Sous-Épreuve E11 - Bac Pro TU - juin 2021

Présentation du système mécanique

Mise en situation

Le mécanisme étudié est une machine automatique conçue et fabriquée par l'entreprise LBM industries, implantée à Reims dans la Marne et spécialisée dans l'ingénierie industrielle et la conception de biens d'équipements.

Fonctionnement du système

La REMPLISSEUSE SMARTBAG est une machine automatique qui permet de conditionner du concentré acide (pH ˜ 2,2) en poches souples (Smartbags).

Elle assure les fonctions suivantes :

• l’accumulation des poches souples conditionnées en barre clipsées,
• le transfert entre l’accumulateur et la remplisseuse,
• la séparation des poches,
• le remplissage avec dosage,
• l’operculage,
• le contrôle de la présence de l’opercule,
• l’évacuation des poches mauvaises,
• la rotation des poches bonnes avant évacuation,
• l’évacuation des poches bonnes,
• le marquage des poches,
• l’accumulation des poches pleines.

Toutes ces opérations sont automatiques et assurées par un automate programmable.

Seules les opérations suivantes sont manuelles :

• chargement des barres de poches,
• déchargement des poches pleines,
• chargement des opercules.

Caractéristiques techniques

• Contenance: 4,70 litres
• Cadence instantannée SMARTBAG / heure : 500

Détails des différentes parties étudiées du système

Maintien en position des poches après remplissage.

La poignée de la poche est maintenue contre le plateau tournant grâce à l'effort presseur du vérin rep. 52, sur le contre guide amovible rep. 47.

Rotation des poches pour dépose sur tapis d'évacuation

En rentrant, le vérin entraine le bloc transfert, sur lequel est positionné l'ensemble « support + galet ».

La poche smartbag entame sa rotation lorsque le galet emprunte le chemin de came puis le vérin de rotation crochet rentre et libère la poche lorsque le bloc transfert arrive en butée.
 

Problématiques

Pour respecter la nouvelle cadence de production de 500 "smartbags" / heure et l'augmentation du volume de remplissage des nouveaux "smartbags" à 4,70 litres, la société LBM industries a dû modifier les caractéristiques mécaniques du système de maintien en position des poches remplies et de la dépose de ces mêmes poches sur le tapis d'évacuation.

Le bureau d'étude doit valider les modifications technologiques réalisées.

Problématique N°1

Des problèmes de réglage de la vitesse de rotation des poches pleines, pour une dépose sur le tapis d'évacuation, ont entrainés des chutes de ces dernières.

On vous demande de vérifier si la vitesse de déplacement du vérin de transfert est compatible avec une dépose sécurisée des poches sur le tapis d’évacuation.

Problématique N°2

Pour assurer le maintien en position des poches remplies, lors du transfert vers le tapis d'évacuation, la société LBM industries a dû modifier le système de bridage des poches sur le plateau indexeur.

On vous demande de vérifier la capacité du vérin à assurer le maintien en position des poches.

Vous devez vérifier les caractéristiques du dessin de définition du bloc transfert, cette pièce assurant le déplacement des poches jusqu'au tapis d'évacuation.

Vérin de dépose des poches rep. 34+35 + vérin presseur rep. 52

Vérin de transfert

Transfert, rotation et dépose des "smartbag “

Travail demandé

Le sujet comporte 5 parties :

Partie 1 - Analyse fonctionnelle et structurelle du système « rotation des poches »
Partie 2 - Étude cinématique du sous-ensemble « rotation des poches »
Partie 3 - Étude statique du sous-ensemble « vérin de maintien en position des poches »
Partie 4 - Étude de la résistance des matériaux de l’axe d’articulation du vérin
Partie 5 - Analyse du dessin de définition du bloc transfert mobile