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Nous tenons à exprimer nos sincères remerciements à chaque
personne qui a contribué de près ou de loin et qui a participé au
bon déroulement du projet fin d’études dans les meilleures
conditions.
Nos remerciements s’adressent en particulier à :
L’entreprise CLN qui nous a acceptés et qui nous a offert les
documents et les informations nécessaires pour bien saisir et
comprendre leurs activités ainsi que tous les personnels de
l’entreprise.
Mr JDIDI JAMEL qui nous a encadrés tout au long de ce
projet avec une bonne humeur.
Et n’oubliant pas d’exprimer nos vifs remerciements à tous les
membres du jury qui ont acceptés d’évaluer notre travail.
Sommaire
Introduction générale.................................................................................................................. 1
Chapitre 1:Présentation de la société ......................................................................................... 2
I. Introduction :....................................................................................................................... 3
II. Présentation de la Laitière Centrale : .............................................................................. 3
1. Désignation de l’organisme : .............................................................................................. 3
2. Description de l’organisme :............................................................................................... 3
3. L’organisation interne de LAINO :..................................................................................... 3
4. Les objectifs de Laitière Centrale LAINO :........................................................................ 4
5. L’organigramme de l’entreprise : ....................................................................................... 5
6. Chaine cycle de production du lait : ................................................................................... 6
7. Description deChaine cycle de production du lait :............................................................ 6
III. Système de traitement d’eaux : ....................................................................................... 7
1. Introduction :....................................................................................................................... 7
2. Schéma de l’adoucisseur :................................................................................................... 7
3. Principe de fonctionnement d’un adoucisseur d’eau : ........................................................ 8
4. Problématique : ................................................................................................................... 9
5. Cahier de charge : ............................................................................................................. 10
.................................................................................................................................................. 11
Chapitre 2 :Etude bibliographique ........................................................................................... 11
I. Introduction :..................................................................................................................... 12
II. Type des systèmes transporteurs :................................................................................. 12
1. Système convoyeur à vis :................................................................................................. 12
2. Convoyeur à bande : ......................................................................................................... 13
3. Pompe à vide :................................................................................................................... 14
III. Conclusion :................................................................................................................... 15
Chapitre 3 : Analyse Fonctionnelle.......................................................................................... 16
I. Introduction :..................................................................................................................... 17
II. Analyse fonctionnelle du système :............................................................................... 17
1. Fonction globale : ............................................................................................................. 17
2. Analyse de besoin : ........................................................................................................... 18
.................................................................................................................................................. 18
3. Les éléments d’environnement du produit :...................................................................... 19
4. Diagramme pieuvre :......................................................................................................... 19
5. Les fonctions de services : ................................................................................................ 19
6. Caractérisation des fonctions de service :......................................................................... 20
7. Cahier de charge fonctionnel : .......................................................................................... 21
8. Hiérarchisation des fonctions de service:.......................................................................... 21
9. Histogramme des souhaits : .............................................................................................. 23
III. Diagramme FAST créatif :............................................................................................ 23
1. Décomposition des fonctions de service en fonctions techniques :.................................. 23
2. Représentation de diagramme FAST créatif :................................................................... 24
3. Critiques des solutions :.................................................................................................... 25
3.1 Solution 1convoyeur vis sans fin : ................................................................................ 25
3.2 Solution 2 tapi roulant :................................................................................................. 26
3.3 Solution 3 Pompe à vide : ............................................................................................. 27
IV. Évaluation des solutions :............................................................................................. 27
1. Valorisation des fonctions de service : ............................................................................. 27
2. Solution retenue : .............................................................................................................. 30
3. Schéma cinématique de solution choisie : ....................................................................... 31
V. Conclusion :................................................................................................................... 31
.................................................................................................................................................. 32
Chapitre 4 : Etude et conception du convoyeur à bande.......................................................... 32
I. Introduction :..................................................................................................................... 33
II. Paramètres de conception :............................................................................................ 34
1. Les donnés relatives de produit transporte : ..................................................................... 34
2. Choix de La bandetransporteuse :..................................................................................... 34
3. Ecartement des stations-supports :.................................................................................... 36
4. Choix des rouleaux : ......................................................................................................... 36
5. Calculer des sollicitations sur les rouleaux porteurs :....................................................... 37
5.1 Calcule d’effort statique :.............................................................................................. 37
5.2 Calcule d’effort dynamique........................................................................................... 37
5.3 Calculer de l’effort sur les rouleaux porteurs :.............................................................. 38
III. Calculer des efforts tangentiels et puissance d’entrainement : ..................................... 38
6. Calculer du poids des pièces tournantes supérieures (qRO) :............................................. 38
7. Calcul de masse de produit par mètre linéaire (qG) : ........................................................ 39
8. Calcul d’effort tangentiel total Fu :................................................................................... 39
9. Calcul de puissance d’entrainement :................................................................................ 40
IV. Calcul de tension d’entrainement :................................................................................ 40
1. Calcul de tension d’entrainement de tambour : ................................................................ 41
2. Calcul de tension en aval de tambour : ............................................................................. 41
V. Les tambours : ............................................................................................................... 41
1. Calcul de vitessede rotation, couple et puissance de tambour :........................................ 42
1.1 Calcul de vitesse de rotation du tambour moteur nt :.................................................... 42
1.2 Calcul de couple de tambour :....................................................................................... 42
1.3 Calcul de puissance de tambour :.................................................................................. 42
2. Calcul de volume, masse et poids de tambour :................................................................ 43
2.1 Choix du tambour :........................................................................................................ 43
2.2 Calcul volume de tambour de commande VT :............................................................. 43
2.3 Calcul de la masse de tambour de commande mt : ....................................................... 43
2.4 Calcul de poids de tambour :......................................................................................... 43
3. Caractéristiques du tambour de commande : .................................................................... 44
VI. Dimensionnement de tambour de commande :............................................................. 44
1. Calcul de la résultante des tensions Cp :........................................................................... 45
2. Calcul de moment fléchissant Mf : ................................................................................... 46
3. Calcul moment de torsion Mt : ......................................................................................... 46
4. Déterminer le moment fléchissant idéal Mif : .................................................................. 46
5. Calcul de module de résistance W :.................................................................................. 46
6. Calcul le diamètre de tambour moteur(d) :....................................................................... 47
VII. Calcule de flambage de pied support : .......................................................................... 47
1. Définition :........................................................................................................................ 47
2. Donnée et paramètre : ....................................................................................................... 48
3. Donnée de système : ......................................................................................................... 49
4. Dimensionnement des poutres sollicitées au flambement : .............................................. 49
VIII. Guidage en rotation des tambours : ........................................................................... 53
1. Caractéristique de palier UCP210 :................................................................................... 53
2. Calcul de durée de vie de roulement par tour : ................................................................. 54
3. Calcul de durée de vie de roulement par heures : ............................................................. 54
IX. Calcul de transmission de mouvement :........................................................................ 55
1. Choix de système de transmission :.................................................................................. 55
2. Évaluation des solutions .................................................................................................. 55
3. Calcul associes a la courroie transmission :...................................................................... 56
3.1 Détermination de puissance de service : ....................................................................... 57
3.2 Choix de section de courroie :....................................................................................... 58
3.3 Calcule de rapport de transmission K* : ....................................................................... 58
3.4 Choix des poulies normalisées d1 et d2 : ...................................................................... 58
3.5 Calcul vitesse linéaire de la corroie v :.......................................................................... 58
3.6 Calcul langueur approximative de la corroie en (mm) :............................................... 58
3.7 Calcul entraxe réel :....................................................................................................... 59
3.8 Calcul de puissance nette Pn :....................................................................................... 59
3.9 Nombre de corroie......................................................................................................... 60
X. Conclusion :................................................................................................................... 60
Conclusion général................................................................................................................... 61
.................................................................................................................................................. 62
Chapitre 5 :............................................................................................................................... 62
Dossier technique ..................................................................................................................... 62
Bibliographique........................................................................................................................ 69
Liste des figures
Figure 1 : L’organigramme de CLN .......................................................................................... 5
Figure 3 : adoucisseur d’eau....................................................................................................... 7
Figure 4 : réaction chimique des sels ......................................................................................... 8
Figure 5 : banc du sel ................................................................................................................. 9
Figure 6 : convoyeur à vis........................................................................................................ 13
Figure 7 : convoyeur à bande ................................................................................................... 14
Figure 8 : pompe à vide............................................................................................................ 15
Figure 9 : Schéma fonctionnel du système............................................................................... 17
Figure 11 : Diagramme pieuvre ............................................................................................... 19
Figure 12 : Histogramme.......................................................................................................... 23
Figure 13 : schéma vis sans fin ............................................................................................... 25
Figure 16 : Transporteur a bande ............................................................................................. 30
Figure 17 : schéma cinématique............................................................................................... 31
Figure 18 : Principaux composant d’un convoyeur a bande ................................................... 33
Figure 19 : schéma convoyeur à bande incliné ........................................................................ 34
Figure 20 : bande transporteuse ............................................................................................... 34
Figure 21 : longueur de tapie.................................................................................................... 35
Figure 22 : écartement entre les rouleaux ................................................................................ 36
Figure 23 : Schéma des efforts sur le rouleauporteur............................................................... 37
Figure 24 : effort tangentiel total.............................................................................................. 38
Figure 25 :distance support /flasque......................................................................................... 44
Figure 27 : poutre semi au flambage........................................................................................ 48
Figure 29 : palier à semelle UCP210 ....................................................................................... 53
Figure 30 : système poulie-courroie......................................................................................... 57
Figure 29 : convoyeur a bande ................................................................................................. 63
Figure 30 : châssis de convoyeur ............................................................................................. 64
Figure 31 : Tambour de renvoie............................................................................................... 65
Figure 32 : Axe tambour de renvoie......................................................................................... 65
Figure 35 : Rouleaux porteur.................................................................................................... 67
Figure 36 : Axe rouleaux porteur ............................................................................................. 67
Figure 37 : Bande a tasseaux.................................................................................................... 68
Liste des tableaux
Tableau 1 : Cahier de charge fonctionnel................................................................................. 21
Tableau 3 : note des intérêts des solutions ............................................................................... 28
Tableau 4 : Evaluation primaire des solutions ......................................................................... 28
Tableau 5 : Importance de chaque critère ................................................................................ 29
Tableau 6 : Evaluation final des solutions ............................................................................... 29
Tableau 7 : critère de résistance ............................................................................................... 49
Tableau 8 : de mesure de palier................................................................................................ 54
Tableau 9 : choix de système de transmission ......................................................................... 55
Tableau 10 : critère de choix.................................................................................................... 55
Tableau 11 : valorisation des notes .......................................................................................... 56
Tableau 12 : importance de chaque critère............................................................................... 56
Tableau 13 : Evaluation final des solutions.............................................................................. 56
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 1
Introduction générale
Le développement économique mondial actuel a créé un environnement très dynamique, où
les technologies dans tous les domaines sont devenues de plus en plus avancées, par rapport à
quelques années seulement auparavant. Cet environnement impose, donc, à toutes les
industries, toutes activités confondues, d'être toujours au diapason de ce développement, et
d'avoir des yeux vigilants sur la rude concurrence entre les industriels du même secteur. Devant
ce fait, et, ayant à faire face aussi à un client qui devient de plus en plus exigeant, les industriels
ne cessent de veiller à pousser leur productivité tout en gardant un haut niveau de qualité.
Le secteur agroalimentaire est l’un des secteurs les plus sollicités par les contraintes de la
concurrence. La Centrale Laitière du Nord "LAINO", étant une des industries les plus
importantes de ce secteur, cherche à être toujours à la hauteur de sa réputation. En effet, l’un
des facteurs déterminants de la capacité concurrentielle d’une entreprise est le processus de
production utilisé dans l’usine.
Dans le cadre d’une politique de qualité totale suivie par la Centrale Laitière du Nord, le
groupe de travail cherche toujours à maîtriser au maximum le processus en s’intéressant à
chaque élément de production. Dans ce contexte, cette centrale a proposé comme projet de fin
d’études de concevoir un système de convoyage à palettes qui permet de transporter le selvers
le silo de traitement d’eau dans le but d’améliorer la cadence de la ligne, de limiter les pertes
de temps, limiter les accédants sur l’operateurs de diminuer les rebuts, de faciliter le travail des
opérateurs et par la suite améliorer le prix de revient.
Nous présentons à travers les différents chapitres de ce rapport la démarche qu’on a suivie
pour élaborer le travail demandé :
• Le premier chapitre s’intéresse la présentation de la société.
• Le deuxième chapitre portera sur une étude bibliographique sur les convoyeurs en
présentant ces différents types et leurs caractéristiques de fonctionnement.
• Le troisième chapitre, traitera l’analyse fonctionnelle, ainsi que le choix des solutions
technologiques.
• Dans le quatrième chapitre on fera dans une première étape l'étude et le dimensionnement
des éléments technologiques et par la suite on réalisera le dessin de définition.
ISET JENDOUBA 2016/2017
Chapitre 1:Présentation
de la société
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 3
I. Introduction :
Dans cette partie nous présentons d’une manière générale le centre laitier du nord.
II. Présentation de la Laitière Centrale :
1. Désignation de l’organisme :
Raison sociale : Laitière Centrale du nord est une entreprise industrielle créée pour la
production du lait et ses dérivés.
Forme juridique : Société Anonyme
Secteur d’activité : agroalimentaire
Effectif : 365
Capital : 9 500 000 DT
Création : 1985
Coordonnées :
Adresse : Route de Beja km 4. BOUSSALEM. CP : 8170
Fax : 78644211
2. Description de l’organisme :
La société LAINO exploite une centrale laitière située à BOUSSALEM et produit du lait
stérilisé en bouteille, lait UHT, jus petit format et du produit frais (Beurre, crème fraîche,
Fromage).
Le lait frais provient des centres de collecte.
La capacité nominale de production est de 28000 l/h pour le lait UHT, et de 500 kg/h pour la
beurre.
Les sources d’énergie utilisées pour la fabrication du lait est le vapeur, l’air comprimé, l’eau de
processus, l’eau glacée et l’énergie électrique.
3. L’organisation interne de LAINO :
L’usine de fabrication du lait et ses dérivés est composée de plusieurs ateliers qui sont :
o Atelier de réception de lait cru
o Atelier de traitement et de standardisation
o Atelier de production de beurre
o Atelier de stérilisation et conditionnement du lait
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 4
o Atelier de l’UHT
o Atelier du jus
4. Les objectifs de Laitière Centrale LAINO :
 Assurer un taux minimal de non-conformité au niveau des produits, du processus et du
système.
 Garantir un rendement optimal de matière primaire sur le produit fini.
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 5
5. L’organigramme de l’entreprise :
Figure 1 : L’organigramme de CLN
Direction générale
Direction
Commercial
Direction des
ressources
humaine
Direction
technique
Direction
financières
Direction
logistiques
Laboratoires
Service de
facturation
Service de
pais
Service
juridique
Hygiène et
sécurité
Services
informatiques
Services comptabilité
Parc auto
Magasin
pièces de
rechanges
Service
d’entretien
Service
Mécaniques
Service
électriques
et
automations
Bureau de
Méthodes
Production
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 6
6. Chaine cycle de production du lait :
Figure 2 : Cycle de production
7. Description deChaine cycle de production du lait :
Avant qu’il soit traité, le lait doit passer par un processus de réception stockage lait Cru
« Réception du lait à son état d’origine ».
Contrôler la qualité du lait au laboratoire en effectuant des testes. Si les testes sont positifs, le
lait sera pompé à l’aide d’un tuyau et une pompe montée dans la cuve de lait cru.
Puis, le lait cru passe dans un dégazeur pour dégager le gaz existant dans le lait.
Une fois tout le gaz est dégagé, le lait est pompé avec une autre pompe en passant à travers un
tube relié directement à un compteur numérique pour mesurer la quantité du lait absorbée.
La quantité mesurée du lait passe dans un échangeur à plaque « Refroidisseur » pour le faire
refroidir.
Ensuite le lait refroidi arrive à des tanks de volume 40000 litres chacun.
Ce lait stocké est utilisé dans le processus de production du lait stérilisé ou UHT, beurre, crème,
fromage.
La pasteurisation s’effectue en deux étapes.
Réception du lait
Dégazage
Refroidissement par échangeur
à plaque
Pasteurisation
Standardisation
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 7
Etape 1 : c’est la phase du chauffage du lait à 45°C, qui sera traité par l’écrémeuse pour extraire
la crème.
Etape 2 : le lait dépourvu de sa crème passe au chambreur pour maintenir sa température à
76°C puis il passe par l’échangeur où il sera refroidi avec l’eau glacée à une température de
4°C.
