Etude d'un camion grue
On se propose d'étudier est un camion grue dont le recueil des exigences définit (entre autres) l'exigence suivante : Permettre au conducteur de soulever la charge d'au moins 6 mètres, dont le critère masse de la charge possède un niveau Mmaxi < 10 000 kg.
Quel vérin doit-on utiliser sachant que le fabricant propose des vérins dont l'effort maximal est de 106 N.
On donne la modélisation du mécanisme ci-contre.
Ouvrir le fichier de type assemblage en pièce jointe ci-dessus.
Détermination de la course du vérin
Faire une étude géométrique avec la liaison pivot1 (liaison entre le bras de grue et le bâti) motrice pour 80 positions et une course angulaire de 80°.
Vérifier que le point C s'est bien élevée d'une hauteur supérieure à 8 m en étudiant la trajectoire du point C.
Vérifier que le point C s'est bien élevée d'une hauteur supérieure à 8 m en faisant un clic droit sur la liaison pivot glissant puis en sélectionnant « résultats ».
Relever la course du vérin entre les positions 20° et 80°.
Détermination de l'effort du vérin
Mise en place des efforts
Pour estimer l'effort que doit pouvoir développer le vérin, il faut mettre en place le poids de la charge en C, appliquée sur "01_bras_grue", ainsi qu'un effort inconnu de type vérin entre "02_tige_verin" et "03_corps_verin".
Avec le complément Méca3D de SolidWorks, Cliquer droit sur "Efforts" et sélectionner "Ajouter[1]".
Sélectionner une effort de type "Constant fixe[2]" et cliquer sur "Suivant".
Sélectionner la pièce "01_bras_grue" sur laquelle s'applique l’effort[3] puis cliquer sur "Suivant".
Sélectionner le point où s'applique l'effort et la direction[4].
Cliquer sur Terminer.
Il faut ajouter le deuxième effort de type inconnu : c'est le logiciel qui calculera sa valeur en fonction de l'effort connu et de la position.
Sélectionner une effort de type "Vérin inconnu[5]" et cliquer sur "Suivant".
Sélectionner les pièces d'ancrage à savoir "02_tige_verin" et "03_corps_verin"[6] puis cliquer sur "Suivant".
Sélectionner les points entre lesquels le vérin exerce sa poussée[7] (Ne pas oublier de maintenir la touche "Ctrl" pour sélectionner le second point).
Cliquer sur Terminer.
Vous devez obtenir les deux efforts ci-contre.
Simulation du mécanisme pour une étude statique
Cliquer droit sur "Analyse" et sélectionner "Calcul mécanique[8]".
Une fenêtre s'affiche[9] donnant des informations sur le mécanisme (nombre de cycles, hyperstatisme, nombre d'équations...).
Cliquer sur "Continuer".
Faire une étude statique, pour 80 positions, avec la rotation RX de la liaison pivot1 comme mouvement d'entrée et une amplitude de 80°.
Pour obtenir les résultats, cliquer droit sur "Verin inconnu" puis sur "Résultats...".
Cliquer sur "Consulter" pour voir les résultats.
Détermination de la course et de la vitesse du vérin
Pour ce mécanisme, la liaison motrice est la liaison pivot glissant. De plus, généralement, la vitesse du point C est limitée par des normes.
Proposer une méthode pour trouver la vitesse de translation du vérin.
Proposer un choix de vérin (course, vitesse, position initiale) pour satisfaire toutes les exigences.