III.20 : relais électromagnétique Symbole Fonctionnement Le relais électromagnétique exploite un des principes de base de l'électricité, lorsqu'on fait passer un courant dans un bobinage autour d'un noyau en fer on crée un champ magnétique et le noyau devient aimanté. C'est l'électro-aimant. La palette du circuit de puissance est aimantée juste au-dessus du noyau, au repos elle n'est pas attirée et elle reste levée au moyen d'un ressort de rappel. Lorsqu'on met le circuit de commande sous tension on crée un électro-aimant qui attire la palette et met en contact les lames souples
  76. 76. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 55  Un relais est donc caractérisé par sa bobine (tension d'alimentation et consommation) et par ces contacts puissance, contact fermé* ou contact travail**. * Le contact est fermé lorsque la bobine n’est pas alimentée. **Le contact est fermé lorsque la bobine est alimentée [16] Les relais thermique Rôle Protection contre les surcharges La surcharge est un défaut dû à un effort trop important sur l’axe d’un moteur (blocage, frottement…) provoquant un échauffement qui risque d’endommager les bobinages (durée de vie réduite de moitié par un dépassement permanent de 10% de la température maximale tolérée). Figure III.21 : relais thermique Symbole Principe de fonctionnement Les relais thermiques fonctionnent grâce à des bilames constitués de deux métaux assemblés par laminage dont les coefficients de dilatation sont très différents : lorsque leur température augmente, les deux matériaux ne s’allongent pas de la même valeur. Parce qu’ils sont solidaires l’un de l’autre, l’allongement de l’un provoquera la courbure de l’ensemble. Chaque bilame est placé à l’intérieur d’un enroulement chauffant branché en série avec une des phases du moteur et est relié à une came commandant les contacts de puissance. Le passage du courant dans l’enroulement provoque une élévation de température et une déformation du bilame. Lorsque cette déformation est importante, la came pivote et les contacts s’ouvrent.
  77. 77. Chapitre III : Etude technologique partie électrique 56 Le relais est muni de contacts auxiliaires utilisés dans le circuit de commande (95-96 pour couper la commande et 97-98 dans un circuit de visualisation de défaut) Un bouton de test permet de simuler le déclenchement. La plupart des relais thermique sont conçus pour être directement associés au contacteur. [16] Conclusion L’étude de cette partie nous a permis de connaitre les composants électrique de notre armoire de commande et les composants de notre système de chaine opercule et leurs fonctionnement.
  78. 78. Partie Mécanique
  79. 79. Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique 57 III.2 PARTIE MECANIQUE Introduction La partie mecanique contient tous les systémes et element responsable de la transmission de mouvement. C’est l’etude fiable de tous les organes mécaniques qu’éclaircie tous les phénoménes mécanique qui intervient dans la machine. Le but de cette etude est de connaitre ces composants mecaniques et apprendre leurs principe de fonctionnement.
  80. 80. Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique 58 III.2.1 Etude technologique des composants mécaniques III.2.1.1 Les roulements Définition Un roulement est un organe qui assure une liaison mobile entre deux élements d’un mecanisme roulant l’un sur l’autre . il permet leur rotation relative , sous charge , avec précision et frottement minimale . Composition d’un roulement [18] Figure III.22 : constitution d’un roulement 1 : Bague extérieure, liée à l’alésage 2 : Bague intérieure, liée à l’arbre 3 : Cage, assure le maintien des éléments roulants 4 : Eléments roulants, situés entre les deux bagues Objectif principale  Réduire les frottements.  Permettre une grande vitesse de rotation.  Assurer un bon guidage de rotation.  Supporter les charges.  Assurer le guidage et la liaison mobile entre deux éléments d’un mécanisme roulant l’un sur l’autre en rotation d’un arbre dans un palier.
  81. 81. Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique 59 Differents types de roulements Figure III.23 : différents types de roulement [18] Les avantages  Ils présentent un coefficient de frottement inférieur, surtout au démarrage  Permettre une grande vitesse de rotation  Assurer un bon guidage de rotation Les inconvénients  Ils sont plus bruyants  Ils présentent une plus grande difficulté au montage  Leur prix de revient est supérieur et l’encombrement radial est plus important.