Grâce au récupérateur la température montera lentement au retour via le tube articulé (45 à 60
mn) jusqu'à ce qu’elle atteigne 75 à 90°C. Dés que la température dépasse 75°C on peut passer
à la production.
Une fois le lait est pasteurisé il sera stocké séparément selon la destination de production.
III. Système de traitement d’eaux :
1. Introduction :
C’est le contexte de notre projet,
Chaque traitement commence par une analyse de l’effluent concerné, pour découvrir les
caractéristiques et les polluants, de façon à adapter le traitement à ses spécificités Le
principe général est toutefois basé sur l’enchainement
de plusieurs étapes au cours desquelles l’eau retrouve sa limpidité
sa pureté, de façon plus ou moins poussée, en fonction du choix de la destination de cette
eau traité. Rejet à l’égout, au milieu naturel, réutilisation agricole, tertiaire, humaine etc.
2. Schéma de l’adoucisseur :
Figure 3 : adoucisseur d’eau
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 8
TH :La quantité de calcaire détermine la dureté de l’eau dont la mesure sefait par le titre
hydrotimétrique (TH), exprimé en "degrés français" (°f).
TAC : exprime la teneur en bicarbonate et carbonate en (°f)
Na : sodium
3. Principe de fonctionnement d’un adoucisseur d’eau :
Le principe de base de l’adoucisseur d’eau est l’échange d’ions permettant de remplacer les
ions Calcium (Ca2+) et magnésium (Mg2+) du calcaire par des ions sodium (Na+), non
incrustant.
Pour cela, l’adoucisseur contient des billes en résine, dont les charges négatives sont
Neutralisées par des ions sodium. Lorsque l’eau dure, chargée en ions calcium et magnésium
passe sur les billes, les ions Na+ sont échangés avec les ions Ca2+ et Mg2+ (c’est pourquoi on
parle de Résine échangeuse d’ions). Ce phénomène est possible car naturellement les billes
chargées négativement ont plus d’affinité avec les ions possédant 2 charges positives
(divalentes)
Lorsque tous les ions Na+ sont remplacés, l’adoucissement ne peut plus se faire. Il faut donc
régénérer les billes en les nettoyant avec une solution de chlorure de sodium (NaCl)
permettant de libérer les ions Ca2+ et Mg2+ qui partent à l’égout. Pour que cet échange est
lieu, on utilise des solutions à forte concentration en chlorure de sodium.
Figure 4 : réaction chimique des sels
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 9
4. Problématique :
Au sein de la société Laitière Centrale du Nord,un problème dans la partie du traitement
de l’eau.
Le problème c’est le déplacement de sel au niveau de cuve.
Le transfert des matières premières est assuré par des transpalettes, Le dosage est assuré par
des sacs .D‘autre part, le dosage et assuré par un système de remplissage convoyeur a bande
qui nous produise de bon qualité.
En effet, Dans ces conditions, la situation est assez grave surtout dans le cadre de
mondialisation et la présence de différentes entreprises concurrentes, la production est très
grande, de bonnes qualités, la sécurité des mains d’œuvre n’est pas assurée et la production est
dépendante du rendement et des efforts des ouvriers.
Pour augmenter la quantité et améliorer la qualité des produits, on a pris la charge
d’améliorer le cycle de production et le transformer à un cycle semi-automatique dans le cadre
d’un projet de fin d’étude.
Figure 5 : banc du sel
Le système existant pour le chargement de sel se fait manuellement, qui provoque un effort de
plus de la part de l’ouvrier avec une perte du temps ainsi une mauvaise qualité du sel
(mélange)
Sac de sel
Cuve
(sel+eau)
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 10
Alors que dans la cadre de la collaboration technique avec l’ISET, la société Laitière
Centrale du Nord, nous à charge de faire une étude et conception d’un système transporteur
de sel industriel.
5. Cahier de charge :
 Étude de principe de fonctionnement.
 Etude sur les choix des systèmes.
 Calcul RDM.
 Choix des pièces selon des catalogues
 Dessin d’ensemble et de définition de
système.
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Chapitre 2 :Etude
bibliographique
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 12
I. Introduction :
La concurrence dans le secteur de convoyage est mondiale, les fabricants des convoyeurs sont
connus par leur compétences dans la fabrication des matériels destinés à des chaînes lentes ou
moyennement rapides et dans la conception des matériels souples pouvant être adaptés à une
maintenance a méliorative en fonction de divers produits.
Dans ce chapitre on commence par une présentation suivie d'une recherche
bibliographique et net graphique relative aux différents types de convoyeurs.
II. Type des systèmes transporteurs :
1. Système convoyeur à vis :
Le convoyeur à vis ou transporteur à vis est conçu pour le transfert de produits solides,
pâteux ou boueux. La technologie utilisée pour ce transfert repose sur l’utilisation d’une vis
sans âme (ou spire). Celle-ci permet un convoyage efficace sur de nombreux produits, avec des
débits pouvant atteindre 200 m3
/h. La spire utilisée est un élément important dans la conception
du convoyeur, elle permettra de remplir un certain nombre de fonctions associées au simple
convoyage.
Les avantages :
 Transfert rapide des matières
 Dosages précis
Les inconvénients :
 Encombrement maximale
 Oxydation
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 13
Figure 6 : convoyeur à vis
2. Convoyeur à bande :
Les convoyeurs à bande modulaire permettent, grâce à leur bande rigide en acétal,
d'accumuler des charges (avec frottement entre la bande et les objets transportés). La bande
est en fait une chaîne en plastique qui vient s'engrener dans des pignons également en
plastique. En termes de maintenance, l'avantage est de ne pas avoir de centrage et de tension
de bande à effectuer, contrairement à un convoyeur à bande classique.
Dans tous les cas, un convoyeur à bande se compose:
 d'un tambour de commande et de son moto réducteur
 d'un rouleau d'extrémité
 d'un châssis porteur avec une sole de glissement qui assure le soutien de la bande
 d'une bande transporteuse.
Les avantages :
 Dosages précis
 Encombrement minimale
Les inconvénients :
 Transfert lent des matières premières
ISET JENDOUBA 2016/2017
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Figure 7 : convoyeur à bande
3. Pompe à vide :
Une pompe à vide et pression est un type de pompe qui utilise un vide pour tirer une matière
liquide ou solide (poudre), vers un récipient intermédiaire ; par la suite cette matière est forcée
par pression vers sa destination finale, elle est différent type des pompe à vide utilisent aux
plusieurs technologie suivant le type de produit à transporter.
Les avantages :
 Dosages précis
 Encombrement minimale
Les inconvénients :
 risques de collage sur certains procédés
 températures internes élevées,
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 15
Figure 8 : pompe à vide
III. Conclusion :
L'étude bibliographique nous donne une idée générale concernant l'existant dans le
marché mondial, ainsi que les caractéristiques de chaque type de systèmes de transporteur.
Cette étude nous ramène a bien choisir la solution qui répond au cahier de charge fonctionnel
demandé par la société et qui s’adapte avec son environnement.
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Chapitre 3 :
Analyse Fonctionnelle
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Mehrez Mekni & Zied Hasni 17
I. Introduction :
L’analyse fonctionnelle consiste à identifier, caractériser, ordonner, hiérarchiser et valoriser
toutes les fonctions d’un produit pendant tout son cycle de vie.
Pour un produit donné, l’analyse fonctionnelle utilise deux points de vue interdépendants :
Le point de vue externe est celui de l’utilisateur qui attend du produit des services, ou des
fonctions des services.
Le point de vue interne est celui des concepteurs qui réalise des fonctions techniques capable
d’assurer les fonctions des services
II. Analyse fonctionnelle du système :
1. Fonction globale :
énergie électrique réglage operateur
Commande
Sel non transporter Sel transporter
Système de transporteur de sel industrie
Figure 9 : Schéma fonctionnel du système
Transporter le sel
Pour le traitement d’eau
A-0
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 18
2. Analyse de besoin :
c’est une démarche qui consiste a analyser un produit en l’examinant aussi bien de l’intérieur
que de l’extérieur afin de porter une attention particulière aux interactions entre les différents
éléments et son environnement .
Il s’agit d’exprimer avec précision l’objet et les limites de l’étude en posant les trois
questions suivantes :
Question1 : A qui (à quoi) le produit rend-il-service ?
Réponse : L’operateur
Question2 : sur quoi (sur qui) agit-il ?
Réponse :sel
Question3 : dans quel but ?
Réponse : transporter le sel Industriel
Pour cet effet, on place ces données dans un graphe appelé bête à corne.
Figure10 : Bête à corne
Operateur
Système transporteur
du sel industriel
Sel
Permettre de
transporter le sel
Industriel
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 19
3. Les éléments d’environnement du produit :
 Operateur.
 Sel industriel.
 Sécurité.
 Environnement.
 Maintenance.
4. Diagramme pieuvre :
Le diagramme pieuvre a pour tout de recenser les fonctions de services d’un produit. Ce
diagramme est constitué du produit au centre et autour les éléments de son environnement. Le
milieu environnant d’un produit est l’ensemble des composantes physiques, humaines,
économiques…en relation avec le produit pendant son cycle de vie (matière d’œuvre, énergie,
utilisateur, dépanneur, atmosphère…retrait du service
Fc1
Fc2
Fc4
Figure 11 : Diagramme pieuvre
5. Les fonctions de services :
FP1 : permettre à l’opérateur de remplier le sel dans le système de dosage.
Système transporteur de
sel industriel
Sel industriel
Opérateur
Sécurité
Énergie
Environnement
MaintenanceFc1
Fc3Fc4
Fc5
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Fc1 : permettre de transporter le sel.
Fc2 : permettre une maintenance facile.
Fc3 : s’adapter aux conditions de l’environnement.
Fc4 : s’adapter à l’énergie de commande.
Fc5 : Assurer la sécurité d’opérateur.
6. Caractérisation des fonctions de service :
Il s’agit de caractériser les fonctions de service par des critères qui permettent de déterminer les
exigences qualitatives et quantitatives de chaque fonction ; ces critères sont appelés critères
d’appréciation. Cette caractérisation permet de préciser le niveau de chaque critère et de donner
ses degrés de flexibilité.
La prise en compte de la flexibilité et des niveaux constitue une caractéristique fondamentale
du cahier de charges, l’indication de cette flexibilité sera par commodité exprimée par des
classes de flexibilité plutôt que les limites d’acceptation.
 Classe de flexibilité et niveaux :
1. Classe F0 : Flexibilité nulle, niveau impératif.
2. Classe F1 : Flexibilité faible, niveau peu négociable.
3. Classe F2 : Flexibilité bonne, niveau négociable.
4. Classe F3 : Flexibilité forte, niveau très négociable
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7. Cahier de charge fonctionnel :
FONCTION DE
SERVICE
CRITERE NIVEAU FLEXBILITE
PF1 : permettre à
l’operateur de
remplier le sel dans
le système de
dosage
Fc1 : permettre de
transporter le sel.
 Masse de sel
 Hauteur
 Débit
 1500 kg
 2,5
 100%
 2kg
 0,05 m
 0,5%
Fc2 : permettre une
maintenance facile.
 Pièces de
rechange
 Maniabilité
 Disponibilité
 coût de la
maintenance
 F0
 F0
Fc3 : s’adapter aux
conditions de
l’environnement.
 Température
 Humidité
 30
 4%
 F1
 F2
Fc4 : s’adapter à
l’énergie de
commande.
 Energie
électrique
 220V 380V  F1
Fc5 : Assurer la
sécurité
d’operateur.
 Niveau
acoustique
 F1
Tableau 1 : Cahier de charge fonctionnel
8. Hiérarchisation des fonctions de service:
Bien que les fonctions de service doivent être satisfaites, une analyse de leurs importances
relatives est nécessaire : pour définir le poids à affecter à chaque fonction lors de l’évaluation
du niveau de satisfaction du besoin par les fonctions en analyse fonctionnel technique(AFT).
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Hiérarchisation des fonctions de service:
Tableau 2 : Tableau d’hiérarchisation
FC1 FC2 FC3 FC4 FC5 SOMME %
Fp1 FP1 FP1 FP1 FP1 FP1 15 37,5
3 3 3 3 3
FC1 FC1 FC3 FC4 FC5 1 2,5
1 3 3 2
FC2 FC3 FC2 FC5 2 5
1 2 2
FC3 FC3 FC5 7 17,5
3 2
FC4 FC5 3 7,5
3
FC5 12 30
TOTALE 40 100
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9. Histogramme des souhaits :
Figure 12 : Histogramme
III. Diagramme FAST créatif :
1. Décomposition des fonctions de service en fonctions techniques :
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Fp1 Fc5 Fc3 Fc4 Fc2 Fc1
%
%
FP1 Permettre a l’operateur de remplir le sel dans
L’unité de traitements d’eaux
FT1
1
FT1
2
FC1
Charger la cuve par le sel
Décharger le sel
Transporter le sel
Permette de transporter le sel
FT2
1
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2. Représentation de diagramme FAST créatif :
S’adapter à l’énergie de commande
Respecter l’énergie de commandeFT3
1
FC4
FT11 : Charger le cuve par
le sel
Utiliser la gravité
U2: Utiliser un skip
U1: Interposer une trémie
d’attente
Utiliser une lameFT12 : Décharger le
Sel
W1 : Interposer un système
manuel
FT21 : Transférer le sel
X5 : vis sans fin
Système de déplacement
Système d’entrainement
FT31 : adapter à l’énergie
Du secteur
X6 : Bande transporteuse
X1 : Moteur asynchrone
X2 : Moteur réducteur
Utiliser une énergie électrique
X3 : poulies courroies
Y1 : Interposer un réseau
triphasé
Y2 : Interposer un réseau
monophasé.
Système de transmission
X4 : pompe à vide
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3. Critiques des solutions :
3.1 Solution 1convoyeur vis sans fin :
 Schéma principe :
Vis Archimède
Cuvette
Salle de traitement d’eau
Figure 13 : schéma vis sans fin
 Fonctionnement :
Le convoyeur à vis sans fin transfère le produits solides dans la cuvette jusqu’à salle de
traitement d’eau à travers vis d’Archimède.
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3.2 Solution 2 tapi roulant :
 Schéma principe :
Tapis transporteur
Tasseaux
Cuvette
Salle de traitement d’eau
Figure 13: schéma tapi roulant
 Fonctionnement :
Le convoyeur à tapie roulent transfère le produit solide dans la cuvette jusqu’à salle
de traitement d’eau à travers de tapie roulent à l’aide tasseaux.
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3.3 Solution 3 Pompe à vide :
 Schéma principe :
Salle de traitement d’eaux
Tube
Flexible
Cuve de sel Pompe à vide Moteur
Figure14 : schéma Pompe à vide
 Fonctionnement :
La pompe à vide transfère le produits solides dans la cuve de sel jusqu’à salle de
traitement d’eau à traverse de tube à l’aide une force de pression.
IV. Évaluation des solutions :
1. Valorisation des fonctions de service :
 Valorisation par critère :
Pour sélectionner l’une des trois solutions pour la fonction de service FP1, il faut voir les
critères fixés dans le cahier de charge.
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Ces critères sont les suivant :
 C1 : cout minimale.
 C2 : encombrement minimale.
 C3 : sécurité d’utilisation
 C4: simplicité d’utilisation et d’entretien.
 C5 : rapidité d’exécution.
On attribue une note n qui varie de 1 à 3 pour valoriser la solution selon les critères
choisies. On adopte le tableau suivant :
Note n Intérêt de la solution
1 Douteuse
2 Moyenne
3 Bien adapté
Tableau 3 : note des intérêts des solutions
On fait l’évaluation des trois solutions selon les critères choisies dans le cahier de charge en
utilisant le tableau ci-dessus :
Solutions
Critères
S1 S2 S3
C1 1 1 1
C2 2 3 1
C3 2 2 2
C4 2 3 2
C5 2 2 2
Tableau 4 : Evaluation primaire des solutions
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 Importance de chaque critère :
Les critères n’ont pas tous la même importance aux yeux des utilisateurs, pour cette raison, on
associe à chacun un coefficient de pondération K.la formule générale s’écrit :
NSI = ∑ 𝑛𝑗 𝑘𝑗
𝑝
𝑗=1 avec ; NSI est la note par solution et j est le nombre de critères.
