Présentation

Mise en situation

La société COOLCAM est spécialisée dans la réalisation de prises de vues pour la télévision ou le cinéma à partir de grues statiques ou portables. Elle conçoit et commercialise ses propres grues.

La spécificité des grues Coolcam est l’utilisation d’une poutre principale extrêmement légère. En effet, la poutre principale est constituée d’un assemblage de plusieurs tubes en matériau composite carbone-époxy, manchonnés entre eux. L’ensemble gagne en légèreté et en rigidité par rapport à l’aluminium. Cependant, une grue en composite a un coût nettement plus élevé.

Caractéristiques techniques

Présentation du produit

Description du sujet

L’étude va porter sur l’étrier de la grue statique de 9 m. La fonction de l’étrier est de relier le tube au trépied :

L’étrier est composé des sous-ensembles suivants :

Le tube est maintenu dans le « système de serrage » à l’aide de 2 plaques pliées en aluminium de 4 mm, de 4 vis et de 4 écrous.

L’étrier réalise les fonctions services et contraintes suivantes :

Afin que le caméraman puisse approcher et déplacer la caméra, l’étrier actuel est articulé selon 2 axes :
• un axe de rotation vertical
• un axe de rotation horizontal

La rotation d’axe vertical est réalisée par le support de trépied.

Afin d’assurer la sécurité du public qui peut se trouver sous la grue comme lors d’un concert par exemple, l’étrier doit supporter le chargement suivant : les tubes, le contrepoids, la caméra et son support, le haubanage et le pantographe. Le support en U est donc un assemblage soudé de plaques de 10 mm en acier découpées au laser.

L’étrier permet un montage sur site en moins de 2 heures sans l’aide d’outils.

La grue actuelle est très appréciée par les professionnels de l’audiovisuel, qui néanmoins constatent les défauts suivants :

• présence d’un jeu dans la liaison réalisant la rotation horizontale du tube. Ce jeu permet des micro-déplacements de la poutre qui peuvent être néfastes pour la qualité de la prise de vue.
• temps de montage trop long.

Problématique

Le bureau d’études de l’entreprise décide d’apporter 2 modifications sur la conception actuelle :

- reconception de la liaison entre le support en U et le système de serrage (liaison réalisant la rotation d’axe horizontal).
- modification du système de serrage du tube afin d’améliorer la rapidité de montage du tube.

Questionnement

A – ANALYSE DE L’ENSEMBLE « ÉTRIER »

A-1 Analyse fonctionnelle de l’ensemble « Étrier ».
Question 1 – Compléter le tableau relatif au graphe des inter-acteurs en indiquant la fonction principale, les fonctions contraintes et services.

A-2 Analyse cinématique.
Question 2 – Compléter le tableau ci-dessous et identifier la liaison entre le support trépied et le support en U.
Question 3 – Compléter le tableau relatif à la liaison entre le système et le support U de serrage.
Question 4 – Compléter le schéma cinématique.

B – ÉTUDE ET MODIFICATION DE LA LIAISON PIVOT HORIZONTALE

B-1 Analyse du montage de la liaison pivot horizontale actuelle.
Question 5 – Déterminer l’ajustement.
Question 6 – Reporter les ajustements conseillés par le fabricant et conclure.
Question 7 – Tracer en rouge les arrêts en translation des bagues intérieures du montage actuel.
Question 8 – Tracer en bleu les arrêts en translation conseillés par le fabricant pour un montage « arbre tournant par rapport à la charge » et conclure.

B-2 Modification de la liaison pivot horizontale
Question 9 – Compléter le tableau donnant les avantages et les inconvénients de chacune des solutions.
Question 10 – Relever les tolérances conseillées par le fabricant.
Question 11 – tracer en rouge les arrêts en translation des bagues intérieures du montage de la nouvelle conception et conclure.
Question 12 – Compléter les dimensions du roulement Q6200.
Question 13 – Compléter la cotation de l’axe fileté.
Question 14 – Compléter le tableau en précisant la nature des 4 trous réalisés sur chaque plaque pour accueillir les vis FHC M3 (Rep.7).
Question 15 – Donner l’épaisseur minimale de la plaque taraudée.

C – MODIFICATION DU SYSTÈME DE SERRAGE DU TUBE

C-1 Recherche de solutions.
Question 16 – Compléter le tableau décrivant les solutions pour réaliser une liaison encastrement (fixe).

C-2 Mise en place de la nouvelle solution.
Question 17 – Relever les dimensions suivantes de la grenouillère.
Question 18 – Compléter l’extrait du dessin d’ensemble.
Question 19 – Compléter le dessin de définition du support de grenouillère en réalisant la vue de face et de gauche.
Question 20 – Sur votre dessin de définition, coter les éléments suivants : épaisseur du support de grenouillère et diamètres des trous.