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CONCOURS COMMUN 2005
DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES

                   Epreuve spécifique de Sciences Industrielles
                                                        (filière PTSI)


                                       Vendredi 20 Mai 2005 de 08h00 à 12h00




Instructions générales
Vous devez vérifier que les documents qui vous ont été remis comprennent :
      - le texte du sujet                                           : pages 1 à 8
      - le schéma du palettiseur                                    : document 1
      - grafcet du palettiseur                                      : document 2
      - le schéma de la table élévatrice                            : document 3
      - dessin de la pompe à engrenage (A3H)                        : document 4
      - le document réponse (A4)                                    : pages 1 à 12
      - le document réponse pré imprimé (A3H)                       : document 5
Vous devez répondre à toutes les questions en utilisant le document réponse et le document 5.
                         Aucun autre document ne sera accepté.
Attention :       Vous devez impérativement inscrire votre code candidat sur chaque page du docu-
                  ment réponse et sur le document réponse pré imprimé (document 5) . En fin
                  d’épreuve, vous aurez à rendre une feuille de composition sur laquelle vous aurez
                  collé l’étiquette correspondante et dans laquelle vous aurez inséré vos documents ré-
                  ponses (même vierges).
Instructions particulières :
Il est fortement conseillé de lire la totalité du sujet avant de composer. Toutes les parties sont indé-
pendantes (elles peuvent être traitées dans n’importe quel ordre). La répartition du temps à consa-
crer à chaque partie est environ la suivante :
        -     Lecture du sujet .........:        20   minutes
        -     Partie A .....................:    10   minutes
        -     Partie B......................:    50   minutes
        -     Partie C......................:    50   minutes
        -     Partie D .....................:    40   minutes
        -     Partie E ......................:   70   minutes


                                            Aucun document n’est autorisé
                                         Aucune calculatrice n’est autorisée




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                          PALETTISEUR DE GOBELETS
Mise en situation
L’entreprise VMC (Verrerie Mécanique Champenoise), filiale du groupe BSN, transforme, grâce à
ses deux fours, 600 tonnes de verre par jour en différents articles tels que : bocaux, flacons et gobe-
lets (verres à eau, verres à moutarde, verres mesureurs,…). Le nombre d’articles fabriqués est de 2 à
5 millions par jour (24 heures par jour et 365 jours par an). On n’arrête jamais un four de fusion de
verre.
Les articles sont moulés automatiquement dans des moules métalliques, puis ils subissent un recuit
permettant de diminuer leur fragilité. Ces articles sont ensuite contrôlés à 100% (aspect, dimensions
et géométrie) puis convoyés vers les palettiseurs.
Chaque ligne de fabrication possède son propre palettiseur. La fonction globale de ce palettiseur est
de ranger un maximum d’articles en différentes couches sur une palette normalisée (1m x 1,2m). Le
type de rangement et le nombre de couches est défini par un cahier des charges.
Pour terminer, les palettes passent dans une housseuse afin d’être recouvertes d’une housse en ma-
tière plastique absolument étanche à la pluie et aux différentes poussières. Les palettes houssées
sont ensuite expédiées chez le client.


Description de la partie opérative du palettiseur de gobelets (Voir document 1) :
Les gobelets triés et contrôlés arrivent par le convoyeur d’amenée. Ce convoyeur, actionné par un
moteur électrique, avance continuellement. Lorsque le nombre de gobelets formant une ligne est
atteint, un bloqueur pneumatique (V1) arrête l’arrivée des articles. Le TAA (Transporteur Automa-
tique d’Articles), actionné par un vérin pneumatique (V2), transfère la ligne de gobelets sur la table
d’accumulation et pousse les lignes déjà en place. Ainsi de suite jusqu’à la formation d’une couche
complète.
Les gobelets sont ici rangés suivant le modèle ci contre.
Nombre pair de gobelets sur la première ligne (Np).
Nombre impair de gobelets sur la deuxième ligne (Ni)
« Quinconçage » des articles (vérin V3).
Il y a un nombre impair de lignes.
Lorsqu’une couche est formée, le plateau du TAC (Transporteur Automatique de Couches), action-
né par des vérins pneumatiques, prend la couche (création d’un vide entre le plateau et les gobelets)
et la transfère sur la palette en cours de formation. Il revient ensuite à sa position d’attente sous la
table d’accumulation.
Lorsqu’une couche est déposée par le TAC et qu’il est reparti, le TAI (Transporteur Automatique
d’Intercalaires), actionné par des vérins pneumatiques (non représentés sur le document 1), vient
placer un intercalaire en carton ondulé sur la couche afin de l’isoler de la suivante.
Lorsque l’intercalaire est mis en place sur la couche, le plateau de la table élévatrice descend de la
hauteur d’une couche. Cette table est équipée d’un groupe hydraulique autonome actionné par un
moteur électrique.
Lorsque le nombre de couches est atteint, la palette pleine est évacuée par le convoyeur de palettes
vers la housseuse. Une autre palette vide garnie d’un film plastique peut se présenter sur le plateau
de la table élévatrice. Les convoyeurs de palettes sont actionnés par des moteurs électriques.