Note k Importance de critère
1 Utile
2 Nécessaire
3 Importante
4 Très importante
5 Vitale
Tableau 5:Importance de chaque critère
 Valorisation de la solution :
On réalise un tableau final qui nous permet de choisir la solution la plus intéressante afin de
l’étudier et puis la réaliser
Critéres K Note n Total Note n Total Note n Total
C1 4 1 4 1 4 1 4
C2 2 24 36 1 2
C3 4 2 8 28 2 8
C4 4 2 8 312 2 8
C5 3 26 26 2 6
Total pondéré 30 36 28
Tableau 6 : Evaluation final des solutions
Solution1 Solution2 Solution3
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2. Solution retenue :
Figure 16 : Transporteur a bande
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3. Schéma cinématique de solution choisie :
1 y
x
4
3 2
6
7 8
5
Figure 17 : schéma cinématique
 1 : moteur
 2 : polie motrice
 3 : courroie
 4 : polie réceptrice
 5 : tambour motrice
 6 : tapie roulent
 7 : rouleau
 8 :tambour derenvoie
V. Conclusion :
La solution S2 posséde le total pondéré le plus élevé dons on adoptera la 2 eme solution.
M
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Chapitre 4 : Etude et
conception du convoyeur
à bande
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I. Introduction :
L’objectif de ce chapitre est de déterminer les dimensions des principaux composants du
convoyeur à bonde incliné, en tenant compte l'encombrement disponible et des autres
contraintes de exigées par l'entreprise.
Dans cette partie on va modéliser l’un des trois rouleaux avec :
 Détermination de choix de la bande transporteuse.
 Détermination du dimensionnement du tambour de commande (motrice).
 Dimensionnement des axes de guidage de tambour.
 Choix de motoréducteur.
Figure 18 : Principaux composant d’un convoyeur a bande
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II. Paramètres de conception :
1. Les donnés relatives de produit transporte :
 Produit :
-Sel (annexe1) Tapie
-Masse volumique : 0.8 t/m3.
-Granulométrie : dimension maximal jusqu’à 75 mm.
-Abrasivité : (B) moyenne abrasif.
-Angle d’éboulement : 25°.H=2.5m
 Caractéristique de L’installation :
-Hauteur : 2.5m. α=35°
-Pente : 35°.
-Utilisation : 10 à12heure par jour.
A partir des donnes fournies, on peut déterminer la vitesse, la largeur de la bande, le modèle
et type de l’écartement des stations supports. Ainsi on peut montrer la puissance absorbée et
le choix de moteur.
2. Choix de La bandetransporteuse :
On va choisi une bande a armature textile de model a tasseaux (voir l’annexe2).
Figure 20 : bande transporteuse
Dimension des tasseaux :
Tambour
Support
Figure 19 : schéma
convoyeur à bande incliné
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b = 40 mm : Largeur des tasseaux
h = 40 mm : hauteur des tasseaux
Bm = 400 mm : distance entre les deux tasseaux
A partir de l’annexe 3 on détermine :
Vitesse : V=2.3 m/s
Largeur de la bande : 500 mm
Longueur de la bande :
d1 = 250d2 =200
v
A
Figure 21 : longueur de tapie
𝐋 = 𝟐𝐀 +
𝛑
𝟐
× (𝐝𝟏 + 𝐝𝟐) +
(𝐝𝟏 − 𝐝𝟐)
𝟒𝐀
AN :
L = 2 × 3500 +
π
2
× (250 + 200) +
(250 − 200)
4 × 3500
= 𝟕𝟕𝟎𝟔. 𝟖𝟔 𝐦𝐦 ≈ 𝟕. 𝟕𝟐 𝐦
Avec
A : entraxe
d1 et d2 : diamètres des tambours menant et menée
Calculer de poids de la bande en mètre linéaire :
Soit
qb = qbn + Pprs +Ppri +1.15
Avec :
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- qb : poids de la bande en mètre linéaire
- qbn : poids de l’armature de la bande. (annexe10)
- Pprs : poids des rouleaux supérieurs est égale 5.1 Kg. (annexe11)
- Ppri = 0 car dans notre système on n’utilise pas des rouleaux inférieures.
- 1.15 Kg : épaisseur des revêtements.
AN :
Qb = 2.4 + 5.1 + 1.15 = 8.65Kg/m
3. Ecartement des stations-supports :
L’écartement maximal des stations supports en fonction de largeur de la bandetde la masse
volumique du produit transporté (voir l’annexe 4).
Figure 22 : écartement entre les rouleaux
L’écartement recommandé : a0 = 1.65 m
4. Choix des rouleaux :
Pour une bande de 500 mm et de 2.3 m/s on peut choisir des rouleaux de 89 mm de diamètre
(voir l’annexe 5).
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5. Calculer des sollicitations sur les rouleaux porteurs :
Figure 23 : Schéma des efforts sur le rouleauporteur
5.1 Calcule d’effort statique :
Soit
𝐂𝐚 = 𝐚𝟎 (
𝐪𝐛. 𝐈𝐯
𝟑. 𝟔 × 𝐕
) 𝟗. 𝟖𝟏
Or
- Ca : effort statique
- a0 :Ecartement des stations-supports (a0=1.65 m).
- qb : poids de la bande par mètre linéaire (qb=8.65 Kg/m).
- Iv : débit massique (Iv=83Kg/h).
- V : vitesse de la bande (v=2.3m/s).
AN :
Ca = 1.65 (
8.65×83
3.6×2.3
)9.81 = 0.14 daN
5.2 Calcule d’effort dynamique
𝐂𝐚𝟏 = 𝐂𝐚 × 𝐅𝐝 × 𝐅𝐦 × 𝐅𝐬
Avec :
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- Fd = 1 : coefficient de choc (annexe 6).
- Fm = 1 : coefficient de l’environnement (annexe 7).
- FS =1.1 : coefficient d’utilisation (annexe 8)
AN :
Ca1 = 0.154daN
5.3 Calculer de l’effort sur les rouleaux porteurs :
𝐂 = 𝐂𝐚 × 𝐅𝐩
Avec :
Fp = 1 : coefficient de participation (annexe 9)
AN :
C = 0.154 daN
III. Calculer des efforts tangentiels et puissance d’entrainement :
On peut déterminer l’effort tangentiel total Fu sur le pourtour du tambour en déterminer les
valeurs qRO et qG
BandeFu
Tambour
Figure 24 : effort tangentiel total
Fu : effort tangentiel
6. Calculer du poids des pièces tournantes supérieures (qRO) :
qRO=
𝐏𝐩𝐫𝐬
𝐚𝟎
Avec :
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qRO: poids des pièces tournantes supérieures
a0=1.65 m : l’écartement des rouleaux porteuse.
Pprs=5.1 Kg : poids des pièces tournantes supérieures (voir l’annexe11).
AN :
qRO=9.27 Kg/m
7. Calcul de masse de produit par mètre linéaire (qG) :
qG=
𝑰𝒗
𝟑.𝟔𝑽
Avec :
qG: masse de produit par mètre linéaire
Iv : débit massique (Iv=83Kg/h).
V : vitesse de la bande (v=2.3m/s).
AN:
qG=
𝟖𝟑
𝟑.𝟔×𝟐.𝟑
= 10.08 Kg/m
8. Calcul d’effort tangentiel total Fu :
𝐅𝐮 = [𝐋 × 𝐂𝐪 × 𝐂𝐭 × 𝐟(𝟐. 𝐪𝐛 + 𝐪𝐠 + 𝐪𝐑𝐔 + 𝐪𝐑𝐎) + (𝐪𝐆 + 𝐇)]𝟗. 𝟖𝟏
Avec:
Fu =effort tangentiel total
L = 3.5 : entraxe de convoyeur.
Cq = 6 : coefficient de résistance fixe(annexe 12).
Ct = 1 : coefficient de résistance passive(annexe 13).
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f = 0.01675 : coefficient de frottement de frottement des pièces tournante (annexe 14).
qb = 6.6 5 Kg /m: poids de la bande par mètre linéaire
qG= 10.08 Kg/m:poids de produit transportépar mètre linéaire
qRO= 9.27 Kg/m : poids de partie tournants supérieurs
H : 2.5 m
AN :
Fu= 25.478 daN
9. Calcul de puissance d’entrainement :
Etant donne l effort tangentiel total Fu sur le pourtour de tambour d’entrainement, la vitesse
de la bande V la puissance minimale d’entrainement est de :
𝐩𝐦 =
𝐅𝐮 × 𝐕
𝟕𝟓
Pm : puissance minimal d’entrainement
AN :
pm = 781.35 W
D’ après la bague du choix des motoréducteurs on choisit un moteur de puissance
p > 𝑝𝑚(voir l’annexe 29)
Puissance : P= 1100 w
Couple : Cm = 33.1 N.m
Vitesse de rotation : Nm =280 tr/min
IV. Calcul de tension d’entrainement :
Il est nécessaire de prendre en considération les différentes tentions qui doivent être vérifiées
dans un convoyeur ayant système d’entraimant de bande motorisé.
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Tentions T1 et T2 l’effort tangentiel total Fu sur la concurrence du tambour correspondant à
la différence entre les tensions T1 (coté entrée) et T2 (coté sortie. On en déduit le couple
nécessaire pour mettre en mouvement la bande et à transmettre la puissance.
En ce déplaçant du point A au point B (figure24) la tension de la bande passe
exponentiellement d’une valeur T1 à une valeur T2.
Figure 24 : tension de la bande
1. Calcul de tension d’entrainement de tambour :
𝐓𝟐 = 𝐅𝐮 × 𝐂𝐰
Avec :
Cw =1.2 : coefficient d enroulement (annexe 16)
AN :
T2=30.57 daN
2. Calcul de tension en aval de tambour :
𝐓𝟏 = 𝐅𝐮 + 𝐓𝟐
AN :
T1 =56.048 daN
V. Les tambours :
On a choisi le diamètre de tambour de commande Ø =250 mm donc d’après l annexe 17 on
trouve les diamètres des autres tambours :
 Diamètre de tambour moteur Dm =250 mm.
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 Diamètre de tambour de renvoie Dr =200mm.
1. Calcul de vitessede rotation, couple et puissance de tambour :
1.1 Calcul de vitesse de rotation du tambour moteur nt :
On a
Dt= 250mm
Vitesse de la bande est de 2.3 m/s
𝐕 = 𝐑𝐭 × 𝛚𝐭
𝛚𝐭 =
𝐕
𝐑𝐭
= 18.4 rad/s
Donc :
𝐍𝐭 =
𝟔𝟎 × 𝛚𝐭
𝟐𝛑
AN :
Nt=175.796 tr/min
1.2 Calcul de couple de tambour :
𝐂𝐭 = 𝐅𝐮 × 𝐑𝐭
AN:
Ct= 31.847 N.m
1.3 Calcul de puissance de tambour :
𝐏𝐭 = 𝐂𝐭 × 𝛚𝐭
AN:
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Pt= 585.984 W
2. Calcul de volume, masse et poids de tambour :
2.1 Choix du tambour :
L : langueur du tambour L=550 mm
D : diamètreextérieure de tambour D=250mm
d: diamètre intérieure de tambour d=200 mm
𝜌: Masse volumique de l’acier 𝜌=8000
m :masse de sel 25 kg
Alors on doit déterminer les efforts totaux appliqués sur le tambour.
2.2 Calcul volume de tambour de commande VT :
𝐕𝐓 =
𝛑(𝐃 𝟐
− 𝐝 𝟐)
𝟒𝐋
AN:
VT =0.0097 m3
≈ 0.01 m3
2.3 Calcul de la masse de tambour de commande mt :
𝐦𝐭 = 𝛒 × 𝐕𝐓
AN:
mt=80 kg
2.4 Calcul de poids de tambour :
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qt= 𝐦 × ‖𝐆‖
qt = 80×10 = 800 N = 80 daN
3. Caractéristiques du tambour de commande :
D =250 mm : diamètre du tambour.
qt=80 daN : poids de tambour.
NT=175.79 tr/min : nombre de tour de tambour moteur
ag=0.1025m : distance entre les supports et les flasques du tambour
Figure 25 :distance support /flasque
VI. Dimensionnement de tambour de commande :
L’axe des tambours de commande sont soumis en alternance à des flexions et à des torsions,
entrainant des rupteurs et de fatigue.
Pour calculer correctement le diamètre de l’axe, il est nécessaire de déterminer le moment
fléchissant MF et le moment de torsion MT.
Le moment fléchissant de l’axe est le résultat de la somme de vecteurs des tensions T1 et T2
et de poids du tambour qt.
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T1 T2
Pour déterminer le diamètre de l’axe de tambour, il faut déterminer les valeurs suivantes :
 La résultante des tensions Cp.
 Le moment fléchissant MF.
 Le moment de torsion MT.
 Le moment fléchissant idéal Mif.
 Le module de résistance W.
1. Calcul de la résultante des tensions Cp :
Cp =√(𝑻𝟏 + 𝑻𝟐) 𝟐 + 𝒒𝒕 𝟐
Avec
Cp :résultante des tensions
T1 : tension en aval de tambour
T2 : tension d’entrainement de tambour
qt : poids de tambour daN.
T1
T2
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AN :
Cp=117.909 daN
2. Calcul de moment fléchissant Mf :
L’axe du tambour est soumis à une flexion simple soit :
𝐌𝐟 = (
𝐂𝐩
𝟐
) × 𝐚𝐠
AN:
Mf =59.057 daN.m
3. Calcul moment de torsion Mt :
L’axe du tambour est soumis une torsion soit :
𝐌𝐭 =
𝐏
𝐍
× 𝟗𝟓𝟒. 𝟗
P : puissance de moteur avec P= 0.781 kW
AN :
Mt=4.24 daNm
4. Déterminer le moment fléchissant idéal Mif :
𝐌𝐢𝐟 = √(𝐌𝐅) 𝟐 + 𝐌𝐭 𝟐 × 𝟎. 𝟕𝟓
AN:
Mif =59.215 daN m
5. Calcul de module de résistance W :
𝐖 =
𝟏𝟎𝟎𝟎 × 𝐌𝐢𝐟
𝛔𝐚𝐦𝐦
Avec :
σamm : 7.82 daN /mm2
:contrainte admissible de l’acier C40.
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AN :
W = 7168.8 mm3
6. Calcul le diamètre de tambour moteur(d) :
d=√
𝑾∗𝟑𝟐
𝝅
𝟑
AN:
d=42.56 mm
D’après le calcul précédant, nous avons obtenue comme résultat de diamètre de tambour (d >
42.56), mais d’après l’annexe les guides standard des tambours SGT annexe on a le diamètre
le plus proche de cette valeur est 50 mm pour ce la on doit prendre cette valeur (d = 50 mm)
comme diamètre de rouleaux.
VII. Calcule de flambage de pied support :
1. Définition :
Lorsqu’une pièce en forme rectiligne suffisamment longue subit un effort axial croisant
tendant à la raccourcir on observe successivement deux types de sollicitations.
Pour une charge axiale F inférieure à une limite notée Fc(charge critique), la poutre est
comprimée, elle reste rectiligne et raccourcit.
Lorsque la charge axiale F atteint Fc, la poutre fléchit brusquement et se rompt très vite. On
observe que la flexion se produit suivant la direction (y ), I (G, Z) étant les plus faibles
moments quadratiques de la section droite de la poutre.
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Figure 27 : poutre semi au flambage
Principe : la charge critique (Fc) ne doit jamais être atteinte.
2. Donnée et paramètre :
Choix de la poutre :
Forme :rectangulaire creux
Matériaux choisie :acier E300
Limite élastique : Re = 295 MPaFigure 28 : poutre choisie
Module de Young : E =2.105
Pa
Contrainte pratique de compression : 𝜎𝑝𝑒 =100 MPa
Charge admissible :déterminer par le tableau de critère de résistance
Charge critique d’Euler :Fc =
𝜋2.𝐸.𝐼𝐺𝑧
λ2
Longueur de flambage (mm) lorsque La poutre est encastrée par rapport à les deux cotés:
L =
l
2
Avec l : la longueur de la poutre
Elancement de la poutre(sans unité) : λ =
L
ρ
y
x
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Elancement critique(ne dépend que de la nature du matériau) :λc = √π2×E
Re
S : air de la section droite (mm2) (poutre rectangulaire creux) : S = A2
-a2
Le moment quadratique(mm4
) :IGz =
A4−a4
12
Le rayon giration 𝝆 de la section droite (mm):ρ = √
IGz
S
Critère de résistance :
Selon la valeur de l’élancement de la poutre, la charge limite Fadm est donnée par l’une
destrois relations (poutre, acier).
