Épreuve U11 - Bac PRO EDPI - Métropole septembre 2020

Présentation

1.PRÉSENTATION DE L’ENTREPRISE

L’entreprise SFERE Emballages, créée en 1984, est spécialisée dans la conception et la fabrication de systèmes et de consommables d’emballages.

SFERE Emballage est le seul fabricant français à proposer une gamme complète de soudeuses, de la machine manuelle aux lignes automatiques les plus complexes.

2.PRÉSENTATION DU SUPPORT DE L’ÉTUDE

Le système étudié est la Soudeuse SA 90.70 CS.
Il s’agit d’une machine automatique utilisée pour la mise sous film de paquets ou de colis.

3. PRÉSENTATION DE LA ZONE D’ÉTUDE

On s’intéressera au sous-ensemble « cadre de soudure » qui est animé par le sous-ensemble « commande bras de soudure ».

4.    PROBLÉMATIQUE

Lors du fonctionnement de la soudeuse, on observe une flexion du support de vérin appartenant au bâti repéré (1) sur le dessin d’ensemble page 5 / 16.
Pour garantir la qualité de la soudure, et éviter des phénomènes d’usure par fatigue, il est nécessaire de limiter cette flexion.
L’étude va permettre de vérifier les différentes solutions proposées par le bureau d’études.

Les solutions envisagées sont :

•    Redimensionner le vérin.
•    Diminuer la pression d’alimentation du vérin.
•    Rigidifier la structure du support de vérin.

Ces différentes solutions seront étudiées dans 3 parties.

Première partie : étude cinématique

Cette partie va permettre de comprendre le fonctionnement du sous-ensemble étudié mais aussi de préparer le reste de l’étude.

Deuxième partie : étude statique

En phase de soudure (cas le plus défavorable), cette partie va permettre de déterminer les différents efforts exercés sur le module de soudure et vérifier la capacité du vérin.

Troisième partie : étude de résistance des matériaux

Vérifier la résistance de l’axe de chape de vérin en fonction des contraintes exercées.
Choisir une solution technologique permettant de réduire les déformations du support de vérin.

Questionnement

Partie 1 – Étude de cinématique    (40 minutes)

1-1 Modélisation des liaisons

• Question 1 – Détermination des liaisons    
• Question 2 – Graphe des liaisons    
• Question 3 – Repérage des différents sous-ensembles

1-2 Cinématique graphique

• Question 4 – Détermination de la nature des mouvements
• Question 5 – Détermination des trajectoires    
• Question 6 – Position des points    
• Question 7 – Représentation du schéma technologique en position fermée    

Partie 2 – Étude de statique    (1 heure 30)

• Question 8 – Détermination de l’effort de soudage    
• Question 9 – Isolement de la Biellette 4    
• Question 10 – Isolement du Cadre Supérieur 3
• Question 11 – Détermination des efforts exercés sur 3
• Question 12 – Exploitation de la simulation    
• Question 13 – Représentation des efforts exercés sur la Biellette 5    
• Question 14 – Détermination de Iy    
• Question 15 – Détermination de la norme de la force exercée en I    
• Question 16 – Détermination de la pression d’alimentation du vérin    
• Question 17 – Choix d’un nouveau diamètre de vérin

Partie 3 – Étude de résistance des matériaux    (30 minutes)

3-1 Vérification des dimensions de l’accroche du vérin

• Question 18 – Détermination des sections cisaillées    
• Question 19 – Repérage des sections    
• Question 20 – Écriture de la condition de résistance    
• Question 21 – Détermination du diamètre minimal    
• Question 22 – Conclusion    

3-2-Vérification de la résistance à la flexion de la plaque support

• Question 23 – Détermination de la nouvelle solution
• Question 24 – Conclusion