études de conception d'un banc d'essai pour butées hydrodynamiques

RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTÈRE DE L'ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR
ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

UNIVERSITÉ IBN KHALDOUN - TIARET

FACULTÉ DES SCIENCES ET DES SCIENCES DE L'INGÉNIEUR
DÉPARTEMENT DE GÉNIE MÉCANIQUE

MÉMOIRE DE FIN D'ÉTUDES

POUR L'OBTENTION DU DIPLÔME
D'INGÉNIEUR D'ÉTAT EN GÉNIE MÉCANIQUE

OPTION : CONSTRUCTION MÉCANIQUE

THÈME

ÉTUDES DE CONCEPTION

D'UN BANC D'ESSAI POUR BUTÉES HYDRODYNAMIQUES

Présenté par : Oukaci Rabah

Devant le jury :

AISSAT CC.UIK- TIARET Président

M.ELGUERRI CC.UIK- TIARET Rapporteur

M.GUEMMOUR CC.UIK- TIARET Examinateur

B.BEKKOUCHE CC.UIK- TIARET Encadreur

REMERCIEMENTS

Je tiens à remercier forcément tous ceux qui m'ont aidé à la réalisation de ce travail, je désigne en premier lieu : Mon encadreur très respecté B.Bekkouche, pour son soutien, son aide et son suivi durant toute la période de la préparation de mon projet de fin d'études. Je lui tire un grand coup de chapeau.

En deuxième lieu, mes remerciements vont aussi à tous mes enseignants qui ont contribué à ma formation durant des longues années, ils sont vraiment à la hauteur.

DÉDICACES

Honorablement, je viens de dédier cette performance en premier lieu à mes très chers parents, sans eux je suis nul, pourtant ils n'ont aucune formation académique, mais ils comprennent subtilement la valeur magistrale de la science et la connaissance. Ils étaient toujours derrière moi et ne cessent jamais de m'encourager afin de réaliser les meilleurs degrés. Que dieu les garde et les bénisse.

De l'autre coté, et d'une façon impressionnante, je me penche devant la mémoire de ma très chère grand-mère qui m'a quitté à jamais en février 2009. Sans oublier mes amis irremplaçables ; Si Youssef Abdallah et Rahmani Boubakeur, Qu' Allah les accorde la clémence.

Finalement, Je dédie ce manuscrit à tous mes enseignants et mes camarades de classe.