Poutres courtes λ < 20 Poutres moyennes 20 <λ <100 Poutres élancées λ >
100
Compression simple
𝐹𝑎𝑑𝑚 = 𝜎𝑝𝑒 × 𝑆
Formule expérimentale de
Rankine
𝐹𝑎𝑑𝑚 =
𝜎𝑝𝑒 × 𝑆
1 + (
λ2
λc
)2
Formule d’Euler
𝐹𝑎𝑑𝑚 =
𝜎𝑝𝑒 × 𝑆
2(
λ1
λc
)2
Tableau 7 : critère de résistance
3. Donnée de système :
Longueur des poutres :
Poutre 1 = 2250 mm
Poutre 2 = 1496 mm
Poutre 3 =742.5 mm
La poutre est encastrée de deux extrémités, la longueur libre de flambage 𝑙1 =
𝐿
2
4. Dimensionnement des poutres sollicitées au flambement :
Calcul :
Élancement critique :
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𝛌𝐜 = √
𝛑 𝟐 × 𝐄
𝐑𝐞
𝛌𝐜 = √ 𝛑 𝟐×𝟐×𝟏𝟎 𝟓
𝟐𝟗𝟓
= 81.8(Sans unité)
Le moment quadratique :
𝐈𝐆𝐳 =
𝐀 𝟒
− 𝐚 𝟒
𝟏𝟐
IGz = 37888 mm4
Air de la section droite (poutre rectangulaire creux):S = A2
– a2
S = 384 mm2
Le rayon giration 𝝆de la section droite :
𝛒 = √
𝐈𝐆𝐳
𝐒
ρ = √
37888
384
= 9.93 mm
Calculflambage de la poutre 1 : F
Longueur de flambage est 𝑙1 =
𝐿1
2
= 1125 mm.
Elancement de la poutre 1 : Modélisation
𝛌𝟏 =
𝒍𝟏
𝝆
AN :
λ1 =113.29
Alors: λ1 > 100 la poutre sera calculer au flambage en utilisant la formule d’Euler.
Calcul force admissible :
𝑙1
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𝑭𝟏 =
𝝈𝒑𝒆 × 𝑺
𝟐(
𝛌𝟏
𝛌𝐜
) 𝟐
AN :
F1 = 10 .103
N
Calculflambage de la poutre 2 :
Longueur de flambage est 𝑙2 =
L2
2
= 748 mm
Elancement de la poutre 2 :
𝛌𝟐 =
𝒍𝟐
𝝆
AN :
λ2 = 75.32
Alors : 20 ≤ λ2 ≤ 100 la poutre sera calculer au flambage en utilisant la formule de Rankine.
Calcul force admissible :
𝑭𝟐 =
𝝈𝒑𝒆 × 𝑺
𝟏 + (
𝛌𝟐
𝛌𝐜
) 𝟐
F2 = 20,78 .103
N
Calculflambage de la poutre 3 :
Longueur de flambage estl3 =
L3
2
= 371.25 mm
Elancement de la poutre 3 :
𝛌𝟑 =
𝒍𝟑
𝝆
AN :
λ3 = 37.38
F
Modélisation
𝑙2
Modélisation
F
𝑙3
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 52
Alors :20 ≤ λ3 ≤ 100la poutre sera calculer au flambage en utilisant la formule de Rankine.
Calcul de forceadmissible :
AN :
𝑭𝟑 =
𝝈𝒑𝒆 × 𝑺
𝟏 + (
𝛌𝟑
𝛌𝐜
) 𝟐
F3 =31,76 .103
N
La charge critique d’Euler FCne doit jamais être atteinte. Il faut donc chercher une charge
Admissible Fadmsur la poutre pour qu’elle reste stableen toute sécurité (Fc> Fadm ).
Pour la stabilité de la poutre en toute sécurité, on acalculé la charge critique Fc1, Fc2, Fc3
correspondant aux poutres 1, poutre 2 et poutre 3 avec leurs conditions :
𝑭𝒄𝟏 =
𝝅 × 𝑬 × 𝑰𝑮𝒛
(𝛌𝟏) 𝟐
AN:
Fc1 = 59.103
N
Fc1> F1 : la poutre reste stable pas de flambage.
𝐅𝐜𝟐 =
𝛑 × 𝐄 × 𝐈𝐆𝐳
(𝛌𝟐) 𝟐
AN :
Fc2 = 134,75.103
N
Fc2> F2: la poutre reste stable pas de flambage.
𝐅𝐜𝟑 =
𝛑 × 𝐄 × 𝐈𝐆𝐳
(𝛌𝟑) 𝟐
AN :
Fc3 =542,47.103
N
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Fc3 > F3: la poutre reste stable pas de flambage.
VIII. Guidage en rotation des tambours :
Figure 29 : palier à semelle UCP210
On a comme diamètre de l’axe du tambour (d =50 mm) ; d’après le catalogue de construction
SKF (voir l’annexe) , on choisit pour chacun des tambours :
Deux paliersà semelle UCP210 pour roulements type BC avec manchon de serrage.
1. Caractéristique de palier UCP210 :
Diamètre de palier : 50 mm
Durée de vie d’un palier auto-aligneur UCP210 dans les conditions suivantes :
Fr =2 KN: charge axial
Fa = 1.7 KN: charge radial
Nt =175.79 tr/min
C =35.1 KN : charge dynamique de base.
C0 =23.2 KN : charge statique de base radiale
Charge de palier équivalent dynamique :
𝐏 = 𝐗 × 𝐅𝐫 + 𝐘 × 𝐅𝐚
Avec
P :Charge de palier équivalent dynamique
X : facteur radial
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Y : facteur axial
𝐅𝐚
𝐂𝟎
=
1.7
23.2
= 0.073
𝐅𝐚
𝐅𝐫
=
1.7
2
= 0.85
A partir de tableau
𝐅𝐚
𝐂𝟎
=0.073, e ≈ 0.28 est déterminé
et
𝐅𝐚
𝐅𝐫
= 0.85> e
X = 0.56 , Y = 1.55
P = 0.56 × 2 + 1.55 × 1.7 = 3.76 KN
2. Calcul de durée de vie de roulement par tour :
𝐋𝟏𝟎 = (
𝐂
𝐏
)
𝐊
𝐋𝟏𝟎 = (
𝟑𝟓.𝟏
𝟑.𝟕𝟔
)
𝟑
= 𝟖𝟏𝟑 𝐦𝐢𝐥𝐢𝐨𝐧 𝐭𝐨𝐮𝐫
Avec C : charge dynamique de base.
K : coiffions pour les roulements à billes.
3. Calcul de durée de vie de roulement par heures :
𝐋𝟏𝟎𝐡 = (
𝐂
𝐏
)
𝐊
×
𝟏𝟎 𝟔
𝟔𝟎.𝐍𝐭
L10h = (
35.1
3.76
)
3
×
106
60 × 176.79
= 76644 h
La durée de vie la vie théorique du palier UCP210 est de 76644 heures dans des conditions de
service normales.
𝐅𝐚
𝐂𝟎
e 𝐅𝐚
𝐅𝐫
≤ 𝐞
𝐅𝐚
𝐅𝐫
> 𝐞
X Y X Y
0.014 0.19 2.30
0.028 0.22 1.99
0.056 0.26 1.77
0.084 0.28 1.55
0.110 0.30 1 0 0.56 1.44
0.170 0.34 1.31
0.280 0.38 1.15
0.420 0.42 1.04
0.560 0.44 1.00
Tableau 8 : de mesure de palier
e : valeur limite.
C0 : charge statique de base radiale
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IX. Calcul de transmission de mouvement :
1. Choix de système de transmission :
N° Système Avantage Inconvénient
1
Moteur et système poulie courroie - Transmission
silencieuse.
- Cout réduit
- Montage et
démontage
facile
- Duré de vie
limitée
- Glissement
2
Motoréducteur et système pignon-
chaine
- Longe durée
de vie
- Grande
entraxe entre
les pignons
- Entrainement
de plusieurs
arbres en
même temps
- Vitesse de
rotation plus
faible
- Cassure des
dents
- Risque de
coupure de
chaine
- Lubrification
nécessaire
3 Motoréducteur et engrenage - Système
simple
- Plus sécurité
- Faible usure
- Cout réduit
- Durant
l’engrènement,
les dents en
prise
fléchissent
4 Motoréducteur et accouplement - Moins
couteux
- Facile à
réparer et
déviation des
deux arbres
- Risque de
rupture des vis
de fixation de
l’arbre
Tableau 9 : choix de système de transmission
2. Évaluation des solutions
Pour sélectionner l’une des 4 solutions en suivre le démarche de sélectionnée le système de
transporteur.
Référence Critère et désignation
C1 Cout
C2 Stabilité
C3 Maintenance
Tableau 10 : critère de choix
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Notre Intérêt de la solution
1 Douteuse
2 Moyenne
3 Bien adopté
Tableau 11 : valorisation des notes
K Importance de critère
1 Utile
2 Nécessaire
3 Important
4 Très important
5 Vitale
Tableau 12 : importance de chaque critère
Valorisation global :
K S1 S2 S3 S4
Note Total Note Total Note Total Note Total
C1 4 3 12 2 8 1 4 2 8
C2 3 2 6 2 6 3 9 2 6
C3 3 3 9 2 6 1 3 3 9
Total pondéré 27 20 16 23
Tableau 13: Evaluation final des solutions
On fait la comparaison entre les solutions selon les différents critères (cout, stabilité et
maintenance) on a trouvé que la solution S1 a plus de point total pondéré.
3. Calcul associes a la courroie transmission :
Pour la transmission de mouvement en rotation entre le moteur électrique el la polie
réceptrice, on a choisi un système par courroie trapézoïdale pour les raison suivants :
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 57
 Une possibilité de glissement (corroie/poulie) dans le cas de forte charge transmise.
 Le non nécessite de lubrification.
 Un entretien limite ou réglage périodique de la tension initiale.
 Un fonctionnement silencieux.
 Un bon rendement.
 Montage et de montage facile.
Calcul :
Figure 30 : système poulie-courroie
P = 1.1 KW
Nm = N1=280 tr/min
Nt = N2=175.79 tr/min
3.1 Détermination de puissance de service :
Facteur de service Ks (voir l’annexe19)
Ks = 1.2
Puissance de service : 𝐏𝐬 = 𝐏𝐦 × 𝐊𝐬
On a Pm = 1.1 kw
AN:
Ps = 1.1 * 1.2=1.32 KW
Ps = 1.1 × 1.2 = 1.32 KW
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Mehrez Mekni & Zied Hasni 58
3.2 Choix de section de courroie :
D après l’annexe 20 renseigne sur la valeur de S en fonction de Pc et N.
N=N1 si N1>N2
N=N2 si N2 >N1
Donc d’aprèsl annexe la section de courroie a retenir est de type : XPA
3.3 Calcule de rapport de transmission K* :
K* permet le choix d’un couple de polies normalisées.
K*=N2/N1 si N2 >N1
K*=N1/N2 si N1>N2
On a N1>N2 donc
K*= N1/N2
AN :
K*=280/175.79 =1.59
3.4 Choix des poulies normalisées d1 et d2 :
L’annexe 21 propose un couple de poulies normalisées offrant un rapport K* proche de 1.59.
d1=95 mm
d2=150mm
3.5 Calcul vitesse linéaire de la corroie v :
V=d1*N1/175.79 ou V=d2*N2/175.79
AN :
V= 280*/175.79 =1.51 m/s
3.6 Calcul langueur approximative de la corroie en (mm) :
𝐋 = 𝟐𝐞𝐫 +
𝛑
𝟐
× (𝐝𝟏 + 𝐝𝟐) +
(𝐝𝟐 − 𝐝𝟏) 𝟐
𝟒𝐞𝐫
Avec er :entraxe
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Mehrez Mekni & Zied Hasni 59
AN :
L = 2 × 550 +
π
2
× (95 + 150) +
(150 − 95)2
4A
= 1484.87 mm
L’annexe 22 propose une gamme de langueurs normalisées dont l’une se rapproche de La.
Donc La =1500 mm
3.7 Calcul entraxe réel :
𝐞𝐫 =
𝟏
𝟐
[𝐊 − 𝐟𝟏 × |𝐝𝟏 − 𝐝𝟐|]
Avec :𝐊 = 𝐋 − (
𝛑
𝟐
× (𝐝𝟏 + 𝐝𝟐))
L’annexe 23 renseigne sur la valeur de l’entraxe f1, fonction de rapport
|𝑑1−𝑑2|
𝐊
k=1500 – 1.57 × (95 +150)
k=1500
|𝑑1−𝑑2|
𝐊
=0.036 ≈ 0.04
f1= 0.02
er =1/2[1500-0.02×|95 − 150|]= 749.45
3.8 Calcul de puissance nette Pn :
La puissance nette Pn et calculée par la relation suivant :
Pn= (Pb+Pa1+Pa2) ×f2×f3
Avec
Pb =1.21 KW : la puissance de basse en fonction de d (d1 ou d2)et N (N1 ou N2) (voir
l’annexe 24)
Pa1 =0.06 KW : est une puissance additionnelle enfonction du rapport de transmission K*
(voir l’annexe 25)
Pa2=0.13 KW : est la puissance additionnelle en fonction de la durée de vie (voir l’annexe26)
Soit :
𝐏𝐚𝟐 =
𝐍𝟏. 𝐝𝟏
𝟐𝟎𝟐𝟗𝟐𝟐
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 60
Pa2 = 0.13 KW
f2=0.99 : est le facteur d’enroulement fonction de Q =
|𝑑1−𝑑2|
er
(voir l’annexe 27)
f3= 0.93 : est le facteur de correction de langueur (voir l’annexe 28)
AN :
Pn = (1.21 +0.06 +0.13) ×0.99×0.93
Pn = 1.28 kW
3.9 Nombre de corroie
b= Ps/Pn
1.32/1.28 =1.03 soit un brin (b =1)
X. Conclusion :
A travers de ce chapitre on à déterminé les démentions pour faire la conception de convoyeur
à bande incliné.
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 61
Conclusion général
Notre sujet à été proposé dans le but de réaliser l’étude et la conception d’un convoyeur
à bande incliné qui pourrait être installé dans la Centrale Laitière du Nord.
L'étude bibliographique nous a permis d'avoir une idée générale sur les convoyeurs existants
dans le marché mondial, ainsi que les caractéristiques de chaque type de convoyeur. Elle nous a
orientés pour le choix de type de convoyeur qui répond au cahier de charge fonctionnel demandé
par la société et qui s’adapte avec son environnement.
Les visites effectuées à l'entreprise nous ont permis de nous rapprocher de la réalité du monde
industriel et d'analyser la situation actuelle de transport utilisée dans l'entreprise.
A travers l'analyse fonctionnelle que nous avons effectuée nous avons pu choisir le convoyeur
qui répond aux exigences de cahier de charge fonctionnelle proposé par la société. Celui-ci est à
chaines.
Une étude mécanique relative aux différents composants de notre système à été réalisée. Le
choix des composants standards d'une part et la vérification à la résistance mécanique de la
structure d'autre part, ont été faites à partir d'un calcul analytique.
Une conception complète de notre système a été faite (élaboration de dessin d'ensemble et des
dessins de définition) en utilisant le logiciel SolidWorks.
Enfin, nous pouvons confirmer que le déroulement de ce projet nous a offert une réelle
opportunité afin de nous familiariser avec l’environnement de travail de technicien supérieur et
de relever les contraintes et les exigences du milieu industriel. Ce projet constitue aussi, une
expérience professionnelle riche et fructueuse aussi bien sur le plan technique que sur le plan
relationnel.
ISET JENDOUBA 2016/2017
Mehrez Mekni & Zied Hasni 62
Chapitre 5 :
Dossier technique
Mehrez Mekni & Zied Hasni 63
Figure 29 : convoyeur a bande
Mehrez Mekni & Zied Hasni 64
Figure 30 : châssis de convoyeur
Mehrez Mekni & Zied Hasni 65
Figure 32 : Axe tambour de renvoie
Figure 31 : Tambour de renvoie
Mehrez Mekni & Zied Hasni 66
Figure 33 : Tambour de commande
Figure 34 : Axe tambour de commande
Mehrez Mekni & Zied Hasni 67
Figure 35 : Rouleaux porteur
Figure 36 : Axe rouleaux porteur
Mehrez Mekni & Zied Hasni 68
Figure 37 : Bande a tasseaux
Mehrez Mekni & Zied Hasni 69
Bibliographique
 Cours mécanique d’isetJendouba:
- Cours RDM : sollicitation composé.
- Construction mécanique : transmission mécanique, système polie courroie, variateur
de vitesse, type de roulement…
 Guide dessinateur industriel : Auteur Chevalier
 Catalogue BLOCS PALIERS AUTO_ALIGNEURS des paliers SKF
 Ancien rapport au bibliothèque d’isetJendouba.