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                              A - ETUDE FONCTIONNELLE
A-1     Préciser ce qu’est un cahier des charges.


On donne ci dessous le diagramme SADT du palettiseur de gobelets
        Présence énergie pneumatique                Présence énergie électrique
                                                                   Ordres


         Palettes vides

                                         Palettiser les articles
          Intercalaires                             et                      Palettes pleines
                                         Evacuer les palettes
              Gobelets
                                                                    A-0

                                                    Palettiseur
A-2     Comment appelle t’on la différence entre l’état de la matière d’œuvre d’entrée et l’état de la
        matière d’œuvre de sortie ?
A-3     La méthode SADT est une méthode d’analyse fonctionnelle. Pour quels types de systèmes
        cette méthode est-elle particulièrement bien adaptée ?

                                 B - ETUDE AUTOMATIQUE
Objectifs :
    o Commencer l’étude d’un système combinatoire permettant de comparer deux codes binaires.
    o Etudier le Grafcet de formation d’une couche de gobelets avant palettisation.

B-1 Combinatoire
Depuis que l’entreprise est certifiée ISO 9001, le responsable de la chaîne de conditionnement doit
composer un code personnel à 4 chiffres afin d’assurer la traçabilité du conditionnement. Ce code,
figure, entre autres, sous forme de code barres sur une étiquette collée sur la palette.
Le code est entré dans l’étiqueteuse par l’intermédiaire d’un clavier. Les codes des différents res-
ponsables sont mémorisés dans la machine. Le code entré au clavier est comparé aux codes mémo-
risés afin de vérifier sa conformité.
B-1-1 Le code entré au clavier est tel que : 0000 ≤ code ≤ 9999. On décide dans un premier temps
      de transformer ce nombre à quatre chiffres en un mot binaire naturel, combien le mot bi-
      naire doit-il comporter de bits ?
B-1-2 Tracer le logigramme de a ⊕ b avec des opérateurs NAND (NON-ET) à deux entrées.

B-1-3 Montrer que a ⊕ b = a.b + a.b . Etablir la table de vérité. Donner le nom de cet opérateur.


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Ce type de codage en binaire naturel étant peu pratique, on retient le codage « DCB », nécessitant
16 bits, dans lequel chaque chiffre du code est représenté par son équivalent en binaire naturel
(exemple : 924510 = 1001 0010 0100 0101DCB).
On ne s’intéresse dans la question suivante qu’au chiffre des unités. On note xyzt, l’équivalent bi-
naire du chiffre des unités du code entré au clavier et abcd l’équivalent binaire du chiffre des unités
de l’un des codes mémorisés dans l’étiqueteuse.
B-1-4 Déterminer F(x,y,z,t,a,b,c,d), une fonction binaire caractérisant l’égalité entre les deux
      mots xyzt et abcd. (F = 1 ⇔ xyzt = abcd et F = 0 ⇔ xyzt ≠ abcd)

