Comportement des systèmes mécaniques SPA Perforatrice REXEL Baccalauréat Professionnel EDPI Niveau Terminale Objectifs du TP:  Comportement des systèmes mécaniques  Validation du choix d’un moteur électrique. Utilisation d’un logiciel cinématique et dynamique Méca3D. Connexion sur une banque de données avec le web.

SPA Perforatrice REXEL Le perforateur électronique de bureau est développé par la société REXEL. Ses formes, ses couleurs et son design. en font un modèle hors norme qui sort de la sobriété des perforateurs industriels. L’étude de ce perforateur sera réalisé sous Méca3D avec du frottement dans les liaisons pour être au plus du modèle réel. Il est évident que cette réflexion concerne le travail préparatoire du professeur pour cette SPA.

SPA Perforatrice REXEL 1er étape: Observation du système. L’élève observe le mouvement de la perforatrice, il constate que les deux cames ne sont pas synchronisées. Il doit exprimer en quelques lignes, les premières idées qu’il peut avoir sur ce constat :

SPA Perforatrice REXEL 2ème étape: Détermination de l’effort de perforation . Pour démarrer une étude dynamique, le professeur a préparé le travail pour connaître l’effort maximum de perforation de ce système. Un capteur d’effort et un paquet de feuilles a permis de faire des essais pour obtenir une courbe d’efforts en fonction du nombre de feuilles.

SPA Perforatrice REXEL A partir de cette étape, les élèves vont faire une étude dynamique avec le système de cames synchronisées pour comprendre mécaniquement le comportement de cette configuration en fonction du choix du moteur électrique.

SPA Perforatrice REXEL 3ème étape: Détermination de la vitesse de rotation en tr/mn du moteur électrique. Pour obtenir un aller-retour du poinçon, il faut un tour de l’axe excentrique en 1 seconde. A partir de cette loi d’entrée, on va déterminer la vitesse d’utilisation de la perforatrice en utilisant un logiciel de simulation cinématique et dynamique. C’est une donnée essentielle dans le choix du moteur électrique. 60 tr/mn

SPA Perforatrice REXEL 4ème étape :Mise en place de l’effort de poinçonnage sur les deux poinçons. La mise en place de l’effort se fait dans la zone effort à l’aide de l’icône La courbe d’effort a été faite à l’aide de l’éditeur de courbe de Méca3D, en fonction de la forme du poinçon.

SPA Perforatrice REXEL

SPA Perforatrice REXEL 5ème étape :Recherche de la valeur maxi du couple moteur Nous avons besoin de connaître la valeur du couple maxi pour la comparer à celle du moteur électrique choisi par le fabricant. La valeur maxi est de 11,427 N.mm

SPA Perforatrice REXEL L’élève constate deux valeurs de pic et essaye de comprendre. On s’aperçoit que le premier pic correspond au poinçonnage et le deuxième au frottement dans les glissières des poinçons . Cette deuxième valeur est mise en évidence grâce à une simulation à l’aide de ce type de logiciel. Cette valeur est-elle acceptable pour le moteur sélectionné par le fabricant ? Pour répondre à cette question, nous devons vérifier les caractéristiques du moteur électrique. Pour cela, nous devons nous connecter sur le site web du fabricant. Le modèle choisi pour la perforatrice est le suivant : FC-260sa Le site est en anglais, et quelques termes doivent être connus : Speed Vitesse Torque Couple 6ème étape : Recherche du fabricant sur le Web L’adresse du fabricant est la suivante : http://www.mabuchi-motor.co.jp/en_US/index.html

Attention, cette valeur est inférieure à celle trouvée par simulation. SPA Perforatrice REXEL Résultats de la recherche sur le web du fabricant 1°) Mettre ce curseur sur la vitesse en tr/mn trouvée précédemment. 2°) Mettre ce curseur sur 5,8 v 3°) Lire la valeur du torque après le réglage des précédents paramètres Attention, cette valeur est inférieure à celle trouvée par simulation.

SPA Perforatrice REXEL 6ème étape : On refait l’étude avec le système à cames désynchronisées. La valeur maxi est de 7,135 N.mm L’élève relève la valeur du couple maxi pour la comparer à la précédente.

Données fabricant à l’aide du net Conclusion Données fabricant à l’aide du net La valeur maxi est de 11,427 N.mm Solution retenue La valeur maxi est de 7,135 N.mm Courbe Cames synchronisées Courbe Cames désynchronisées

SPA Perforatrice REXEL 7ème étape : Conclusion La valeur du couple maxi dans le cas du système à cames désynchronisées est correct d’après le simulateur du fabricant du moteur électrique ; le cahier des charges est respecté. La simulation informatique met en évidence des phénomènes que l’on peut soupçonner, mais difficilement constater visuellement lors du fonctionnement d’un mécanisme.