 [PDF] travaux-dirigees-de-resistance-des-materiaux-corrige
 [PDF] Etude-et-dimensionnement-dun-Raji-Sakina_522-1
 https://fr.slideshare.net/khawkhitajellouli/dimensionnement-dun-convoyeur-a-bande-
kj
 http://docplayer.fr
 www.somefie.com
 www.wikipedia.com
 http://www.icontacts.fr/convoyeur-transporteur-a-rouleaux-calcul-ft.awp
 http://www.conveyors.it/fr/mom/prodotti/frtarulli.html
 http://www.icontacts.fr/convoyeur-transporteur-a-rouleaux-calcul-ft.awp
 Logiciel solidworks

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  • 1. Nous tenons à exprimer nos sincères remerciements à chaque personne qui a contribué de près ou de loin et qui a participé au bon déroulement du projet fin d’études dans les meilleures conditions. Nos remerciements s’adressent en particulier à : L’entreprise CLN qui nous a acceptés et qui nous a offert les documents et les informations nécessaires pour bien saisir et comprendre leurs activités ainsi que tous les personnels de l’entreprise. Mr JDIDI JAMEL qui nous a encadrés tout au long de ce projet avec une bonne humeur. Et n’oubliant pas d’exprimer nos vifs remerciements à tous les membres du jury qui ont acceptés d’évaluer notre travail.
  • 2. Sommaire Introduction générale.................................................................................................................. 1 Chapitre 1:Présentation de la société ......................................................................................... 2 I. Introduction :....................................................................................................................... 3 II. Présentation de la Laitière Centrale : .............................................................................. 3 1. Désignation de l’organisme : .............................................................................................. 3 2. Description de l’organisme :............................................................................................... 3 3. L’organisation interne de LAINO :..................................................................................... 3 4. Les objectifs de Laitière Centrale LAINO :........................................................................ 4 5. L’organigramme de l’entreprise : ....................................................................................... 5 6. Chaine cycle de production du lait : ................................................................................... 6 7. Description deChaine cycle de production du lait :............................................................ 6 III. Système de traitement d’eaux : ....................................................................................... 7 1. Introduction :....................................................................................................................... 7 2. Schéma de l’adoucisseur :................................................................................................... 7 3. Principe de fonctionnement d’un adoucisseur d’eau : ........................................................ 8 4. Problématique : ................................................................................................................... 9 5. Cahier de charge : ............................................................................................................. 10 .................................................................................................................................................. 11 Chapitre 2 :Etude bibliographique ........................................................................................... 11 I. Introduction :..................................................................................................................... 12 II. Type des systèmes transporteurs :................................................................................. 12 1. Système convoyeur à vis :................................................................................................. 12 2. Convoyeur à bande : ......................................................................................................... 13 3. Pompe à vide :................................................................................................................... 14 III. Conclusion :................................................................................................................... 15 Chapitre 3 : Analyse Fonctionnelle.......................................................................................... 16 I. Introduction :..................................................................................................................... 17 II. Analyse fonctionnelle du système :............................................................................... 17 1. Fonction globale : ............................................................................................................. 17
  • 3. 2. Analyse de besoin : ........................................................................................................... 18 .................................................................................................................................................. 18 3. Les éléments d’environnement du produit :...................................................................... 19 4. Diagramme pieuvre :......................................................................................................... 19 5. Les fonctions de services : ................................................................................................ 19 6. Caractérisation des fonctions de service :......................................................................... 20 7. Cahier de charge fonctionnel : .......................................................................................... 21 8. Hiérarchisation des fonctions de service:.......................................................................... 21 9. Histogramme des souhaits : .............................................................................................. 23 III. Diagramme FAST créatif :............................................................................................ 23 1. Décomposition des fonctions de service en fonctions techniques :.................................. 23 2. Représentation de diagramme FAST créatif :................................................................... 24 3. Critiques des solutions :.................................................................................................... 25 3.1 Solution 1convoyeur vis sans fin : ................................................................................ 25 3.2 Solution 2 tapi roulant :................................................................................................. 26 3.3 Solution 3 Pompe à vide : ............................................................................................. 27 IV. Évaluation des solutions :............................................................................................. 27 1. Valorisation des fonctions de service : ............................................................................. 27 2. Solution retenue : .............................................................................................................. 30 3. Schéma cinématique de solution choisie : ....................................................................... 31 V. Conclusion :................................................................................................................... 31 .................................................................................................................................................. 32 Chapitre 4 : Etude et conception du convoyeur à bande.......................................................... 32 I. Introduction :..................................................................................................................... 33 II. Paramètres de conception :............................................................................................ 34 1. Les donnés relatives de produit transporte : ..................................................................... 34 2. Choix de La bandetransporteuse :..................................................................................... 34 3. Ecartement des stations-supports :.................................................................................... 36 4. Choix des rouleaux : ......................................................................................................... 36 5. Calculer des sollicitations sur les rouleaux porteurs :....................................................... 37 5.1 Calcule d’effort statique :.............................................................................................. 37 5.2 Calcule d’effort dynamique........................................................................................... 37 5.3 Calculer de l’effort sur les rouleaux porteurs :.............................................................. 38
  • 4. III. Calculer des efforts tangentiels et puissance d’entrainement : ..................................... 38 6. Calculer du poids des pièces tournantes supérieures (qRO) :............................................. 38 7. Calcul de masse de produit par mètre linéaire (qG) : ........................................................ 39 8. Calcul d’effort tangentiel total Fu :................................................................................... 39 9. Calcul de puissance d’entrainement :................................................................................ 40 IV. Calcul de tension d’entrainement :................................................................................ 40 1. Calcul de tension d’entrainement de tambour : ................................................................ 41 2. Calcul de tension en aval de tambour : ............................................................................. 41 V. Les tambours : ............................................................................................................... 41 1. Calcul de vitessede rotation, couple et puissance de tambour :........................................ 42 1.1 Calcul de vitesse de rotation du tambour moteur nt :.................................................... 42 1.2 Calcul de couple de tambour :....................................................................................... 42 1.3 Calcul de puissance de tambour :.................................................................................. 42 2. Calcul de volume, masse et poids de tambour :................................................................ 43 2.1 Choix du tambour :........................................................................................................ 43 2.2 Calcul volume de tambour de commande VT :............................................................. 43 2.3 Calcul de la masse de tambour de commande mt : ....................................................... 43 2.4 Calcul de poids de tambour :......................................................................................... 43 3. Caractéristiques du tambour de commande : .................................................................... 44 VI. Dimensionnement de tambour de commande :............................................................. 44 1. Calcul de la résultante des tensions Cp :........................................................................... 45 2. Calcul de moment fléchissant Mf : ................................................................................... 46 3. Calcul moment de torsion Mt : ......................................................................................... 46 4. Déterminer le moment fléchissant idéal Mif : .................................................................. 46 5. Calcul de module de résistance W :.................................................................................. 46 6. Calcul le diamètre de tambour moteur(d) :....................................................................... 47 VII. Calcule de flambage de pied support : .......................................................................... 47 1. Définition :........................................................................................................................ 47 2. Donnée et paramètre : ....................................................................................................... 48 3. Donnée de système : ......................................................................................................... 49 4. Dimensionnement des poutres sollicitées au flambement : .............................................. 49 VIII. Guidage en rotation des tambours : ........................................................................... 53 1. Caractéristique de palier UCP210 :................................................................................... 53
  • 5. 2. Calcul de durée de vie de roulement par tour : ................................................................. 54 3. Calcul de durée de vie de roulement par heures : ............................................................. 54 IX. Calcul de transmission de mouvement :........................................................................ 55 1. Choix de système de transmission :.................................................................................. 55 2. Évaluation des solutions .................................................................................................. 55 3. Calcul associes a la courroie transmission :...................................................................... 56 3.1 Détermination de puissance de service : ....................................................................... 57 3.2 Choix de section de courroie :....................................................................................... 58 3.3 Calcule de rapport de transmission K* : ....................................................................... 58 3.4 Choix des poulies normalisées d1 et d2 : ...................................................................... 58 3.5 Calcul vitesse linéaire de la corroie v :.......................................................................... 58 3.6 Calcul langueur approximative de la corroie en (mm) :............................................... 58 3.7 Calcul entraxe réel :....................................................................................................... 59 3.8 Calcul de puissance nette Pn :....................................................................................... 59 3.9 Nombre de corroie......................................................................................................... 60 X. Conclusion :................................................................................................................... 60 Conclusion général................................................................................................................... 61 .................................................................................................................................................. 62 Chapitre 5 :............................................................................................................................... 62 Dossier technique ..................................................................................................................... 62 Bibliographique........................................................................................................................ 69
  • 6. Liste des figures Figure 1 : L’organigramme de CLN .......................................................................................... 5 Figure 3 : adoucisseur d’eau....................................................................................................... 7 Figure 4 : réaction chimique des sels ......................................................................................... 8 Figure 5 : banc du sel ................................................................................................................. 9 Figure 6 : convoyeur à vis........................................................................................................ 13 Figure 7 : convoyeur à bande ................................................................................................... 14 Figure 8 : pompe à vide............................................................................................................ 15 Figure 9 : Schéma fonctionnel du système............................................................................... 17 Figure 11 : Diagramme pieuvre ............................................................................................... 19 Figure 12 : Histogramme.......................................................................................................... 23 Figure 13 : schéma vis sans fin ............................................................................................... 25 Figure 16 : Transporteur a bande ............................................................................................. 30 Figure 17 : schéma cinématique............................................................................................... 31 Figure 18 : Principaux composant d’un convoyeur a bande ................................................... 33 Figure 19 : schéma convoyeur à bande incliné ........................................................................ 34 Figure 20 : bande transporteuse ............................................................................................... 34 Figure 21 : longueur de tapie.................................................................................................... 35 Figure 22 : écartement entre les rouleaux ................................................................................ 36 Figure 23 : Schéma des efforts sur le rouleauporteur............................................................... 37 Figure 24 : effort tangentiel total.............................................................................................. 38 Figure 25 :distance support /flasque......................................................................................... 44 Figure 27 : poutre semi au flambage........................................................................................ 48 Figure 29 : palier à semelle UCP210 ....................................................................................... 53 Figure 30 : système poulie-courroie......................................................................................... 57 Figure 29 : convoyeur a bande ................................................................................................. 63 Figure 30 : châssis de convoyeur ............................................................................................. 64 Figure 31 : Tambour de renvoie............................................................................................... 65 Figure 32 : Axe tambour de renvoie......................................................................................... 65 Figure 35 : Rouleaux porteur.................................................................................................... 67 Figure 36 : Axe rouleaux porteur ............................................................................................. 67 Figure 37 : Bande a tasseaux.................................................................................................... 68
  • 7. Liste des tableaux Tableau 1 : Cahier de charge fonctionnel................................................................................. 21 Tableau 3 : note des intérêts des solutions ............................................................................... 28 Tableau 4 : Evaluation primaire des solutions ......................................................................... 28 Tableau 5 : Importance de chaque critère ................................................................................ 29 Tableau 6 : Evaluation final des solutions ............................................................................... 29 Tableau 7 : critère de résistance ............................................................................................... 49 Tableau 8 : de mesure de palier................................................................................................ 54 Tableau 9 : choix de système de transmission ......................................................................... 55 Tableau 10 : critère de choix.................................................................................................... 55 Tableau 11 : valorisation des notes .......................................................................................... 56 Tableau 12 : importance de chaque critère............................................................................... 56 Tableau 13 : Evaluation final des solutions.............................................................................. 56
  • 8. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 1 Introduction générale Le développement économique mondial actuel a créé un environnement très dynamique, où les technologies dans tous les domaines sont devenues de plus en plus avancées, par rapport à quelques années seulement auparavant. Cet environnement impose, donc, à toutes les industries, toutes activités confondues, d'être toujours au diapason de ce développement, et d'avoir des yeux vigilants sur la rude concurrence entre les industriels du même secteur. Devant ce fait, et, ayant à faire face aussi à un client qui devient de plus en plus exigeant, les industriels ne cessent de veiller à pousser leur productivité tout en gardant un haut niveau de qualité. Le secteur agroalimentaire est l’un des secteurs les plus sollicités par les contraintes de la concurrence. La Centrale Laitière du Nord "LAINO", étant une des industries les plus importantes de ce secteur, cherche à être toujours à la hauteur de sa réputation. En effet, l’un des facteurs déterminants de la capacité concurrentielle d’une entreprise est le processus de production utilisé dans l’usine. Dans le cadre d’une politique de qualité totale suivie par la Centrale Laitière du Nord, le groupe de travail cherche toujours à maîtriser au maximum le processus en s’intéressant à chaque élément de production. Dans ce contexte, cette centrale a proposé comme projet de fin d’études de concevoir un système de convoyage à palettes qui permet de transporter le selvers le silo de traitement d’eau dans le but d’améliorer la cadence de la ligne, de limiter les pertes de temps, limiter les accédants sur l’operateurs de diminuer les rebuts, de faciliter le travail des opérateurs et par la suite améliorer le prix de revient. Nous présentons à travers les différents chapitres de ce rapport la démarche qu’on a suivie pour élaborer le travail demandé : • Le premier chapitre s’intéresse la présentation de la société. • Le deuxième chapitre portera sur une étude bibliographique sur les convoyeurs en présentant ces différents types et leurs caractéristiques de fonctionnement. • Le troisième chapitre, traitera l’analyse fonctionnelle, ainsi que le choix des solutions technologiques. • Dans le quatrième chapitre on fera dans une première étape l'étude et le dimensionnement des éléments technologiques et par la suite on réalisera le dessin de définition.
  • 9. ISET JENDOUBA 2016/2017 Chapitre 1:Présentation de la société
  • 10. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 3 I. Introduction : Dans cette partie nous présentons d’une manière générale le centre laitier du nord. II. Présentation de la Laitière Centrale : 1. Désignation de l’organisme : Raison sociale : Laitière Centrale du nord est une entreprise industrielle créée pour la production du lait et ses dérivés. Forme juridique : Société Anonyme Secteur d’activité : agroalimentaire Effectif : 365 Capital : 9 500 000 DT Création : 1985 Coordonnées : Adresse : Route de Beja km 4. BOUSSALEM. CP : 8170 Fax : 78644211 2. Description de l’organisme : La société LAINO exploite une centrale laitière située à BOUSSALEM et produit du lait stérilisé en bouteille, lait UHT, jus petit format et du produit frais (Beurre, crème fraîche, Fromage). Le lait frais provient des centres de collecte. La capacité nominale de production est de 28000 l/h pour le lait UHT, et de 500 kg/h pour la beurre. Les sources d’énergie utilisées pour la fabrication du lait est le vapeur, l’air comprimé, l’eau de processus, l’eau glacée et l’énergie électrique. 3. L’organisation interne de LAINO : L’usine de fabrication du lait et ses dérivés est composée de plusieurs ateliers qui sont : o Atelier de réception de lait cru o Atelier de traitement et de standardisation o Atelier de production de beurre o Atelier de stérilisation et conditionnement du lait
  • 11. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 4 o Atelier de l’UHT o Atelier du jus 4. Les objectifs de Laitière Centrale LAINO :  Assurer un taux minimal de non-conformité au niveau des produits, du processus et du système.  Garantir un rendement optimal de matière primaire sur le produit fini.
