Compatibilité de l'étanchéité

Objectif : Vérification de la vitesse maximale du piston et compatibilité du joint d'étanchéité.

Dans le mini compresseur, le changement brusque de vitesse et de sens de déplacement du piston peut être à l'origine d'une usure, voire rupture prématurée des pièces.

Pour un bon fonctionnement du compresseur, la vitesse maxi du piston ne doit pas dépasser la valeur de 8 m/s. Au delà de cette vitesse, le matériau utilisé pour réaliser le joint de piston (24) ne conviendrait plus. Il s'userait et la compression ne serait plus assurée.

Vérifions que cette vitesse limite du piston de 8 m/s n'est pas atteinte.

1 - Principe de fonctionnement 

= 40 min

Répondre aux questions page 14 et 15 de votre livret.

Question 1 - A partir de l’éclaté, donner la désignation des principaux éléments du mini compresseur.

Question 2 - Définir la nature des mouvements des pièces par rapport au carter extérieur fixe.

Question 3 - Comment s’appelle l’ensemble du pignon et de la roue ? Quel est son rôle ?

Dans ce système de pignon et rour dentée, la vitesse varie fonction du rapport de transmission R. Ce rapport se calcule avec la relation suivante :



• Z le nombre de dents de chaque roue disponible dans la nomenclature.
• N la vitesse de rotation en tr/min (ou RPM en anglais)

Question 4 - Calculer le rapport de transmission R.

Question 5 - Relever la vitesse de rotation du moteur N3649-050-G-3 pour le Max Efficiency (efficacité maximale).





Question 6 - Calculer alors la vitesse du vilebrequin (vitesse de sortie) à l'aide de la formule donnée Question 4.

 

2 - Recherche de la vitesse maximale par simulation

= 70 min

Télécharger et dézipper le dossier ci-dessous. Il contient ls principaux éléments constitutifs de la transformation de mouvement.



Etape 1 - Assemblage des classes d'équivalence.

Réaliser 3 assemblages différents correspondant aux trois ensembles du sytème. Une 4ième étant la bielle seule pièce de l'ensemble.

Vous utiliserez principalement les contraintes de coïncidence et de coaxialité.

• Bâti 0 composé du support moteur, paliers 1 et 2 et cylindre.
• Manivelle 1 composé de l'axe, masse vilo et maneton.
• Piston 3 composé du piston et axe piston.

Etape 2 - Assemblage final

Réalisez l’assemblage final dans un nouvel assemblage à l’aide des sous assemblages précédents et de la bielle. Vous insérez en premier le Bâti 0.



Etape 3 - Déclaration des pièces

Cliquer sur l'onglet Meca3d au dessus de l'arborescence à gauche.

Si cet onglet n'apparait pas, dans le menu supérieur, sélectionner Outils / Compléments et cocher de chaque coté du module complémentaire Meca3d. Il faudra reouvrir votre assemblage.



Déclarer les pièces dans l’ordre suivant : bâti 0, manivelle 1, bielle et piston 3. Pour cela vous cliquez droit sur pièces , un menu contextuel qui comporte l’option ajouter apparaît alors.

Cliquer sur une pièce de l'ensemble à ajouter et valider en cliquant sur Ajouter.



Votre arborescence doit ressembler à l'image suivante.

Etape 4 - Déclaration des liaisons

La déclaration des liaisons procède de la même logique. Lorsque vous cliquez sur Liaisons puis Ajouter le menu ci-dessous apparait dans la fenêtre principale.



Choisir une liaison, pivot pour commencer puis Suivant.

Sélectionner alors les 2 pièces concernées, le bâti 0 et la manivelle 1, soit sur la vue du mécanisme soit dans les pièces présentes dans l’arborescence puis Suivant.

Sélectionner la contrainte proposée, un petit drapeau vert apparaît et Terminer.



Ajouter les liaisons suivantes :

• Pivot glissant entre la manivelle 1 et la bielle,
• Pivot entre la bielle et le piston 3,
• Pivot glissant entre le bâti 0 et le piston 3.

Appeler le professeur pour faire valider votre assemblage.

Etape 5 - Simulation

Faire un clic droit sur Analyse puis Calcul mécanique. Cliquer sur Continuer.

Renseigner la vitesse d'entrée du mouvement correspondant à la vitesse de rotation du vilebrequin déterminé à la Question 6 pour piloter la liaison pivot entre le bâti 0 et la manivelle 1, .  

Durée du mouvement 0,1 seconde pour 180 positions de calcul :



Une fois le paramétrage correctement réalisé, lancer le calcul   puis cliquer sur .

Pour visualiser la simulation, faire un clic droit sur Résultats puis Simulation. Lancer la lecture.

Etape 6 - Courbes de résultats

Afficher une courbe donnant la vitesse du piston en fonction du temps. Pour cela, faire un clic droit sur Résultats puis Courbes et Simples. Une fenêtre Consultation des résultats apparaît.

Sélectionner l'onglet pièce . Dans la fenêtre rouge, vous devez sélectionner la classe d'équivalence pour laquelle vous voulez les résultats cinématiques. Dans votre cas le piston. Le type de résultat que vous souhaitez est la vitesse du piston. La pièce par rapport à laquelle vous souhaitez ces résultats est la classe d'équivalence carter (par défaut la pièce fixe du mécanisme c'est à dire la première de la liste des pièces). Cliquer sur Consulter.



Une fenêtre d'affichage de la courbe apparaît. Visualiser la vitesse du piston en cliquant sur l'onglet Vy . Afficher le numéro des positions en effectuant un clic droit dans la fenêtre des valeurs.



Question 7 - Reproduire la courbe de la vitesse du piston/carter page 15 du livret .

Question 8 - Reporter sur cette courbe les points correspondants à la vitesse maximale et donner sa valeur.

Question 9 - Conclure quant à la compatibilité de l'étanchéité avec un joint de piston en NBR (Perbunan®).

Question 10 - Reporter sur cette courbe les points correspondants aux PMH et PMB.