Épreuve E4 - BTS Forge - juin 2024

Mise en situation

La demande du client

La société « TRIBUNE » a développé une nouvelle génération de moissonneuses batteuses articulées, appelée T1000 (Figure 1).

Pour cette nouvelle machine, une nouvelle boite de vitesses à 2 vitesses (Figure 2) a été développée. Elle fournit premièrement une assistance hydraulique lors du démarrage du rotor nettoyant et battant les grains de céréales (Figure 3) et permet deuxièmement la possibilité d'une inversion du sens de rotation du rotor en cas de blocage.

Cette boite de vitesses est un sous-ensemble essentiel de cette moissonneuse-batteuse qui a été imaginé, conçu et développé par un agriculteur producteur de soja et de maïs dans l'Indiana (USA). Cet agriculteur a déposé 28 brevets depuis 1997 et développé différentes machines futuristes, dont la CX1000, qui est également articulée sur la base d'une Axial Flow de Case IH (Figure 4).

Diverses réalisations ou modifications sur bases de machines Case IH ont vu le jour depuis une quinzaine d'années. Dans le but d'accroître l'autonomie de son AFX8010, cet agriculteur l'a dotée d'un essieu arrière à roues folles et d'une trémie trainée avec essieu suiveur.

Aujourd'hui, la Tribune T1000 représente la quatrième génération de machine qu'il a développée et certainement la plus aboutie.

Il s'agit d'une machine, motorisée par 2 moteurs Cummins de 9 litres de cylindrée développant 478kW (650 HP) chacun. Un moteur exclusif pour la propulsion et un moteur uniquement pour l'ensemble du système de battage et de nettoyage des grains de céréales. Le réservoir de 1000 litres de diésel permet une autonomie de 24h sans ravitaillement.

Cette machine est articulée en son centre pour une meilleure répartition des charges, notamment lorsque les 28 tonnes de capacité de trémie située à l'arrière de la machine sont atteintes. Elle dispose d'une vis de vidange arrière repliable de 558 mm de diamètre, pour un déversement complet en moins de deux minutes (le débit est de 300 litres par seconde).

Cette machine à transmission intégrale permanente repose sur quatre pneumatiques basse pression de dimensions égales pouvant travailler en crabe, ainsi chaque pneumatique est sur sa propre voie pour ne pas passer au même endroit. Car l'un des plus grands défis pour les concepteurs d'engins agricoles est de réduire l'effet dévastateur sur le rendement du compactage des sols lors du passage des machines.

Le rotor a un diamètre de 1m et l'enveloppe concave/grille qui l'entoure est conçue pour utiliser 270 degrés de la surface cylindrique, offrant une zone de séparation beaucoup plus grande que sur les machines traditionnelles.

Avec jusqu'à deux fois la surface de nettoyage des moissonneuses-batteuses classiques, ces caractéristiques produisent une séparation, un nettoyage et un débit très élevé. La conception à double moteur garantit que la puissance dédiée est toujours disponible pour faire fonctionner ces systèmes pour des rendements les plus élevés et les conditions climatiques les plus difficiles.

Une fois le grain propre séparé, deux hacheurs à décharge latérale propulsent la paille finement hachée hors de la machine, pour une largeur d'andain allant jusqu'à 15 mètres. Cela permet une meilleure répartition des résidus sur le terrain, pour une décomposition et un retour plus rapides des nutriments dans le sol.

L'andain est une bande continue de fourrage laissée sur le sol après le passage d'une faucheuse ou d'une andaineuse. Cependant le terme s'applique à différents types de produits étalés sur le champ, par exemple la paille derrière une moissonneuse-batteuse.

PALETTES DE ROTOR RÉGLABLES

Le contrôle hydraulique du pas des aubes du rotor de machine s'effectue depuis l'intérieur de la cabine. Le pas est réglable de 0° (le plus lent) à 27° (le plus rapide), soit l'accélération ou le ralentissement de la vitesse à laquelle la récolte passe à travers le rotor.

L'ajustement des performances de la machine permet de faire face aux changements de cultures et aux conditions climatiques tout au long de la saison de récolte.

La société "TRIBUNE", consulte une entreprise de forge et d’estampage. Elle attend en réponse une étude de faisabilité qui se traduira à terme par un devis pour le boitier de boite de vitesse (Figure 5).

Objet de l’étude

L’épreuve porte sur :

- La définition géométrique de la pièce adaptée à l’estampage sur marteau-pilon ;
- La détermination de la machine d’estampage ;
- L’établissement d’une gamme d’estampage prévisionnelle.

Travail demandé

Le sujet comporte 4 parties :

PARTIE 1 : Adaptation de la pièce à l’estampage.
PARTIE 2 : Vérification de la capacité des machines pour le forgeage.
PARTIE 3 : Rédaction de la gamme prévisionnelle de forgeage.
PARTIE 4 : Établir le devis de la pièce.