  • 12. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 5 5. L’organigramme de l’entreprise : Figure 1 : L’organigramme de CLN Direction générale Direction Commercial Direction des ressources humaine Direction technique Direction financières Direction logistiques Laboratoires Service de facturation Service de pais Service juridique Hygiène et sécurité Services informatiques Services comptabilité Parc auto Magasin pièces de rechanges Service d’entretien Service Mécaniques Service électriques et automations Bureau de Méthodes Production
  • 13. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 6 6. Chaine cycle de production du lait : Figure 2 : Cycle de production 7. Description deChaine cycle de production du lait : Avant qu’il soit traité, le lait doit passer par un processus de réception stockage lait Cru « Réception du lait à son état d’origine ». Contrôler la qualité du lait au laboratoire en effectuant des testes. Si les testes sont positifs, le lait sera pompé à l’aide d’un tuyau et une pompe montée dans la cuve de lait cru. Puis, le lait cru passe dans un dégazeur pour dégager le gaz existant dans le lait. Une fois tout le gaz est dégagé, le lait est pompé avec une autre pompe en passant à travers un tube relié directement à un compteur numérique pour mesurer la quantité du lait absorbée. La quantité mesurée du lait passe dans un échangeur à plaque « Refroidisseur » pour le faire refroidir. Ensuite le lait refroidi arrive à des tanks de volume 40000 litres chacun. Ce lait stocké est utilisé dans le processus de production du lait stérilisé ou UHT, beurre, crème, fromage. La pasteurisation s’effectue en deux étapes. Réception du lait Dégazage Refroidissement par échangeur à plaque Pasteurisation Standardisation
  • 14. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 7 Etape 1 : c’est la phase du chauffage du lait à 45°C, qui sera traité par l’écrémeuse pour extraire la crème. Etape 2 : le lait dépourvu de sa crème passe au chambreur pour maintenir sa température à 76°C puis il passe par l’échangeur où il sera refroidi avec l’eau glacée à une température de 4°C. Grâce au récupérateur la température montera lentement au retour via le tube articulé (45 à 60 mn) jusqu'à ce qu’elle atteigne 75 à 90°C. Dés que la température dépasse 75°C on peut passer à la production. Une fois le lait est pasteurisé il sera stocké séparément selon la destination de production. III. Système de traitement d’eaux : 1. Introduction : C’est le contexte de notre projet, Chaque traitement commence par une analyse de l’effluent concerné, pour découvrir les caractéristiques et les polluants, de façon à adapter le traitement à ses spécificités Le principe général est toutefois basé sur l’enchainement de plusieurs étapes au cours desquelles l’eau retrouve sa limpidité sa pureté, de façon plus ou moins poussée, en fonction du choix de la destination de cette eau traité. Rejet à l’égout, au milieu naturel, réutilisation agricole, tertiaire, humaine etc. 2. Schéma de l’adoucisseur : Figure 3 : adoucisseur d’eau
  • 15. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 8 TH :La quantité de calcaire détermine la dureté de l’eau dont la mesure sefait par le titre hydrotimétrique (TH), exprimé en "degrés français" (°f). TAC : exprime la teneur en bicarbonate et carbonate en (°f) Na : sodium 3. Principe de fonctionnement d’un adoucisseur d’eau : Le principe de base de l’adoucisseur d’eau est l’échange d’ions permettant de remplacer les ions Calcium (Ca2+) et magnésium (Mg2+) du calcaire par des ions sodium (Na+), non incrustant. Pour cela, l’adoucisseur contient des billes en résine, dont les charges négatives sont Neutralisées par des ions sodium. Lorsque l’eau dure, chargée en ions calcium et magnésium passe sur les billes, les ions Na+ sont échangés avec les ions Ca2+ et Mg2+ (c’est pourquoi on parle de Résine échangeuse d’ions). Ce phénomène est possible car naturellement les billes chargées négativement ont plus d’affinité avec les ions possédant 2 charges positives (divalentes) Lorsque tous les ions Na+ sont remplacés, l’adoucissement ne peut plus se faire. Il faut donc régénérer les billes en les nettoyant avec une solution de chlorure de sodium (NaCl) permettant de libérer les ions Ca2+ et Mg2+ qui partent à l’égout. Pour que cet échange est lieu, on utilise des solutions à forte concentration en chlorure de sodium. Figure 4 : réaction chimique des sels
  • 16. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 9 4. Problématique : Au sein de la société Laitière Centrale du Nord,un problème dans la partie du traitement de l’eau. Le problème c’est le déplacement de sel au niveau de cuve. Le transfert des matières premières est assuré par des transpalettes, Le dosage est assuré par des sacs .D‘autre part, le dosage et assuré par un système de remplissage convoyeur a bande qui nous produise de bon qualité. En effet, Dans ces conditions, la situation est assez grave surtout dans le cadre de mondialisation et la présence de différentes entreprises concurrentes, la production est très grande, de bonnes qualités, la sécurité des mains d’œuvre n’est pas assurée et la production est dépendante du rendement et des efforts des ouvriers. Pour augmenter la quantité et améliorer la qualité des produits, on a pris la charge d’améliorer le cycle de production et le transformer à un cycle semi-automatique dans le cadre d’un projet de fin d’étude. Figure 5 : banc du sel Le système existant pour le chargement de sel se fait manuellement, qui provoque un effort de plus de la part de l’ouvrier avec une perte du temps ainsi une mauvaise qualité du sel (mélange) Sac de sel Cuve (sel+eau)
  • 17. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 10 Alors que dans la cadre de la collaboration technique avec l’ISET, la société Laitière Centrale du Nord, nous à charge de faire une étude et conception d’un système transporteur de sel industriel. 5. Cahier de charge :  Étude de principe de fonctionnement.  Etude sur les choix des systèmes.  Calcul RDM.  Choix des pièces selon des catalogues  Dessin d’ensemble et de définition de système.
  • 18. ISET JENDOUBA 2016/2017 Chapitre 2 :Etude bibliographique
  • 19. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 12 I. Introduction : La concurrence dans le secteur de convoyage est mondiale, les fabricants des convoyeurs sont connus par leur compétences dans la fabrication des matériels destinés à des chaînes lentes ou moyennement rapides et dans la conception des matériels souples pouvant être adaptés à une maintenance a méliorative en fonction de divers produits. Dans ce chapitre on commence par une présentation suivie d'une recherche bibliographique et net graphique relative aux différents types de convoyeurs. II. Type des systèmes transporteurs : 1. Système convoyeur à vis : Le convoyeur à vis ou transporteur à vis est conçu pour le transfert de produits solides, pâteux ou boueux. La technologie utilisée pour ce transfert repose sur l’utilisation d’une vis sans âme (ou spire). Celle-ci permet un convoyage efficace sur de nombreux produits, avec des débits pouvant atteindre 200 m3 /h. La spire utilisée est un élément important dans la conception du convoyeur, elle permettra de remplir un certain nombre de fonctions associées au simple convoyage. Les avantages :  Transfert rapide des matières  Dosages précis Les inconvénients :  Encombrement maximale  Oxydation
  • 20. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 13 Figure 6 : convoyeur à vis 2. Convoyeur à bande : Les convoyeurs à bande modulaire permettent, grâce à leur bande rigide en acétal, d'accumuler des charges (avec frottement entre la bande et les objets transportés). La bande est en fait une chaîne en plastique qui vient s'engrener dans des pignons également en plastique. En termes de maintenance, l'avantage est de ne pas avoir de centrage et de tension de bande à effectuer, contrairement à un convoyeur à bande classique. Dans tous les cas, un convoyeur à bande se compose:  d'un tambour de commande et de son moto réducteur  d'un rouleau d'extrémité  d'un châssis porteur avec une sole de glissement qui assure le soutien de la bande  d'une bande transporteuse. Les avantages :  Dosages précis  Encombrement minimale Les inconvénients :  Transfert lent des matières premières
  • 21. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 14 Figure 7 : convoyeur à bande 3. Pompe à vide : Une pompe à vide et pression est un type de pompe qui utilise un vide pour tirer une matière liquide ou solide (poudre), vers un récipient intermédiaire ; par la suite cette matière est forcée par pression vers sa destination finale, elle est différent type des pompe à vide utilisent aux plusieurs technologie suivant le type de produit à transporter. Les avantages :  Dosages précis  Encombrement minimale Les inconvénients :  risques de collage sur certains procédés  températures internes élevées,
  • 22. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 15 Figure 8 : pompe à vide III. Conclusion : L'étude bibliographique nous donne une idée générale concernant l'existant dans le marché mondial, ainsi que les caractéristiques de chaque type de systèmes de transporteur. Cette étude nous ramène a bien choisir la solution qui répond au cahier de charge fonctionnel demandé par la société et qui s’adapte avec son environnement.
  • 23. ISET JENDOUBA 2016/2017 Chapitre 3 : Analyse Fonctionnelle
  • 24. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 17 I. Introduction : L’analyse fonctionnelle consiste à identifier, caractériser, ordonner, hiérarchiser et valoriser toutes les fonctions d’un produit pendant tout son cycle de vie. Pour un produit donné, l’analyse fonctionnelle utilise deux points de vue interdépendants : Le point de vue externe est celui de l’utilisateur qui attend du produit des services, ou des fonctions des services. Le point de vue interne est celui des concepteurs qui réalise des fonctions techniques capable d’assurer les fonctions des services II. Analyse fonctionnelle du système : 1. Fonction globale : énergie électrique réglage operateur Commande Sel non transporter Sel transporter Système de transporteur de sel industrie Figure 9 : Schéma fonctionnel du système Transporter le sel Pour le traitement d’eau A-0
  • 25. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 18 2. Analyse de besoin : c’est une démarche qui consiste a analyser un produit en l’examinant aussi bien de l’intérieur que de l’extérieur afin de porter une attention particulière aux interactions entre les différents éléments et son environnement . Il s’agit d’exprimer avec précision l’objet et les limites de l’étude en posant les trois questions suivantes : Question1 : A qui (à quoi) le produit rend-il-service ? Réponse : L’operateur Question2 : sur quoi (sur qui) agit-il ? Réponse :sel Question3 : dans quel but ? Réponse : transporter le sel Industriel Pour cet effet, on place ces données dans un graphe appelé bête à corne. Figure10 : Bête à corne Operateur Système transporteur du sel industriel Sel Permettre de transporter le sel Industriel
  • 26. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 19 3. Les éléments d’environnement du produit :  Operateur.  Sel industriel.  Sécurité.  Environnement.  Maintenance. 4. Diagramme pieuvre : Le diagramme pieuvre a pour tout de recenser les fonctions de services d’un produit. Ce diagramme est constitué du produit au centre et autour les éléments de son environnement. Le milieu environnant d’un produit est l’ensemble des composantes physiques, humaines, économiques…en relation avec le produit pendant son cycle de vie (matière d’œuvre, énergie, utilisateur, dépanneur, atmosphère…retrait du service Fc1 Fc2 Fc4 Figure 11 : Diagramme pieuvre 5. Les fonctions de services : FP1 : permettre à l’opérateur de remplier le sel dans le système de dosage. Système transporteur de sel industriel Sel industriel Opérateur Sécurité Énergie Environnement MaintenanceFc1 Fc3Fc4 Fc5
  • 27. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 20 Fc1 : permettre de transporter le sel. Fc2 : permettre une maintenance facile. Fc3 : s’adapter aux conditions de l’environnement. Fc4 : s’adapter à l’énergie de commande. Fc5 : Assurer la sécurité d’opérateur. 6. Caractérisation des fonctions de service : Il s’agit de caractériser les fonctions de service par des critères qui permettent de déterminer les exigences qualitatives et quantitatives de chaque fonction ; ces critères sont appelés critères d’appréciation. Cette caractérisation permet de préciser le niveau de chaque critère et de donner ses degrés de flexibilité. La prise en compte de la flexibilité et des niveaux constitue une caractéristique fondamentale du cahier de charges, l’indication de cette flexibilité sera par commodité exprimée par des classes de flexibilité plutôt que les limites d’acceptation.  Classe de flexibilité et niveaux : 1. Classe F0 : Flexibilité nulle, niveau impératif. 2. Classe F1 : Flexibilité faible, niveau peu négociable. 3. Classe F2 : Flexibilité bonne, niveau négociable. 4. Classe F3 : Flexibilité forte, niveau très négociable
  • 28. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 21 7. Cahier de charge fonctionnel : FONCTION DE SERVICE CRITERE NIVEAU FLEXBILITE PF1 : permettre à l’operateur de remplier le sel dans le système de dosage Fc1 : permettre de transporter le sel.  Masse de sel  Hauteur  Débit  1500 kg  2,5  100%  2kg  0,05 m  0,5% Fc2 : permettre une maintenance facile.  Pièces de rechange  Maniabilité  Disponibilité  coût de la maintenance  F0  F0 Fc3 : s’adapter aux conditions de l’environnement.  Température  Humidité  30  4%  F1  F2 Fc4 : s’adapter à l’énergie de commande.  Energie électrique  220V 380V  F1 Fc5 : Assurer la sécurité d’operateur.  Niveau acoustique  F1 Tableau 1 : Cahier de charge fonctionnel 8. Hiérarchisation des fonctions de service: Bien que les fonctions de service doivent être satisfaites, une analyse de leurs importances relatives est nécessaire : pour définir le poids à affecter à chaque fonction lors de l’évaluation du niveau de satisfaction du besoin par les fonctions en analyse fonctionnel technique(AFT).
  • 29. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 22 Hiérarchisation des fonctions de service: Tableau 2 : Tableau d’hiérarchisation FC1 FC2 FC3 FC4 FC5 SOMME % Fp1 FP1 FP1 FP1 FP1 FP1 15 37,5 3 3 3 3 3 FC1 FC1 FC3 FC4 FC5 1 2,5 1 3 3 2 FC2 FC3 FC2 FC5 2 5 1 2 2 FC3 FC3 FC5 7 17,5 3 2 FC4 FC5 3 7,5 3 FC5 12 30 TOTALE 40 100
  • 30. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 23 9. Histogramme des souhaits : Figure 12 : Histogramme III. Diagramme FAST créatif : 1. Décomposition des fonctions de service en fonctions techniques : 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Fp1 Fc5 Fc3 Fc4 Fc2 Fc1 % % FP1 Permettre a l’operateur de remplir le sel dans L’unité de traitements d’eaux FT1 1 FT1 2 FC1 Charger la cuve par le sel Décharger le sel Transporter le sel Permette de transporter le sel FT2 1
  • 31. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 24 2. Représentation de diagramme FAST créatif : S’adapter à l’énergie de commande Respecter l’énergie de commandeFT3 1 FC4 FT11 : Charger le cuve par le sel Utiliser la gravité U2: Utiliser un skip U1: Interposer une trémie d’attente Utiliser une lameFT12 : Décharger le Sel W1 : Interposer un système manuel FT21 : Transférer le sel X5 : vis sans fin Système de déplacement Système d’entrainement FT31 : adapter à l’énergie Du secteur X6 : Bande transporteuse X1 : Moteur asynchrone X2 : Moteur réducteur Utiliser une énergie électrique X3 : poulies courroies Y1 : Interposer un réseau triphasé Y2 : Interposer un réseau monophasé. Système de transmission X4 : pompe à vide
  • 32. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 25 3. Critiques des solutions : 3.1 Solution 1convoyeur vis sans fin :  Schéma principe : Vis Archimède Cuvette Salle de traitement d’eau Figure 13 : schéma vis sans fin  Fonctionnement : Le convoyeur à vis sans fin transfère le produits solides dans la cuvette jusqu’à salle de traitement d’eau à travers vis d’Archimède.
  • 33. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 26 3.2 Solution 2 tapi roulant :  Schéma principe : Tapis transporteur Tasseaux Cuvette Salle de traitement d’eau Figure 13: schéma tapi roulant  Fonctionnement : Le convoyeur à tapie roulent transfère le produit solide dans la cuvette jusqu’à salle de traitement d’eau à travers de tapie roulent à l’aide tasseaux.
  • 34. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 27 3.3 Solution 3 Pompe à vide :  Schéma principe : Salle de traitement d’eaux Tube Flexible Cuve de sel Pompe à vide Moteur Figure14 : schéma Pompe à vide  Fonctionnement : La pompe à vide transfère le produits solides dans la cuve de sel jusqu’à salle de traitement d’eau à traverse de tube à l’aide une force de pression. IV. Évaluation des solutions : 1. Valorisation des fonctions de service :  Valorisation par critère : Pour sélectionner l’une des trois solutions pour la fonction de service FP1, il faut voir les critères fixés dans le cahier de charge.