  82. 82. Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique 60 III.2.1.2 Les engrenages Definition On appelle Engrenage un ensemble de 2 roues dentées de Même module qui engrène l’une avec l’autre. Il permet de transmettre sans glissement un mouvement de rotation continu entre deux arbres rapprochés. Utilisation Figure III.24 : Engrenages On les utilise pour transmettre un mouvement ou une puissance entre deux arbres parallèles ou non, concourants ou non et perpendiculaire ou non. Pour un prix de renvient modéré Fonction  Réduction et/ou variation de la fréquence de rotation entre deux arbres.  Réduction et augmentation du couple moteur.  Transmission d’un mouvement de rotation.  Transformation des caractéristiques d’un mouvement. la typologie des engrenages Les engrenages sont classés en différentes catégories caractérisées par :  la position relative des axes des arbres d'entrée et de sortie ;  la forme extérieure des roues dentées ;  le type de denture. Avantage  Transmission de puissances élevées sous fréquences de rotation élevées.  Transmission à rapport rigoureusement constant (transmission synchrone).  Transmission parfaitement homocinétique.  Possibilités de transmissions entre plusieurs arbres.  Bon rendement général, suivant classe de qualité.
  83. 83. Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique 61 Inconvénients  Nécessité d'un entraxe précis et constant.  Niveau sonore variable suivant type d'engrenage.  Transmission des à-coups et vibrations.  Nécessité d'une lubrification, souvent par fluide.  Réversibilité possible suivant type d'engrenage.  Coût très variable suivant type d'engrenage et classe de qualité. Classification des engrenages Les engrenages droits ( à axe paralléles ) Figure III.25 :engrenage droits Les engrenages conique ( à axe concourant ) Figure III.26 : engrenages conique Les plus communs et les plus faciles à mettre en œuvre. Avantages et inconvénients  Possibilité de déplacement axial.  Pas d’efforts axiaux. - Ils permettent un renvoi d’angle à 90° dans un même plan - Avantages et inconvénients  Nécessité d’un montage précis car les sommets des deux cônes doivent être confondus.  Les paliers doivent supporter des efforts axiaux.  Le bruit généré par des coniques à denture droite peut être atténué par l’utilisation de coniques à denture hélicoïdale
  84. 84. Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique 62 Les engrenages gauches Figure III.27 : engrenages gauches III.2.1.3 Poulies-courroies [19] Fonction Transmettre par adhérence, à l’aide d’un lien flexible « Courroie », un mouvement de rotation continu entre deux arbres éloignés. Principales caracteristiques Figure III.28 : poulies-courroies Avantages  Transmission silencieuse  « Grandes » vitesses de transmission (de 60 à 100 m/s pour les courroies plates)  Grand entraxe possible entre les poulies Inconvenients par rapport aux Pignons-Chaînes  Durée de vie limitée  Couple transmissible faible pour les courroies plates  Tension initiale de la courroie nécessaire pour garantir l’adhérence La transmission du mouvement se fait entre deux arbres orthogonaux, ces engrenages permettent de grands rapports de réduction et offrent des possibilités d’irréversibilité, ils constituent les engrenages à l’engrènement le plus silencieux et sans chocs. En contrepartie le glissement et le frottement important provoque un rendement médiocre
  85. 85. Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique 63 Principaux types de courroies Courroies plates Figure III.29 : courroies plates Courroies trapezoïdales Figure III.30 : courroies trapezoidales Courroies crantées Figure III.31 : courroies crantées [19] Principe de transmission [19]  Très silencieuses  Transmission de vitesses élevées.  Puissance transmissible élevée (emploie de gorges multiples)  Courroies poly « V » très utilisées en électroménager.  Transmission silencieuse sans glissement  Une des deux poulies doit être flasquée afin que la courroie ne sorte pas des poulies  Ex. utilisation : Entrainement de l’arbre à cames de moteurs d’automobile.
  86. 86. Chapitre III : Etude technologique Partie mécanique 64 Inverseurs [19] Conclusion L’étude de la partie mécanique nous a permis d’identifier les différents organes mécaniques de la chaine opercule, de connaitre leur rôle ainsi que leur fonctionnement.
  87. 87. Partie pneumatique
  88. 88. Chapitre III : Etude technologique Partie pneumatique 65 III.3 Partie pneumatique Introduction Les systèmes automatisés qui mette en œuvre des actionneurs pneumatiques sont nombreux dans les secteurs industriels automatisés L’objet de cette étude est de décrire les principaux types de vérins et les éléments de ligne pneumatique que nous avons rencontrés sur notre système chaîne d’opercule. L’installation pneumatique et la distribution en air comprimé au sein de Danone Djurdjura Algérie L’entreprise multinationale Djurdjura Algérie est munie d’une installation en air comprimé conçue pour alimenter les unités d’intervention. L’installation est composée de trois compresseurs identiques type compresseur à piston (volumétrique), ils développent chacun une pression de dix bar avec un débit de 1200 m3 /h, entrainé par un moteur de puissance de 123 KW avec une tension de 380V et tous cela géré par un système d’asservissement électronique, l’air comprimé est acheminé vers les lignes de conditionnement (conditionneuses).
