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PFE GIAT Industries Maîtrise des Assemblages Vissés

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Présentation au sujet: "PFE GIAT Industries Maîtrise des Assemblages Vissés"— Transcription de la présentation:

1 PFE GIAT Industries Maîtrise des Assemblages Vissés
Christine Devos Sandrine Laffage François Mazières Frédéric Théoule Sandrine Daniel Tachon Stéphane Viganne Henri Laurent Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004

2 PFE  Validation des études d’ingénieur
Introduction PFE  Validation des études d’ingénieur Nos compétences au service du besoin de GIAT Industries pour la Maîtrise des Assemblages Vissés Management de projet  répondre aux attentes dans les 5 mois impartis Connaissances techniques pointues Outils qualité  assurer qualité et fiabilité des résultats Christine Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin Introduction

3 PLAN I - L’Assemblage Vissé II - Conduite du Projet III - Contrôle Ultrasonore IV - Plan d’Expérience V - Serrages Couple / Angle VI - Industrialisation Serrage à l’Angle VII - Synthèse générale Sandrine Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin PLAN

4 I – L’Assemblage Vissé Etat des lieux Objectif
Problème récurrent dans l’ensemble des industries : - transport - raffinerie - construction navale …  Fort impact financier et humain Objectif François Maîtrise du procédé des assemblages vissés :  Augmenter la fiabilité Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin I – L’Assemblage Vissé

5 L’Assemblage Vissé Définition Tension dans la vis
 Force de rappel maintenant les deux pièces à serrer l’une contre l’autre Montage Couple de Serrage  Couple théorique permettant d’obtenir la tension désirée Angle de Serrage  Angle assurant l’allongement nécessaire à la mise sous tension François Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin I – L’Assemblage Vissé

6 II – Conduite du projet GIAT INDUSTRIES A S E M B L G V I EQUIPE INSA
Montage NON maîtrisé de l’Assemblage Vissé Sollicitations mécaniques Environnement de Définition Définition de la Vis Tension dans la vis Couple de Serrage BUREAU D’ETUDE Conception Assemblage Validation Théorique PRODUCTION Application du Process (fiches métier) GIAT INDUSTRIES A S E M B L G V I EQUIPE INSA Conduite de projet Sandrine Autour d’un process de génération des assemblages vissés et des acteurs théoriques:BE et pratique:Prod Assemblages vissés:besoin, caractéristiques, mise en œuvre On agit sur la maitrise des coefficient des frottement par maîtrise de l’application des caractéristiques ON FAIS CONFIANCE AUX CALCULS DU BE, ET ON SE CONCENTRE SUR LE COTE PROD Assurer la MAITRISE du montage de l’Assemblage Vissé Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin II – Conduite du Projet

7 Actions Générales Extérieurs Équipe GIAT Roanne Équipe PFE - INSA
Conseils Moyens Techniques Moyens de Mesures Kraütkramer, CAST LAMCOS, CNDRI Bureau d’Etude Service Méthode Production Recherches Scientifiques CETIM, AFNOR, Thèses Production Bureau d’Etude Équipe GIAT Roanne Expression du Besoin Moyens Équipe PFE - INSA Actions Evaluation des  Serrages Angle / Couple Paramètres Influents sur un assemblage vissé Coeff. de Frottement Benchmarking Plan d’Expérience Sandrine Autour d’un process de génération des assemblages vissés et des acteurs théoriques:BE et pratique:Prod Assemblages vissés:besoin, caractéristiques, mise en œuvre On agit sur la maitrise des coefficient des frottement par maîtrise de l’application des caractéristiques ON FAIS CONFIANCE AUX CALCULS DU BE, ET ON SE CONCENTRE SUR LE COTE PROD Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin II – Conduite du Projet

