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

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par Rabah OUKACI
Université Ibn Khaldoun - Ingénieur d'état génie mécanique option construction mécanique 2009
  

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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/mm2

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

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La Quadrature du Net