Etude des Constructions 2005 S.T.I (Génie Electrotechnique) Baccalauréat technologique

SÉRIE SCIENCES ET TECHNIQUES INDUSTRIELLES . GÉNIE ELECTROTECHNIQUE .

BACCALAURÉAT TECHNOLOGIQUE.

SESSION 2004 .
ÉPREUVE: ÉTUDE DES CONSTRUCTIONS
Durée : 4 heures. Coefficient : 6

BARRIERE LEVANTE
AUCUN DOCUMENT N'EST AUTORISE . MOYENS DE CALCUL AUTORISES.
Calculatrice électronique de poche, y compris les calculatrices programmables, alphanumériques ou à écran graphique à condition que leur fonctionnement soit autonome et qu'il ne soit pas fait usage d'imprimante (conformément à la circulaire N°99-018 du 1 février 1999). .

Ce sujet comprend 3 dossiers de couleurs différentes - Dossier Technique (DT1 à DT8) - Dossier Travail demandé (pages 1/8 à 8/8) - Dossier des « Documents réponses» (DR I à DR4) . ….. .
Les candidats rédigeront les réponses aux questions posées sur feuille de copie ou, lorsque cela est indiqué dans le sujet, sur les « documents réponses» prévus à cet effet. Tous les documents "réponses" même vierges sont à remettre en fin d'épreuve.

BARRIERE LEVANTE…

………

BARRIERE LEVANTE
DOSSIER TECHNIQUE

Ce dossier comprend 8 documents numérotés de DT1 à DT8
1. PRESENTATION FONCTIONNELLE DE LA BARRIERE……………………………….….…DT1 2. EXTRAIT DU CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL……………………….………….…DT1 3. FONCTIONNEMENT DE LA BARRIERE LEVANTE 3.1 CONFIGURATION………………………………………………………………………………………DT2 3.2 COMPOSANTS DE LA BARRIERE………………..……………………………………….……….DT2 3.3 COMPOSANTS DU GROUPE MECANIQUE.…… ………………………………………………DT3 3.4 PRESENTATION DE LA CHAINE D’ENERGIE…………………………………………….……DT4 3.5 CONSTRUCTION DE LA CHAINE D’ENERGIE……..……………………………………….…DT5 3.6 SCHEMA CINEMATIQUE DU GROUPE MECANIQUE ……………………………..………DT6 4. MACHOIRE DEGONDABLE 4.1 COMPOSANTS DE LA MACHOIRE DEGONDABLE ………………………………….….……DT7 4.2 NOMENCLATURE DE LA MACHOIRE DEGONDABLE ……….………………………………DT7 4.3 DESSIN D’ENSEMBLE DE LA MACHOIRE DEGONDABLE (Format A3)………….......DT8

Baccalauréat technologique STI GET – Etude des constructions 2004

1 Présentation fonctionnelle de la barrière levante :
Les barrières levantes sont conçues pour barrer en toute sécurité le passage aux véhicules. Les barrières levantes s’intègrent à un environnement humain et physique.

Piétons Technicien de maintenance.

FC1 FC4

FC3

Parking

BARRIERE LEVANTE
FP1 FC2

Voiture

Chauffeur

Figure 1 : Diagramme des interacteurs d’une barrière levante.

Fonction principale : FP1 : Ouvrir ou fermer l’accès du parking aux voitures. Fonctions contraintes : FC1 : Ne pas mettre en danger les piétons. FC2 : Pouvoir être commandée par le chauffeur. FC3 : Etre accessible pour la maintenance. FC4 : Etre adaptable à l’architecture du parking.

2 Extrait du cahier des charges fonctionnel :
Les performances sont définies par le cahier des charges dont il a été extrait les données cidessous. Fonctions FP1 : Ouvrir ou fermer l’accès du parking aux voitures. FC1 : Ne pas mettre en danger les piétons. Critères Temps d’ouverture to Temps de fermeture tf Effort maximum de la lisse sur le piéton. Niveaux to < 3 s tf < 3 s 150 N Flexibilité Aucune Aucune Aucune

Figure 2 : Tableau récapitulatif du cahier des charges fonctionnel

DT1

3 Fonctionnement de la barrière levante : 3.1 Configuration :
Le contrôle des entrées et sorties du parking s’effectue depuis un poste de garde à l'aide de boutons de commande ou bien par badge électronique ou télécommande. Pour simplifier son fonctionnement, la barrière est équipée d’une boucle de détection assurant sa fermeture automatique dans les deux sens de passage.
Lisse

Boucle de détection.