8 Diagramme des Compétences
Groupe de Travail INSA GESTION DE PROJET Planification Travail en équipe Mesure des risques Organismes de Recherche CETIM, AFNOR, Thèses Industriels Kraütkramer, CAST BENCHMARKING Mesure par Ultra-Sons Serrage à l’Angle CONNAISSANCES TECHNIQUES Plan d’Expérience Résistance des Matériaux Équipe GIAT M. Tachon (Direction), M. Viganne (Méthode) M. Laurent (Production), M. Lorenzoni (B.E.) Professeurs INSA M. Remond (GMD), M. Long (GMC) M. Peix (GMC), M. Théoule (MIP2) PRODUCTION Définition besoin matériel Organisation de l'atelier Sandrine Autour d’un process de génération des assemblages vissés et des acteurs théoriques:BE et pratique:Prod Assemblages vissés:besoin, caractéristiques, mise en œuvre On agit sur la maitrise des coefficient des frottement par maîtrise de l’application des caractéristiques ON FAIS CONFIANCE AUX CALCULS DU BE, ET ON SE CONCENTRE SUR LE COTE PROD Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin II – Conduite du Projet

9 III – Contrôle Ultrasonore
Principe Sonde Émettrice Sonde Réceptrice Onde US Bulle d’Air Propagation d’une onde ultrasonore à l’intérieur du matériau Moyen de contrôle non destructif Modification de la propagation de l’onde à la rencontre d’un hétérogénéité Comparaison du signal de sortie avec un signal de référence pour définir le défaut Christine Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin III – Contrôle Ultrasonore

10 Dispositif Limites Aspérités macroscopiques à la surface de la pièce
Générateur d’impulsions Traducteur Emetteur Appareil de visualisation Traducteur Récepteur Contrôle sur pièce Couplant Limites Aspérités macroscopiques à la surface de la pièce Défaut dans le plan de propagation de l’onde Matériau hétérogène Défaut petit par rapport à la longueur d’onde Christine Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin III – Contrôle Ultrasonore

11 Applications Industrielles
Mesure d’Épaisseur Recherche de défaut dans les Soudures, Moulages Définition de Défaut dans le volume d’une pièce, dans sa forme et sa dimension Contrôle de l’État de Surface (corrosions, aspérités, …) Mesure de la Vitesse du Son dans un matériau contraint ou non Christine Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin III – Contrôle Ultrasonore

12 Application au Contrôle de Vissage
Le temps de parcours d’une onde US dans une vis augmente avec : l’allongement géométrique de la vis la modification de la célérité due à la contrainte La tension dans la vis est accessible par la différence de temps entre l’état à vide et l’état sous charge : Christine Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin III – Contrôle Ultrasonore

13 Contraintes Surfaces lisses  Surfaçage des deux extrémités
Réflexions non déviées aux extrémités Extrémités parallèles et perpendiculaires à l’axe de la vis Mesure en continue Sonde émettrice et réceptrice en bout de filet Réception d’un signal exploitable Signal très amorti et peu divergent Christine Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin III – Contrôle Ultrasonore

14 IV – Plan d’Expérience Objectifs Quantifier les effets
des paramètres et de leurs interactions. Connaissance accrue du procédé : influence des différents paramètres A B Méthode générale Plan d ’expérience Christine Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin IV – Plan d’Expérience

15 Déroulement Plan Expérience
Détermination des assemblages caractéristiques Benchmarking Recherche des paramètres influents Réunion préliminaire Action Plan Expérience Traitement Résultat Expérimentation Suivi Mensuel Réunions Exploitation Christine Prise en compte des résultats Présentation au groupe de travail des résultats exploitables DECISION DE GIAT Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin IV – Plan d’Expérience

16 Paramètres étudiés SOURCES A B C D E F Préparation
Etat Surface sous tête Matériau Plaque Trouée Rondelle CS Etat surface vis Matériau Plaque Taraudée Niveaux -1 Dégraissé peint Ra 0,8 Acier ordinaire non Dacromet Alu insert Niveaux 0 Filet Graissé non-peint Acier à Blindage Niveaux 1 Filet Graissé + Loctite Ra 6,3 THD oui Zinguée -Chromatée Acier blindé Christine Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin IV – Plan d’Expérience

