Tp n°1 : Dimensionnement et câblage d’un vérin
Objectifs :
- Dimensionner et choisir un vérin
- Dimensionner et choisir un distributeur
- Réaliser le câblage hydropneumatique
- Simuler le comportement du système
- Valider le fonctionnement du système
Contexte :
- AgroPack Innov (spécialiste des solutions d’emballage pour produits frais et surgelés)
- Modernisation du système de transfert de barquettes sur une ligne de conditionnement sous atmosphère modifiée
1. Besoin industriel
Description de la machine
- Type : Machine de conditionnement sous atmosphère protectrice (MAP) pour produits frais (viandes, légumes, plats préparés).
- Fonction : Transférer des barquettes en plastique (PP/PE) depuis la zone de remplissage vers la zone de scellage et de mise sous vide partiel.
- Système actuel : Vérin pneumatique standard (Ø32 mm, course 80 mm), piloté par un distributeur 5/2 voies basique.
Limitations identifiées
- Précision insuffisante : Positionnement variable (±1,5 mm) → défauts d’étanchéité (2% de rebuts).
- Vitesse non optimisée : Temps de cycle de 1,5 s (objectif : ≤ 1,0 s pour augmenter la cadence).
- Usure rapide : Fuites d’air et corrosion des tiges après ~300 000 cycles (environnement humide et lavages fréquents).
- Bruit excessif : 88 dB (norme interne : ≤ 82 dB en zone de production).
- Nettoyage : Difficulté à nettoyer et désinfecter (risque de contamination microbiologique).
Caractéristiques du système
| Paramètre | Valeur cible | Contraintes/Remarques |
|---|---|---|
| Force nécessaire | 350 N | Taux de charge : 90% |
| Course | 80 mm | Espace disponible : 100 mm (axe vertical). |
| Diamètre piston/tige | A déterminer | Compromis force/encombrement. |
| Technologie | Double effet | Capteur de position étanche (IP67), compatible lavage haute pression. |
| Matériaux | Acier inoxydable AISI 316 | Résistance à la corrosion, aux produits de nettoyage et aux températures basses (0–10°C). |
| Environnement | Zone humide, lavages fréquents | Température : 0–10°C ; présence d’eau et de détergents. |
| Alimentation | 6 bars, air sec et filtré (1 µm) | Réseau avec sécheur et FRL dédié. |
| Niveau sonore | ≤ 82 dB | Silencieux et amortisseurs obligatoires. |
| Durée de vie | 1,5 million de cycles | Résistance aux lavages quotidiens. |
| Précision | ±0,3 mm | Critique pour l’étanchéité du scellage. |
| Vitesse | ≤ 1,0 s par cycle | Optimisation de la cadence de production. |
Partie 1 – Dimensionnement du Vérin
- A l’aide des éléments fournis dans la première partie, déterminer le vérin nécessaire pour faire fonctionner ce système.
- Déterminer sa force théorique
- Calculer la surface
- Déterminer le Diamètre du Vérin
Partie 2 – Dimensionnement du distributeur
- A l’aide des éléments fournis dans la première partie, déterminer le distributeur nécessaire pour faire fonctionner ce système.
- Déterminer le nombre d’orifices nécessaires.
- Déterminer le nombre de position
- Le système de pilotage des distributeurs
- Déterminer le débit
Appeler l’enseignant pour validation
Partie 3 – Simulation du fonctionnement
- A l’aide du logiciel GDA sim, réaliser le montage hydropneumatique du système.
- Réaliser la partie commande et la partie opératrice
- Une fois terminer, appeler votre enseignant.
Documents techniques
