Support d'étude : Tête de chargement d'embarreuse pour armatures métalliques de tuyaux en béton.

Présentation

Description du produit fabriqué

Le produit fabriqué est une armature métallique constituée de barres et d’un « tor spiral », cette armature renforce les tuyaux en béton. Ce produit est fabriqué par une cageuse.

Présentation du système étudié

L’embarreuse étudiée permet d’alimenter la cageuse en barre en acier de manière automatique.

L’opérateur dépose des barres en fagot dans l’embarreuse. La machine effectue automatiquement la séparation des barres et vient présenter chaque barre en face de chaque point de chargement fixe. La cageuse tourne d’un pas après chaque introduction de barre et vient former un cylindre. Un tor spiral est ensuite soudé aux barres.

Analyse fonctionnelle et structurelle de l’existant.

a. Fonction à assurer

Validation du besoin :

• L’évolution dans les entreprises est de diminuer au maximum les tâches pénibles et répétitives pour éviter les maladies professionnelles de type troubles musculo-squelettiques.
• Cette machine doit se substituer à une tache manuelle pénible.

b. Analyse du milieu environnant

Diagramme des inter-acteurs : point de vue utilisateur

Caractéristiques des fonctions :

Fonction principale :

FP : À déterminer à la question 1

Fonctions contraintes :

FC1 : S’adapter au profil des barres
FC2 : À déterminer à la question 1
FC3 : S’adapter aux énergies disponibles
FC4 : Respecter les normes de sécurité
FC5 : S’adapter à l’environnement de l’entreprise
FC6 : À déterminer à la question 1

c. Cahier des charges de l’embarreuse

• Cadence : 100 cages en 6 heures
• Barre : ø 6 mm ; longueur : 2400 mm
• Nombre maxi de barres par cage : 12
• Poids d’un fagot : environ 1 tonne
• Encombrement de la machine : L = 2800 l = 2500 H = 1800
• Lieu d’installation : intérieur d’un bâtiment
• Niveau acoustique : inférieur à 80 dB(A)
• Partie opérative : énergie électrique (400 V 50 Hz), énergie pression pneumatique (8 bars )
• Partie commande : énergie électrique (24 V)
• Pilotage : automate programmable, écran tactile de dialogue à commande déportée
• Protection opérateur : barrière immatérielle

Description du fonctionnement de l’embarreuse

La pince du séparateur de barre va au contact des barres stockées dans la trémie de stockage. Les mâchoires de la pince se referment afin d’emprisonner une seule barre. La pince monte et dépose la barre sur le convoyeur élévateur.

Les barres sont disposées à intervalles réguliers sur un système de chaines élévatrices. Les barres avancent pas à pas et elles sont emmenées une par une au niveau de la tête de chargement.

Principe de fonctionnement de la tête de chargement

La tête de chargement permet d’introduire une barre dans la cageuse.

La barre est pincée entre le galet presseur (31) et le galet entraineur (24).
La tête de chargement s’avance, le cône de centrage (3) assure l’alignement avec la cageuse.
Le motoréducteur (43) met en rotation le galet entraineur (24), la barre pénètre dans la cageuse à grande vitesse.
La barre est guidée par des roulements (13). L’aimant (14) participe au maintien de l’alignement de celle-ci.
La détection d’une barre par le premier capteur inductif (39) permet de ralentir sa vitesse. Le second capteur inductif (39) permet de déclencher l’arrêt de l’introduction de la barre.

Constatations et problématique

Constat :

Les barres ø 6mm ne sont pas toujours poussées à fond dans la cageuse par la tête de l’embarreuse, d’où les conséquences suivantes :

• Impossibilité de souder les barres pour réaliser l’armature métallique du tuyau ;
• Arrêt de la machine (production stoppée) ;
• Intervention de l’équipe de maintenance.

Problématique :

L’analyse des causes montre que les barres ø 6mm ne sont pas toujours suffisamment rectilignes, ce qui entraine leur non détection par les capteurs inductifs (39).

Questionnement

Analyse du fonctionnement de l’embarreuse

• A-1- Analyse fonctionnelle.
• A-2- FAST

Analyse du fonctionnement de la tête de chargement.

Dessin d’une solution technique.

• C-1- Proposer une solution constructive.
• C-2- Choisir des éléments conforme au cahier des charges.
• C-3- Réaliser la solution constructive conformément au cahier des charges.