17 Choix de la Méthode d’Expérimentation Appropriée
 Plan Complet - Plan Fractionnaire à 1 répétition : évaluation de la dispersion  216 expériences - Plan Complémentaire sans répétition : précision des résultats  108 expériences  Nombre total de 324 expériences Christine Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin IV – Plan d’Expérience

18 Expérimentation sur Site
 Organisation Humaine 4 personnes - 4 tâches principales  - préparation des éprouvettes pour chaque expérience - vissage - mesures avec le BoltMike 3 - dévissage + notation des résultats mesurés  Organisation Matérielle 2 ateliers en alternance - 2 binômes Christine Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin IV – Plan d’Expérience

19 Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004 IV – Plan d’Expérience
Christine Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin IV – Plan d’Expérience

20 Résultats SOURCES A B C D E F Préparation Etat Surface sous tête Matériau Plaque Trouée Rondelle CS Etat surface vis Matériau Plaque Taraudée Niveaux -1 dégraissé peint Ra 0,8 Acier ordinaire non Dacromet Alu insert Niveaux 0 Graissé Filet non-peint Acier à Blindage Niveaux 1 Graissé + Loctite Ra 6,3 THD oui Zinguée -Chromatée Acier blindé Source Effet Fstat % d’Influence E -3 121 201 20,8 A 2 904 116 12,0 DEF -2 227 103 10,6 AD -2 498 86 8,9 F -1 896 74 7,7 DE 1 628 55 5,6 D -1 400 41 4,2 Tension Moyenne N Christine Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin IV – Plan d’Expérience

21 Fiche Coefficient de Frottement
Christine Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin IV – Plan d’Expérience

22 Fiabilité Cohérence générale des résultats
Les valeurs extrêmes supérieures du prédicteur sont plus importantes Le prédicteur est une version plus spécifique de la norme, en accord avec les différentes configuration de GIAT Industries. Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin IV – Plan d’Expérience

23 V – Serrages Couple / Angle
Avantages Inconvénients Incertitude Serrage au Couple  Serrage continu  Souplesse des matériaux sans influence  Déclenchement de la clé dynamométrique peu fiable  Grande influence de l’incertitude sur le coefficient de frottement = 28% Serrage à l’Angle  Précharge bien maîtrisée (coeff. de frottement peu influent)  Précharge proportionnelle à l’angle de serrage  Pas de problème de grippage  Angles très petits peu fiables  Souplesse des matériaux à maîtriser  Discontinuité du serrage = 15% Q Q Q Q Sandrine 4 phase principale Phase 0 : mois de Mars Recueil Paramètres influents sur le procède Odalites d’assemblage Listing types d’assemblage Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin V – Serrages Couple / Angle

24 Assemblages Optimisés Assemblages Non Optimisés
Méthodes de calcul des Consignes de Serrage  Détermination du coefficient de frottement  Calcul des consignes de serrage Logiciel COBRA Fiche de calcul  Choix de la méthode à appliquer : couple, couple + angle Limites  Besoin d’un technicien formé sur COBRA  Connaissance des caractéristiques de l’assemblages  Non prise en compte : - du phénomène de torsion dans la vis - de la souplesse des matériaux Sandrine Phase 1 : Mi Mars … Plan d’experience a partir des res de P1 Methodo plan expe : 72 expe reiterées 2 fois pour quantifier la dispersion Rentabilité du besoin Moyen Non Destruction : ultra sons qui permet d’aboutir a la tension par conversion du temps de trajet de l’onde dans la vis Ccl : Suite a cette phase de mise en place on attends la réalisation des éprouvettes … Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin V – Serrages Couple / Angle

25 VI – Industrialisation Serrage à l’Angle
Méthodologie de DEMING A P C D • Phase pilote de Qualification • Généralisation du Procédé Contrôle Continu François Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin VI – Industrialisation Serrage à l’Angle

26 VII – Synthèse Générale
Techniquement • Approche Pragmatique et Objective du sujet • Développement d’Outils Spécifiques • Démarche Globale : Intégration des Outils Développés • Continuité de l’Action Humainement • Travail d’Équipe François Bilan • Expérience très positive Techniquement et Humainement Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin VII - Synthèse Générale


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