Table des Matières

Notations et Symboles 1

Table des illustrations 3

Introduction 7

I. ÉTUDE DU BÂTI SUPPORT

I.1 Préface 9

I.2 La base 10

I.2.1 Le cordon de soudure "a" 10

I.2.2 La longueur nécessaire "L" de la soudure latérale 10

I.2.2 .1 Pour les points E, F, L et I 10

I.2.2 .2 Pour les points A, B, H, D, C, G, K et J 12

I.3 le soubassement 12

I.3.1 les tubes montant arrière 12

I.3.2 le tube de liaison arrière 13

I.3.3 les tubes montant de devant 13

I.3.4 les tubes de liaison latérale 13

I.3.5 les tubes de renforcement diagonal 13

I.3.6 les tubes de soutènement 14

I.4 les parties supérieures 14

I.4.1 les tubes d'appui arrière 14

I.4.2 les tubes transversaux supérieurs 15

I.4.3 Tube de liaison arrière (partie haute) 15

I.5 Plaque support de broche 15

I.5.1 Conditions de soudure 15

I.5.2 Calcul de la résistance des boulons au cisaillement 16

I.5.3 Calcul de la résistance des boulons à la pression diamétrale 16

I.5.4 Calcul de la résistance des boulons à la traction 17

I.6 Liste des pièces du banc d'essai 40

II. ÉTUDE DU MÉCANISME DE CHARGEMENT DE LA BUTÉE

II.1 Préface.. 41

II.2 Caractéristiques géométriques de la vis à patin 41

II.2.1 Calcul du diamètre fond du filet dr 43

II.2.2 Caractéristiques dimensionnelles de la vis à patin 43

II.2.3 Calcul du couple admissible 44

II.2.4 Calcul des contraintes 45

II.2.4.1 Contrainte de compression 45

II.2.4.2 Contrainte de torsion 45

II.2.5 Vérification du flambage 45

II.2.6 Cisaillement des filets de la vis 46

II.2.7 Cisaillement des filets de l'écrou 46

II.3 Rondelle «Belleville » 46

II.3.1 Caractéristiques dimensionnelles de la rondelle «Belleville » 47

II.3.2 Association des rondelles 47

II.4 Capteur de force 47

II.5 Douille à aiguille 48

II.5.1 Choix du type de Douille à aiguille 48

II.5.2 Montage du roulement 50

II.6 Référentiel local de réduction des torseurs 51

III. ÉTUDE DU MÉCANISME D'ENTRAÎNEMENT DE LA BUTÉE

III.1 Préambule 54

III.2 le moteur asynchrone triphasé 54

III.2.1 les caractéristiques du moteur asynchrone 55

III.2.1.1 Plaque à bornes 55

III.2.1.2 Plaque signalétique 55

III.2.2 Le branchement du moteur au réseau électrique triphasé 58

III.3 Courroie 58

III.3.1 Choix de type de courroie 58

III.3.2 Paramètres géométriques 59

III.3.2.1 Diamètre des poulies 59

III.3.2.2 Angles d'enroulement de la courroie sur chaque poulie 60

III.3.2.3 Entraxe a 60

III.3.2.4 La longueur de la courroie L 61

III.3.2.5 Mesures dimensionnelles de la courroie 61

III.3.3 Paramètres cinématiques 62

III.3.3.1 Vitesse de rotation N₁ de la poulie motrice (menant) 62

III.3.3.2 Vitesse linéaire v₁ de la poulie motrice (menant) 62

III.3.3.3 Vitesse angulaire w₁ de la poulie motrice (menant) 62

III.3.3.4 Vitesse linéaire v₂ de la poulie réceptrice (menée) 63

III.3.3.5 Vitesse angulaire w₂ de la poulie réceptrice (menée) 63

III.3.3.6 Vitesse de rotation N₂ de la poulie motrice (menant) 63

III.3.4 Paramètres dynamiques 63

III.3.4.1 Forces de transmission 64

III.3.4.2 Tension dans la courroie 65

III.3.4.3 Effet de la force centrifuge 66

III.4 Variateur de vitesse 67

III.5 Constituants du mécanisme d'entraînement 68

IV. ÉTUDE DU DISPOSITIF DE MESURE

IV.1 Préambule 69

IV.2 La Butée d'essai 70

IV.2.1 La composition de la butée d'essai 70

IV.2.1.1 Le grain fixe 70

IV.2.1.2 Le grain mobile (Le collet) 71

IV.2.2 Les caractéristiques dimensionnelles et les conditions de fonctionnement de la butée d'essai 71

IV.3 Mesure de la température 72

IV.4 Mesure de la pression 73

IV.5 Mesure Du débit 73

IV.6 Mesure de l'épaisseur du film d'huile 73

IV.7 Écarts sur les mesures 76

IV.8 Contrôle de la vitesse de rotation 76

IV.9 Liste des instruments de mesures 78

Conclusion 79

Références Bibliographiques 80

Notations et Symboles

Symbole	Unité	Désignation
? ô ? ' cis	Mpa	La contrainte admissible du cordon ou du métal d'apport au cisaillement
i	--	le nombre des cordons latéraux
R min	Mpa	résistance minimale à la rupture par extension
Re min	Mpa	résistance minimale apparente d'élasticité
S	--	facteur de sécurité
A r	2 mm	surface de coupe du tube rectangulaire
fub	Mpa	la résistance du boulon à la rupture
Fvrd	--	La résistance au cisaillement
Ftrd	N	La résistance totale à la traction
ã Mb	--	coefficient sécuritaire
d 0	mm	diamètre du trou
A S	2 mm	section correspondant à dS
d	mm	diamètre de la vis du boulon
t	mm	épaisseur de la plaque support de broche
W	N	charge
Sy	N/mm^2	la limite d'écoulement
a	mm	le vide au fond du filet
T	Nm	Le couple admissible supporté par la vis
ciA	Mpa	La contrainte de compression de la vis
?	Mpa	La contrainte de torsion
p	mm	le pas
FS	--	le facteur de sécurité
Sy	--	la limite d'écoulement du matériau de la vis

Notations et Symboles

Symbole	Unité	Désignation
N R	Tr/mn	vitesse nominale de rotation
?	--	Le rendement
C U	Nm	Le couple utile
? S	rad/s	vitesse synchrone de rotation du champ tournant
?	Hz	pulsation des courants alternatifs
u	--	rapport de transmission
?	--	coefficient de glissement élastique
I	--	le demi-angle entre les brins de la courroie
CFc	--	coefficient qui tient compte de l'influence de la force centrifuge et du type de section de la courroie.
pl	kg/m	la masse linéique par unité de longueur de courroie
?tcr	--	caractéristique de traction
e	mm	épaisseur
K	N/m	la raideur
Pa	W	puissance électrique absorbée
PU	W	puissance utile nominale
L1	mm	Hauteur sous charge P1
P1	N	Charge correspondant à L1
Di	mm	Diamètre intérieur,
De	mm	Diamètre extérieur
Lo	mm	Hauteur libre approximative
F1	mm	Flèche sous charge P1