  • 35. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 28 Ces critères sont les suivant :  C1 : cout minimale.  C2 : encombrement minimale.  C3 : sécurité d’utilisation  C4: simplicité d’utilisation et d’entretien.  C5 : rapidité d’exécution. On attribue une note n qui varie de 1 à 3 pour valoriser la solution selon les critères choisies. On adopte le tableau suivant : Note n Intérêt de la solution 1 Douteuse 2 Moyenne 3 Bien adapté Tableau 3 : note des intérêts des solutions On fait l’évaluation des trois solutions selon les critères choisies dans le cahier de charge en utilisant le tableau ci-dessus : Solutions Critères S1 S2 S3 C1 1 1 1 C2 2 3 1 C3 2 2 2 C4 2 3 2 C5 2 2 2 Tableau 4 : Evaluation primaire des solutions
  • 36. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 29  Importance de chaque critère : Les critères n’ont pas tous la même importance aux yeux des utilisateurs, pour cette raison, on associe à chacun un coefficient de pondération K.la formule générale s’écrit : NSI = ∑ 𝑛𝑗 𝑘𝑗 𝑝 𝑗=1 avec ; NSI est la note par solution et j est le nombre de critères. Note k Importance de critère 1 Utile 2 Nécessaire 3 Importante 4 Très importante 5 Vitale Tableau 5:Importance de chaque critère  Valorisation de la solution : On réalise un tableau final qui nous permet de choisir la solution la plus intéressante afin de l’étudier et puis la réaliser Critéres K Note n Total Note n Total Note n Total C1 4 1 4 1 4 1 4 C2 2 24 36 1 2 C3 4 2 8 28 2 8 C4 4 2 8 312 2 8 C5 3 26 26 2 6 Total pondéré 30 36 28 Tableau 6 : Evaluation final des solutions Solution1 Solution2 Solution3
  • 37. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 30 2. Solution retenue : Figure 16 : Transporteur a bande
  • 38. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 31 3. Schéma cinématique de solution choisie : 1 y x 4 3 2 6 7 8 5 Figure 17 : schéma cinématique  1 : moteur  2 : polie motrice  3 : courroie  4 : polie réceptrice  5 : tambour motrice  6 : tapie roulent  7 : rouleau  8 :tambour derenvoie V. Conclusion : La solution S2 posséde le total pondéré le plus élevé dons on adoptera la 2 eme solution. M
  • 39. ISET JENDOUBA 2016/2017 Chapitre 4 : Etude et conception du convoyeur à bande
  • 40. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 33 I. Introduction : L’objectif de ce chapitre est de déterminer les dimensions des principaux composants du convoyeur à bonde incliné, en tenant compte l'encombrement disponible et des autres contraintes de exigées par l'entreprise. Dans cette partie on va modéliser l’un des trois rouleaux avec :  Détermination de choix de la bande transporteuse.  Détermination du dimensionnement du tambour de commande (motrice).  Dimensionnement des axes de guidage de tambour.  Choix de motoréducteur. Figure 18 : Principaux composant d’un convoyeur a bande
  • 41. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 34 II. Paramètres de conception : 1. Les donnés relatives de produit transporte :  Produit : -Sel (annexe1) Tapie -Masse volumique : 0.8 t/m3. -Granulométrie : dimension maximal jusqu’à 75 mm. -Abrasivité : (B) moyenne abrasif. -Angle d’éboulement : 25°.H=2.5m  Caractéristique de L’installation : -Hauteur : 2.5m. α=35° -Pente : 35°. -Utilisation : 10 à12heure par jour. A partir des donnes fournies, on peut déterminer la vitesse, la largeur de la bande, le modèle et type de l’écartement des stations supports. Ainsi on peut montrer la puissance absorbée et le choix de moteur. 2. Choix de La bandetransporteuse : On va choisi une bande a armature textile de model a tasseaux (voir l’annexe2). Figure 20 : bande transporteuse Dimension des tasseaux : Tambour Support Figure 19 : schéma convoyeur à bande incliné
  • 42. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 35 b = 40 mm : Largeur des tasseaux h = 40 mm : hauteur des tasseaux Bm = 400 mm : distance entre les deux tasseaux A partir de l’annexe 3 on détermine : Vitesse : V=2.3 m/s Largeur de la bande : 500 mm Longueur de la bande : d1 = 250d2 =200 v A Figure 21 : longueur de tapie 𝐋 = 𝟐𝐀 + 𝛑 𝟐 × (𝐝𝟏 + 𝐝𝟐) + (𝐝𝟏 − 𝐝𝟐) 𝟒𝐀 AN : L = 2 × 3500 + π 2 × (250 + 200) + (250 − 200) 4 × 3500 = 𝟕𝟕𝟎𝟔. 𝟖𝟔 𝐦𝐦 ≈ 𝟕. 𝟕𝟐 𝐦 Avec A : entraxe d1 et d2 : diamètres des tambours menant et menée Calculer de poids de la bande en mètre linéaire : Soit qb = qbn + Pprs +Ppri +1.15 Avec :
  • 43. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 36 - qb : poids de la bande en mètre linéaire - qbn : poids de l’armature de la bande. (annexe10) - Pprs : poids des rouleaux supérieurs est égale 5.1 Kg. (annexe11) - Ppri = 0 car dans notre système on n’utilise pas des rouleaux inférieures. - 1.15 Kg : épaisseur des revêtements. AN : Qb = 2.4 + 5.1 + 1.15 = 8.65Kg/m 3. Ecartement des stations-supports : L’écartement maximal des stations supports en fonction de largeur de la bandetde la masse volumique du produit transporté (voir l’annexe 4). Figure 22 : écartement entre les rouleaux L’écartement recommandé : a0 = 1.65 m 4. Choix des rouleaux : Pour une bande de 500 mm et de 2.3 m/s on peut choisir des rouleaux de 89 mm de diamètre (voir l’annexe 5).
  • 44. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 37 5. Calculer des sollicitations sur les rouleaux porteurs : Figure 23 : Schéma des efforts sur le rouleauporteur 5.1 Calcule d’effort statique : Soit 𝐂𝐚 = 𝐚𝟎 ( 𝐪𝐛. 𝐈𝐯 𝟑. 𝟔 × 𝐕 ) 𝟗. 𝟖𝟏 Or - Ca : effort statique - a0 :Ecartement des stations-supports (a0=1.65 m). - qb : poids de la bande par mètre linéaire (qb=8.65 Kg/m). - Iv : débit massique (Iv=83Kg/h). - V : vitesse de la bande (v=2.3m/s). AN : Ca = 1.65 ( 8.65×83 3.6×2.3 )9.81 = 0.14 daN 5.2 Calcule d’effort dynamique 𝐂𝐚𝟏 = 𝐂𝐚 × 𝐅𝐝 × 𝐅𝐦 × 𝐅𝐬 Avec :
  • 45. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 38 - Fd = 1 : coefficient de choc (annexe 6). - Fm = 1 : coefficient de l’environnement (annexe 7). - FS =1.1 : coefficient d’utilisation (annexe 8) AN : Ca1 = 0.154daN 5.3 Calculer de l’effort sur les rouleaux porteurs : 𝐂 = 𝐂𝐚 × 𝐅𝐩 Avec : Fp = 1 : coefficient de participation (annexe 9) AN : C = 0.154 daN III. Calculer des efforts tangentiels et puissance d’entrainement : On peut déterminer l’effort tangentiel total Fu sur le pourtour du tambour en déterminer les valeurs qRO et qG BandeFu Tambour Figure 24 : effort tangentiel total Fu : effort tangentiel 6. Calculer du poids des pièces tournantes supérieures (qRO) : qRO= 𝐏𝐩𝐫𝐬 𝐚𝟎 Avec :
  • 46. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 39 qRO: poids des pièces tournantes supérieures a0=1.65 m : l’écartement des rouleaux porteuse. Pprs=5.1 Kg : poids des pièces tournantes supérieures (voir l’annexe11). AN : qRO=9.27 Kg/m 7. Calcul de masse de produit par mètre linéaire (qG) : qG= 𝑰𝒗 𝟑.𝟔𝑽 Avec : qG: masse de produit par mètre linéaire Iv : débit massique (Iv=83Kg/h). V : vitesse de la bande (v=2.3m/s). AN: qG= 𝟖𝟑 𝟑.𝟔×𝟐.𝟑 = 10.08 Kg/m 8. Calcul d’effort tangentiel total Fu : 𝐅𝐮 = [𝐋 × 𝐂𝐪 × 𝐂𝐭 × 𝐟(𝟐. 𝐪𝐛 + 𝐪𝐠 + 𝐪𝐑𝐔 + 𝐪𝐑𝐎) + (𝐪𝐆 + 𝐇)]𝟗. 𝟖𝟏 Avec: Fu =effort tangentiel total L = 3.5 : entraxe de convoyeur. Cq = 6 : coefficient de résistance fixe(annexe 12). Ct = 1 : coefficient de résistance passive(annexe 13).
  • 47. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 40 f = 0.01675 : coefficient de frottement de frottement des pièces tournante (annexe 14). qb = 6.6 5 Kg /m: poids de la bande par mètre linéaire qG= 10.08 Kg/m:poids de produit transportépar mètre linéaire qRO= 9.27 Kg/m : poids de partie tournants supérieurs H : 2.5 m AN : Fu= 25.478 daN 9. Calcul de puissance d’entrainement : Etant donne l effort tangentiel total Fu sur le pourtour de tambour d’entrainement, la vitesse de la bande V la puissance minimale d’entrainement est de : 𝐩𝐦 = 𝐅𝐮 × 𝐕 𝟕𝟓 Pm : puissance minimal d’entrainement AN : pm = 781.35 W D’ après la bague du choix des motoréducteurs on choisit un moteur de puissance p > 𝑝𝑚(voir l’annexe 29) Puissance : P= 1100 w Couple : Cm = 33.1 N.m Vitesse de rotation : Nm =280 tr/min IV. Calcul de tension d’entrainement : Il est nécessaire de prendre en considération les différentes tentions qui doivent être vérifiées dans un convoyeur ayant système d’entraimant de bande motorisé.
  • 48. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 41 Tentions T1 et T2 l’effort tangentiel total Fu sur la concurrence du tambour correspondant à la différence entre les tensions T1 (coté entrée) et T2 (coté sortie. On en déduit le couple nécessaire pour mettre en mouvement la bande et à transmettre la puissance. En ce déplaçant du point A au point B (figure24) la tension de la bande passe exponentiellement d’une valeur T1 à une valeur T2. Figure 24 : tension de la bande 1. Calcul de tension d’entrainement de tambour : 𝐓𝟐 = 𝐅𝐮 × 𝐂𝐰 Avec : Cw =1.2 : coefficient d enroulement (annexe 16) AN : T2=30.57 daN 2. Calcul de tension en aval de tambour : 𝐓𝟏 = 𝐅𝐮 + 𝐓𝟐 AN : T1 =56.048 daN V. Les tambours : On a choisi le diamètre de tambour de commande Ø =250 mm donc d’après l annexe 17 on trouve les diamètres des autres tambours :  Diamètre de tambour moteur Dm =250 mm.
  • 49. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 42  Diamètre de tambour de renvoie Dr =200mm. 1. Calcul de vitessede rotation, couple et puissance de tambour : 1.1 Calcul de vitesse de rotation du tambour moteur nt : On a Dt= 250mm Vitesse de la bande est de 2.3 m/s 𝐕 = 𝐑𝐭 × 𝛚𝐭 𝛚𝐭 = 𝐕 𝐑𝐭 = 18.4 rad/s Donc : 𝐍𝐭 = 𝟔𝟎 × 𝛚𝐭 𝟐𝛑 AN : Nt=175.796 tr/min 1.2 Calcul de couple de tambour : 𝐂𝐭 = 𝐅𝐮 × 𝐑𝐭 AN: Ct= 31.847 N.m 1.3 Calcul de puissance de tambour : 𝐏𝐭 = 𝐂𝐭 × 𝛚𝐭 AN:
  • 50. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 43 Pt= 585.984 W 2. Calcul de volume, masse et poids de tambour : 2.1 Choix du tambour : L : langueur du tambour L=550 mm D : diamètreextérieure de tambour D=250mm d: diamètre intérieure de tambour d=200 mm 𝜌: Masse volumique de l’acier 𝜌=8000 m :masse de sel 25 kg Alors on doit déterminer les efforts totaux appliqués sur le tambour. 2.2 Calcul volume de tambour de commande VT : 𝐕𝐓 = 𝛑(𝐃 𝟐 − 𝐝 𝟐) 𝟒𝐋 AN: VT =0.0097 m3 ≈ 0.01 m3 2.3 Calcul de la masse de tambour de commande mt : 𝐦𝐭 = 𝛒 × 𝐕𝐓 AN: mt=80 kg 2.4 Calcul de poids de tambour :
  • 51. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 44 qt= 𝐦 × ‖𝐆‖ qt = 80×10 = 800 N = 80 daN 3. Caractéristiques du tambour de commande : D =250 mm : diamètre du tambour. qt=80 daN : poids de tambour. NT=175.79 tr/min : nombre de tour de tambour moteur ag=0.1025m : distance entre les supports et les flasques du tambour Figure 25 :distance support /flasque VI. Dimensionnement de tambour de commande : L’axe des tambours de commande sont soumis en alternance à des flexions et à des torsions, entrainant des rupteurs et de fatigue. Pour calculer correctement le diamètre de l’axe, il est nécessaire de déterminer le moment fléchissant MF et le moment de torsion MT. Le moment fléchissant de l’axe est le résultat de la somme de vecteurs des tensions T1 et T2 et de poids du tambour qt.
  • 52. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 45 T1 T2 Pour déterminer le diamètre de l’axe de tambour, il faut déterminer les valeurs suivantes :  La résultante des tensions Cp.  Le moment fléchissant MF.  Le moment de torsion MT.  Le moment fléchissant idéal Mif.  Le module de résistance W. 1. Calcul de la résultante des tensions Cp : Cp =√(𝑻𝟏 + 𝑻𝟐) 𝟐 + 𝒒𝒕 𝟐 Avec Cp :résultante des tensions T1 : tension en aval de tambour T2 : tension d’entrainement de tambour qt : poids de tambour daN. T1 T2
  • 53. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 46 AN : Cp=117.909 daN 2. Calcul de moment fléchissant Mf : L’axe du tambour est soumis à une flexion simple soit : 𝐌𝐟 = ( 𝐂𝐩 𝟐 ) × 𝐚𝐠 AN: Mf =59.057 daN.m 3. Calcul moment de torsion Mt : L’axe du tambour est soumis une torsion soit : 𝐌𝐭 = 𝐏 𝐍 × 𝟗𝟓𝟒. 𝟗 P : puissance de moteur avec P= 0.781 kW AN : Mt=4.24 daNm 4. Déterminer le moment fléchissant idéal Mif : 𝐌𝐢𝐟 = √(𝐌𝐅) 𝟐 + 𝐌𝐭 𝟐 × 𝟎. 𝟕𝟓 AN: Mif =59.215 daN m 5. Calcul de module de résistance W : 𝐖 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 × 𝐌𝐢𝐟 𝛔𝐚𝐦𝐦 Avec : σamm : 7.82 daN /mm2 :contrainte admissible de l’acier C40.
  • 54. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 47 AN : W = 7168.8 mm3 6. Calcul le diamètre de tambour moteur(d) : d=√ 𝑾∗𝟑𝟐 𝝅 𝟑 AN: d=42.56 mm D’après le calcul précédant, nous avons obtenue comme résultat de diamètre de tambour (d > 42.56), mais d’après l’annexe les guides standard des tambours SGT annexe on a le diamètre le plus proche de cette valeur est 50 mm pour ce la on doit prendre cette valeur (d = 50 mm) comme diamètre de rouleaux. VII. Calcule de flambage de pied support : 1. Définition : Lorsqu’une pièce en forme rectiligne suffisamment longue subit un effort axial croisant tendant à la raccourcir on observe successivement deux types de sollicitations. Pour une charge axiale F inférieure à une limite notée Fc(charge critique), la poutre est comprimée, elle reste rectiligne et raccourcit. Lorsque la charge axiale F atteint Fc, la poutre fléchit brusquement et se rompt très vite. On observe que la flexion se produit suivant la direction (y ), I (G, Z) étant les plus faibles moments quadratiques de la section droite de la poutre.