3.2

Composants de la barrière:

1 2 3 4 5 6 7 8

Carrosserie Couvercle Porte Groupe mécanique carte électronique Embase de fixation Mâchoire de fixation de la lisse socle

DT2

3.3

Composants du groupe mécanique :

Carrosserie (O) Crochet ressort haut Bras de commande (I)

Ressort d’équilibrage Bielle (II) Moteur Courroie Bras (III) Tendeur de courroie et fixation moteur Palier de guidage

Réducteur Came de fin roue et vis de course sans fin

Limiteur de couple

Mini-rupteurs de fin de course Crochet ressort bas Tirant ressort

Support butées de fin de course

DT3

3.4 Présentation de la chaîne d’énergie qui contrôle le mouvement de la lisse :
La fonction principale FP1 « Ouvrir ou fermer l’accès du parking » est assurée par plusieurs fonctions techniques notées FT.

FP1 : Ouvrir ou fermer l’accès du parking aux voitures.

Solution technologique (ST)

FT11 : Guider la lisse.

FT121 : Fournir l'énergie mécanique.

ST121

FT12 : Actionner la lisse.

FT122 : Adapter l'énergie mécanique.

ST122

FT13 : Détecter l’état de la lisse. FT14 : Permettre le débrayage de la motorisation.

FT123 : Transmettre l'énergie mécanique à la lisse.

ST123

ST14

Figure 4 : FAST partiel de la fonction principale FP1.

DT4

Les éléments de la chaîne d'énergie de mise en mouvement de la lisse sont les suivants :

ST121

ST122

ST14

Moteur électrique

Pouliecourroie

Réducteur Roue/vis

Limiteur de couple

ST123

Bielle
Figure 5 : Schéma bloc de la chaîne d’énergie.

Bras de commande

Lisse

ST Solution Technologique ST121

Description un moteur à courant alternatif qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique. Système poulie-courroie qui assure la transmission entre le moteur et le réducteur. Un réducteur Roue et vis sans fin qui adapte l’énergie mécanique.

Caractéristiques

Valeurs

Tension d’alimentation U =220V ∆ /380V Y Puissance 250 W Vitesse nominale 890 t/min Rapport de réduction Rpc = fonction des poulies Rendement ηpc = 0.78 Rapport de réduction Rred = 1/64 Rendement ηred = 0.5 Débattement angulaire Θbc = 90°

ST122

ST123

Un bras de commande qui transmet l’énergie mécanique motrice à la lisse. Un limiteur de couple permet de rompre la chaîne d’énergie à l’instant où la lisse bute sur un obstacle.

ST14

Effort maximum de la lisse sur l’obstacle.

150 N

Figure 6 : Tableau des caractéristiques des différents éléments de la chaîne d’énergie.

DT5

3.5 Schéma cinématique du groupe mécanique :

Lisse Carrosserie (O) Bras de commande (I)

Moteur

Arbre -Moteur

Poulie Motrice

Bielle (II)

Bras (III)

Y X

Poulie réceptrice

Courroie

Réducteur Limiteur de couple roue et vis 0 sans fin

Z

Figure 7 : Schéma cinématique du groupe mécanique

DT6

4

Construction d’une mâchoire dégondable :

4.1 Composants de la mâchoire dégondable :

Support mobile

Axe d’articulation

Embase

Bride de retenue

Patin Lisse

Bras de commande Bride de liaison
Figure 8 : Composants de la mâchoire dégondable

4.2 Dessin d’ensemble de la mâchoire dégondable : A3 Nomenclature de la mâchoire dégondable associée au dessin d’ensemble DT10.
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 2 2 2 2 4 1 4 4 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 Ecrou H M6 Rondelle frein éventail M6 Vis FBS M6-40 Patin Vis FBS M6-20 Bride de retenue déformable Vis H M12-25 Rondelle plate M12—24 Lisse Support mobile Ecrou H M8 Rondelle plate M8-24 Axe d’articulation Coussinet (7a+ab) Embase Ecrou Hm-M12 Vis FCH M6-25 Clavette Bride de liaison Bras de commande

Repère

Nombre

Désignation

DT7

4.3 Dessin d’ensemble de la mâchoire dégondable : Format A3

DT8