  89. 89. Chapitre III : Etude technologique Partie pneumatique 66 III.3.1 Nomenclature du circuit pneumatique symbole Désignation Arrivé d’air lubrifié Filtre avec purge à cde manuelle Lubrificateur Régulateur de pression Manomètre Clapet anti retour Symbole simplifié d’un groupe de conditionnement. Sortie air lubrifié Vanne Distributeur 3/2 à commande pneumatique, monostable Distributeur 5/2 à commande électrique directe, bistable Vérin Double effet simple tige Réducteur de débit unidirectionnel Tableau III.3 : Nomenclature du circuit pneumatique
  90. 90. Chapitre III : Etude technologique Partie pneumatique 67 III.3.2 Schéma pneumatique Pré-étirage opercule Figure III.32 : Schéma pneumatique Pré-étirage opercule [6]
  91. 91. Chapitre III : Etude technologique Partie pneumatique 68 Désignation N Tuyau noir : circuit air et vide V Tuyau vert : circuit eau B Tuyau blanc : circuit graissage R Bague rouge : circuit sous pression au repos V Bague verte : circuit sans pression ou repos Dénomination du tuyau : N 4x6 R N : couleur du tuyau 4x6 : Diamètre du tuyau R : couleur de la bague Dénomination du composant : P13 y 201 P13 : numéro du fulio Y : nature du composant 201 : numéro du composant [6] Principe de fonctionnement (pré-étirage opercule) - Le vérin P35V043 est commandé par le distributeur P35YD041 pour la commande de la pince opercule - Le vérin P35V040 pour l’étirement du tendeur est commandé par le distributeur P35YD040
  92. 92. Chapitre III : Etude technologique Partie pneumatique 69 III.3.3 Etude technologique des composants pneumatiques III.3.3.1 Le groupe de conditionnement de l’air Pour le traitement de l’air, le matériel utilisé est une unité de conditionnement d’air comprimé appelée FRL (Filtre – Régulateur – Lubrificateur). L’air à la sortie du compresseur est véhiculé dans des conduites en acier vers le lieu d’utilisation. Sa qualité est indispensable pour assurer la longévité des équipements pneumatiques. [13] F Figure III.33 : groupe de conditionnement de l’air Constitution Cet ensemble est constitué de 2 ou 3 appareils montés en série dans un ordre déterminé. Il se compose de la façon suivante :  Un filtre qui épure l’air et le purge de l’eau qu’il contient  Un régulateur de pression qui maintient l’air à une pression constante et réglable  Un lubrificateur qui a pour rôle d’incorporer à l’air un brouillard d’huile afin de lubrifier les parties mobiles des composants pneumatiques. Le groupe de conditionnement se monte à l’entrée de l’installation pneumatique du système. Il faut également prévoir une vanne d’isolement pour les opérations de maintenance. Représentation symbolique détaillée et simplifiée avec 1 – Filtre 2 – Régulateur de pression, 3 – Lubrificateur
  93. 93. Chapitre III : Etude technologique Partie pneumatique 70 Filtre avec séparateur d’eau [12] L’air par nature est humide. Lorsqu’on refroidit de l’air comprimé, de l’eau se forme. Cette eau doit être obligatoirement évacuée du réseau de distribution. Il existe également dans l’air des poussières, de l’huile en provenance du compresseur et toutes sortes d’impuretés indésirables qu’il faut éliminer. Le rôle du filtre est de soustraire du système tous ces éléments nuisibles au bon fonctionnement. Figure III.34 : filtre avec séparateur d’eau Symbole  Principe de fonctionnement Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant : lorsque le niveau de l’eau atteint une hauteur déterminée, le flotteur soulève et ouvre une valve. L’air est alors admis au-dessus du piston situé dans le mécanisme, provoquant ainsi l’ouverture de la valve de purge. Figure III.35 : fonctionnement du filtre
  94. 94. Chapitre III : Etude technologique Partie pneumatique 71 Le régulateur de pression [13] Le rôle de cet appareil est de maintenir l’air comprimé à une pression constante, quelles que soient les fluctuations en air du réseau. Il doit réguler la pression en fonction de la demande sur le réseau. Il est souvent associé à un manomètre qui permet de contrôler la pression. Le régulateur comprend 3 parties :  Le corps supérieur avec le bouton de réglage, ainsi qu’un dispositif de verrouillage, permettant d’appliquer une pression sur le diaphragme par l 

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