  • 55. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 48 Figure 27 : poutre semi au flambage Principe : la charge critique (Fc) ne doit jamais être atteinte. 2. Donnée et paramètre : Choix de la poutre : Forme :rectangulaire creux Matériaux choisie :acier E300 Limite élastique : Re = 295 MPaFigure 28 : poutre choisie Module de Young : E =2.105 Pa Contrainte pratique de compression : 𝜎𝑝𝑒 =100 MPa Charge admissible :déterminer par le tableau de critère de résistance Charge critique d’Euler :Fc = 𝜋2.𝐸.𝐼𝐺𝑧 λ2 Longueur de flambage (mm) lorsque La poutre est encastrée par rapport à les deux cotés: L = l 2 Avec l : la longueur de la poutre Elancement de la poutre(sans unité) : λ = L ρ y x
  • 56. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 49 Elancement critique(ne dépend que de la nature du matériau) :λc = √π2×E Re S : air de la section droite (mm2) (poutre rectangulaire creux) : S = A2 -a2 Le moment quadratique(mm4 ) :IGz = A4−a4 12 Le rayon giration 𝝆 de la section droite (mm):ρ = √ IGz S Critère de résistance : Selon la valeur de l’élancement de la poutre, la charge limite Fadm est donnée par l’une destrois relations (poutre, acier). Poutres courtes λ < 20 Poutres moyennes 20 <λ <100 Poutres élancées λ > 100 Compression simple 𝐹𝑎𝑑𝑚 = 𝜎𝑝𝑒 × 𝑆 Formule expérimentale de Rankine 𝐹𝑎𝑑𝑚 = 𝜎𝑝𝑒 × 𝑆 1 + ( λ2 λc )2 Formule d’Euler 𝐹𝑎𝑑𝑚 = 𝜎𝑝𝑒 × 𝑆 2( λ1 λc )2 Tableau 7 : critère de résistance 3. Donnée de système : Longueur des poutres : Poutre 1 = 2250 mm Poutre 2 = 1496 mm Poutre 3 =742.5 mm La poutre est encastrée de deux extrémités, la longueur libre de flambage 𝑙1 = 𝐿 2 4. Dimensionnement des poutres sollicitées au flambement : Calcul : Élancement critique :
  • 57. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 50 𝛌𝐜 = √ 𝛑 𝟐 × 𝐄 𝐑𝐞 𝛌𝐜 = √ 𝛑 𝟐×𝟐×𝟏𝟎 𝟓 𝟐𝟗𝟓 = 81.8(Sans unité) Le moment quadratique : 𝐈𝐆𝐳 = 𝐀 𝟒 − 𝐚 𝟒 𝟏𝟐 IGz = 37888 mm4 Air de la section droite (poutre rectangulaire creux):S = A2 – a2 S = 384 mm2 Le rayon giration 𝝆de la section droite : 𝛒 = √ 𝐈𝐆𝐳 𝐒 ρ = √ 37888 384 = 9.93 mm Calculflambage de la poutre 1 : F Longueur de flambage est 𝑙1 = 𝐿1 2 = 1125 mm. Elancement de la poutre 1 : Modélisation 𝛌𝟏 = 𝒍𝟏 𝝆 AN : λ1 =113.29 Alors: λ1 > 100 la poutre sera calculer au flambage en utilisant la formule d’Euler. Calcul force admissible : 𝑙1
  • 58. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 51 𝑭𝟏 = 𝝈𝒑𝒆 × 𝑺 𝟐( 𝛌𝟏 𝛌𝐜 ) 𝟐 AN : F1 = 10 .103 N Calculflambage de la poutre 2 : Longueur de flambage est 𝑙2 = L2 2 = 748 mm Elancement de la poutre 2 : 𝛌𝟐 = 𝒍𝟐 𝝆 AN : λ2 = 75.32 Alors : 20 ≤ λ2 ≤ 100 la poutre sera calculer au flambage en utilisant la formule de Rankine. Calcul force admissible : 𝑭𝟐 = 𝝈𝒑𝒆 × 𝑺 𝟏 + ( 𝛌𝟐 𝛌𝐜 ) 𝟐 F2 = 20,78 .103 N Calculflambage de la poutre 3 : Longueur de flambage estl3 = L3 2 = 371.25 mm Elancement de la poutre 3 : 𝛌𝟑 = 𝒍𝟑 𝝆 AN : λ3 = 37.38 F Modélisation 𝑙2 Modélisation F 𝑙3
  • 59. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 52 Alors :20 ≤ λ3 ≤ 100la poutre sera calculer au flambage en utilisant la formule de Rankine. Calcul de forceadmissible : AN : 𝑭𝟑 = 𝝈𝒑𝒆 × 𝑺 𝟏 + ( 𝛌𝟑 𝛌𝐜 ) 𝟐 F3 =31,76 .103 N La charge critique d’Euler FCne doit jamais être atteinte. Il faut donc chercher une charge Admissible Fadmsur la poutre pour qu’elle reste stableen toute sécurité (Fc> Fadm ). Pour la stabilité de la poutre en toute sécurité, on acalculé la charge critique Fc1, Fc2, Fc3 correspondant aux poutres 1, poutre 2 et poutre 3 avec leurs conditions : 𝑭𝒄𝟏 = 𝝅 × 𝑬 × 𝑰𝑮𝒛 (𝛌𝟏) 𝟐 AN: Fc1 = 59.103 N Fc1> F1 : la poutre reste stable pas de flambage. 𝐅𝐜𝟐 = 𝛑 × 𝐄 × 𝐈𝐆𝐳 (𝛌𝟐) 𝟐 AN : Fc2 = 134,75.103 N Fc2> F2: la poutre reste stable pas de flambage. 𝐅𝐜𝟑 = 𝛑 × 𝐄 × 𝐈𝐆𝐳 (𝛌𝟑) 𝟐 AN : Fc3 =542,47.103 N
  • 60. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 53 Fc3 > F3: la poutre reste stable pas de flambage. VIII. Guidage en rotation des tambours : Figure 29 : palier à semelle UCP210 On a comme diamètre de l’axe du tambour (d =50 mm) ; d’après le catalogue de construction SKF (voir l’annexe) , on choisit pour chacun des tambours : Deux paliersà semelle UCP210 pour roulements type BC avec manchon de serrage. 1. Caractéristique de palier UCP210 : Diamètre de palier : 50 mm Durée de vie d’un palier auto-aligneur UCP210 dans les conditions suivantes : Fr =2 KN: charge axial Fa = 1.7 KN: charge radial Nt =175.79 tr/min C =35.1 KN : charge dynamique de base. C0 =23.2 KN : charge statique de base radiale Charge de palier équivalent dynamique : 𝐏 = 𝐗 × 𝐅𝐫 + 𝐘 × 𝐅𝐚 Avec P :Charge de palier équivalent dynamique X : facteur radial
  • 61. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 54 Y : facteur axial 𝐅𝐚 𝐂𝟎 = 1.7 23.2 = 0.073 𝐅𝐚 𝐅𝐫 = 1.7 2 = 0.85 A partir de tableau 𝐅𝐚 𝐂𝟎 =0.073, e ≈ 0.28 est déterminé et 𝐅𝐚 𝐅𝐫 = 0.85> e X = 0.56 , Y = 1.55 P = 0.56 × 2 + 1.55 × 1.7 = 3.76 KN 2. Calcul de durée de vie de roulement par tour : 𝐋𝟏𝟎 = ( 𝐂 𝐏 ) 𝐊 𝐋𝟏𝟎 = ( 𝟑𝟓.𝟏 𝟑.𝟕𝟔 ) 𝟑 = 𝟖𝟏𝟑 𝐦𝐢𝐥𝐢𝐨𝐧 𝐭𝐨𝐮𝐫 Avec C : charge dynamique de base. K : coiffions pour les roulements à billes. 3. Calcul de durée de vie de roulement par heures : 𝐋𝟏𝟎𝐡 = ( 𝐂 𝐏 ) 𝐊 × 𝟏𝟎 𝟔 𝟔𝟎.𝐍𝐭 L10h = ( 35.1 3.76 ) 3 × 106 60 × 176.79 = 76644 h La durée de vie la vie théorique du palier UCP210 est de 76644 heures dans des conditions de service normales. 𝐅𝐚 𝐂𝟎 e 𝐅𝐚 𝐅𝐫 ≤ 𝐞 𝐅𝐚 𝐅𝐫 > 𝐞 X Y X Y 0.014 0.19 2.30 0.028 0.22 1.99 0.056 0.26 1.77 0.084 0.28 1.55 0.110 0.30 1 0 0.56 1.44 0.170 0.34 1.31 0.280 0.38 1.15 0.420 0.42 1.04 0.560 0.44 1.00 Tableau 8 : de mesure de palier e : valeur limite. C0 : charge statique de base radiale
  • 62. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 55 IX. Calcul de transmission de mouvement : 1. Choix de système de transmission : N° Système Avantage Inconvénient 1 Moteur et système poulie courroie - Transmission silencieuse. - Cout réduit - Montage et démontage facile - Duré de vie limitée - Glissement 2 Motoréducteur et système pignon- chaine - Longe durée de vie - Grande entraxe entre les pignons - Entrainement de plusieurs arbres en même temps - Vitesse de rotation plus faible - Cassure des dents - Risque de coupure de chaine - Lubrification nécessaire 3 Motoréducteur et engrenage - Système simple - Plus sécurité - Faible usure - Cout réduit - Durant l’engrènement, les dents en prise fléchissent 4 Motoréducteur et accouplement - Moins couteux - Facile à réparer et déviation des deux arbres - Risque de rupture des vis de fixation de l’arbre Tableau 9 : choix de système de transmission 2. Évaluation des solutions Pour sélectionner l’une des 4 solutions en suivre le démarche de sélectionnée le système de transporteur. Référence Critère et désignation C1 Cout C2 Stabilité C3 Maintenance Tableau 10 : critère de choix
  • 63. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 56 Notre Intérêt de la solution 1 Douteuse 2 Moyenne 3 Bien adopté Tableau 11 : valorisation des notes K Importance de critère 1 Utile 2 Nécessaire 3 Important 4 Très important 5 Vitale Tableau 12 : importance de chaque critère Valorisation global : K S1 S2 S3 S4 Note Total Note Total Note Total Note Total C1 4 3 12 2 8 1 4 2 8 C2 3 2 6 2 6 3 9 2 6 C3 3 3 9 2 6 1 3 3 9 Total pondéré 27 20 16 23 Tableau 13: Evaluation final des solutions On fait la comparaison entre les solutions selon les différents critères (cout, stabilité et maintenance) on a trouvé que la solution S1 a plus de point total pondéré. 3. Calcul associes a la courroie transmission : Pour la transmission de mouvement en rotation entre le moteur électrique el la polie réceptrice, on a choisi un système par courroie trapézoïdale pour les raison suivants :
  • 64. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 57  Une possibilité de glissement (corroie/poulie) dans le cas de forte charge transmise.  Le non nécessite de lubrification.  Un entretien limite ou réglage périodique de la tension initiale.  Un fonctionnement silencieux.  Un bon rendement.  Montage et de montage facile. Calcul : Figure 30 : système poulie-courroie P = 1.1 KW Nm = N1=280 tr/min Nt = N2=175.79 tr/min 3.1 Détermination de puissance de service : Facteur de service Ks (voir l’annexe19) Ks = 1.2 Puissance de service : 𝐏𝐬 = 𝐏𝐦 × 𝐊𝐬 On a Pm = 1.1 kw AN: Ps = 1.1 * 1.2=1.32 KW Ps = 1.1 × 1.2 = 1.32 KW
  • 65. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 58 3.2 Choix de section de courroie : D après l’annexe 20 renseigne sur la valeur de S en fonction de Pc et N. N=N1 si N1>N2 N=N2 si N2 >N1 Donc d’aprèsl annexe la section de courroie a retenir est de type : XPA 3.3 Calcule de rapport de transmission K* : K* permet le choix d’un couple de polies normalisées. K*=N2/N1 si N2 >N1 K*=N1/N2 si N1>N2 On a N1>N2 donc K*= N1/N2 AN : K*=280/175.79 =1.59 3.4 Choix des poulies normalisées d1 et d2 : L’annexe 21 propose un couple de poulies normalisées offrant un rapport K* proche de 1.59. d1=95 mm d2=150mm 3.5 Calcul vitesse linéaire de la corroie v : V=d1*N1/175.79 ou V=d2*N2/175.79 AN : V= 280*/175.79 =1.51 m/s 3.6 Calcul langueur approximative de la corroie en (mm) : 𝐋 = 𝟐𝐞𝐫 + 𝛑 𝟐 × (𝐝𝟏 + 𝐝𝟐) + (𝐝𝟐 − 𝐝𝟏) 𝟐 𝟒𝐞𝐫 Avec er :entraxe
  • 66. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 59 AN : L = 2 × 550 + π 2 × (95 + 150) + (150 − 95)2 4A = 1484.87 mm L’annexe 22 propose une gamme de langueurs normalisées dont l’une se rapproche de La. Donc La =1500 mm 3.7 Calcul entraxe réel : 𝐞𝐫 = 𝟏 𝟐 [𝐊 − 𝐟𝟏 × |𝐝𝟏 − 𝐝𝟐|] Avec :𝐊 = 𝐋 − ( 𝛑 𝟐 × (𝐝𝟏 + 𝐝𝟐)) L’annexe 23 renseigne sur la valeur de l’entraxe f1, fonction de rapport |𝑑1−𝑑2| 𝐊 k=1500 – 1.57 × (95 +150) k=1500 |𝑑1−𝑑2| 𝐊 =0.036 ≈ 0.04 f1= 0.02 er =1/2[1500-0.02×|95 − 150|]= 749.45 3.8 Calcul de puissance nette Pn : La puissance nette Pn et calculée par la relation suivant : Pn= (Pb+Pa1+Pa2) ×f2×f3 Avec Pb =1.21 KW : la puissance de basse en fonction de d (d1 ou d2)et N (N1 ou N2) (voir l’annexe 24) Pa1 =0.06 KW : est une puissance additionnelle enfonction du rapport de transmission K* (voir l’annexe 25) Pa2=0.13 KW : est la puissance additionnelle en fonction de la durée de vie (voir l’annexe26) Soit : 𝐏𝐚𝟐 = 𝐍𝟏. 𝐝𝟏 𝟐𝟎𝟐𝟗𝟐𝟐
  • 67. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 60 Pa2 = 0.13 KW f2=0.99 : est le facteur d’enroulement fonction de Q = |𝑑1−𝑑2| er (voir l’annexe 27) f3= 0.93 : est le facteur de correction de langueur (voir l’annexe 28) AN : Pn = (1.21 +0.06 +0.13) ×0.99×0.93 Pn = 1.28 kW 3.9 Nombre de corroie b= Ps/Pn 1.32/1.28 =1.03 soit un brin (b =1) X. Conclusion : A travers de ce chapitre on à déterminé les démentions pour faire la conception de convoyeur à bande incliné.
  • 68. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 61 Conclusion général Notre sujet à été proposé dans le but de réaliser l’étude et la conception d’un convoyeur à bande incliné qui pourrait être installé dans la Centrale Laitière du Nord. L'étude bibliographique nous a permis d'avoir une idée générale sur les convoyeurs existants dans le marché mondial, ainsi que les caractéristiques de chaque type de convoyeur. Elle nous a orientés pour le choix de type de convoyeur qui répond au cahier de charge fonctionnel demandé par la société et qui s’adapte avec son environnement. Les visites effectuées à l'entreprise nous ont permis de nous rapprocher de la réalité du monde industriel et d'analyser la situation actuelle de transport utilisée dans l'entreprise. A travers l'analyse fonctionnelle que nous avons effectuée nous avons pu choisir le convoyeur qui répond aux exigences de cahier de charge fonctionnelle proposé par la société. Celui-ci est à chaines. Une étude mécanique relative aux différents composants de notre système à été réalisée. Le choix des composants standards d'une part et la vérification à la résistance mécanique de la structure d'autre part, ont été faites à partir d'un calcul analytique. Une conception complète de notre système a été faite (élaboration de dessin d'ensemble et des dessins de définition) en utilisant le logiciel SolidWorks. Enfin, nous pouvons confirmer que le déroulement de ce projet nous a offert une réelle opportunité afin de nous familiariser avec l’environnement de travail de technicien supérieur et de relever les contraintes et les exigences du milieu industriel. Ce projet constitue aussi, une expérience professionnelle riche et fructueuse aussi bien sur le plan technique que sur le plan relationnel.
  • 69. ISET JENDOUBA 2016/2017 Mehrez Mekni & Zied Hasni 62 Chapitre 5 : Dossier technique
  • 70. Mehrez Mekni & Zied Hasni 63 Figure 29 : convoyeur a bande
  • 71. Mehrez Mekni & Zied Hasni 64 Figure 30 : châssis de convoyeur
  • 72. Mehrez Mekni & Zied Hasni 65 Figure 32 : Axe tambour de renvoie Figure 31 : Tambour de renvoie
  • 73. Mehrez Mekni & Zied Hasni 66 Figure 33 : Tambour de commande Figure 34 : Axe tambour de commande
  • 74. Mehrez Mekni & Zied Hasni 67 Figure 35 : Rouleaux porteur Figure 36 : Axe rouleaux porteur
  • 75. Mehrez Mekni & Zied Hasni 68 Figure 37 : Bande a tasseaux
  • 76. Mehrez Mekni & Zied Hasni 69 Bibliographique  Cours mécanique d’isetJendouba: - Cours RDM : sollicitation composé. - Construction mécanique : transmission mécanique, système polie courroie, variateur de vitesse, type de roulement…  Guide dessinateur industriel : Auteur Chevalier  Catalogue BLOCS PALIERS AUTO_ALIGNEURS des paliers SKF  Ancien rapport au bibliothèque d’isetJendouba.  [PDF] travaux-dirigees-de-resistance-des-materiaux-corrige  [PDF] Etude-et-dimensionnement-dun-Raji-Sakina_522-1  https://fr.slideshare.net/khawkhitajellouli/dimensionnement-dun-convoyeur-a-bande- kj  http://docplayer.fr  www.somefie.com  www.wikipedia.com  http://www.icontacts.fr/convoyeur-transporteur-a-rouleaux-calcul-ft.awp  http://www.conveyors.it/fr/mom/prodotti/frtarulli.html  http://www.icontacts.fr/convoyeur-transporteur-a-rouleaux-calcul-ft.awp  Logiciel solidworks