B-2 Séquentiel
Voir documents 1 et 2.
Conditions initiales :
    o le convoyeur d’amenée fonctionne en continu ;
    o le vérin V1, tige sortie, bloque les gobelets, il n’y a pas de gobelets en face du TAA. Il y a
      glissement entre les gobelets et le tapis du convoyeur d’amenée ;
    o la tige du vérin V2 est rentrée ;
    o la tige du vérin V3 est rentrée ;
    o le TAC et le TAI sont dans la position du document 1.
Marche automatique :
    o le vérin V1, tige rentrée laisse passer les gobelets ;
    o quand la cellule de comptage a compté Ni (nombre impair de gobelets) ou Np (nombre pair
      de gobelets), la tige de V1 sort pour bloquer les gobelets ;
    o la ligne de gobelets étant formée, le vérin V2 pousse la ligne sur la table d’accumulation ;
    o pendant le retour de V2, le vérin V3 prend la position (tige sortie) d’une ligne impaire de
      gobelets ;
    o si la cellule de fin de couche cf de la table d’accumulation détecte qu’une couche de gobe-
      lets est formée, le TAC vient saisir la couche et la dépose sur la palette en cours de forma-
      tion ;
    o quand cette opération est terminée, une nouvelle couche de gobelets peut être formée.
Données supplémentaires :
    o la première et la dernière ligne d’une couche sont toujours des lignes paires. Il y a un nom-
      bre impair de lignes dans une couche ;
    o tous les vérins sont à double effet et à commande bistable électrique;
    o on doit attendre 0,5 s après que V1 soit en position sortie pour pousser la ligne formée ;
    o on doit attendre le signal de fin d’évacuation de la couche avant de commencer la formation
      d’une nouvelle couche.




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Inventaires des Entrées et Sorties de la ligne de mise en couche :
                            marche automatique (m)

                           tige du vérin i sortie (vsi)                      sortie tige du vérin i (Vi+)

                          tige du vérin i rentrée (vri)
                                                                 Partie      rentrée tige du vérin i (Vi-)
            nombre impair Ni de gobelets atteint (ci)
                                                              séquentielle
              nombre pair Np de gobelets atteint (cp)         du système
                                                                             ensemble des actions associées
                                                                             à l'évacuation d'une couche
                                  couche formée (cf)                         (Evacuation)
         cycle d'évacuation de la couche terminé (ce)

B-2-1 Donner les réceptivités associées aux transitions t2, t5, t5’,t7, t10 et t11.
On note Pi+, la position du distributeur relative à la sortie de la tige du piston du vérin Vi et Pi- la
position du distributeur relative à la rentrée de la tige du piston du vérin Vi.
On rappelle que V2- et V2+ représentent les variables booléennes associées aux commandes des
bobines des distributeurs. Niveau logique 1 quand la bobine est excitée, 0 quand elle ne l’est pas.
B-2-2 On se place dans le contexte de l’étape 5. Compléter le schéma du document réponse relatif
      au vérin V2 et à son distributeur : représenter le piston du vérin et le raccordement au dis-
      tributeur. Préciser à l’aide d’une flèche le sens de déplacement du piston. Indiquer si le dis-
      tributeur est en position P2+ ou P2-. Donner la désignation de ce distributeur.
B-2-3 Compléter le chronogramme du document réponse par les niveaux logiques de V2- et V2+
      et par les positions du distributeur du vérin V2.

                                  C - ETUDE CINEMATIQUE
Cette étude concerne uniquement la table élévatrice dont le schéma est donné sur le document 3.
Objectif de l’étude :
    o analyser les paramètres géométriques et cinématiques en vue de choisir les solutions techno-
      logiques les mieux adaptées pour réaliser les différentes liaisons pivots.
Hypothèses :
    o le paramètre du mouvement est α(t). En position haute (celle de la figure), la valeur de α est
      notée αmax et en position basse elle est notée αmin ;
    o la vitesse de translation de la tige du vérin 6 par rapport à son corps est considérée comme
      constante. ( = constante)
                                          λ² − a²
C-1     Montrer que α = Arccos                         .
                                        4.b.(b − a )

C-2     Calculer      en fonction de ,         , a, b et α.
C-3     Donner la nature du mouvement de (2) par rapport à (1). Calculer la vitesse du plateau (2)
        par rapport au châssis (1) en fonction de a, et .




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                   →
C-4     Calculer V B,3/2, la vitesse du point B, appartenant à (3) par rapport au plateau (2) en fonc-
        tion de a, α et .
                   →
C-5     Calculer Ω 5/3, la vitesse de rotation du galet (5) par rapport au bras (3) en fonction de a, R,
        α et .
C-6     Calculer la course utile Cu du vérin en fonction de a, b, αmini et αmaxi.
C-7     Calculer la longueur minimale de la bande de roulement des galets Lu en fonction de a,
        αmini et αmaxi.
C-8     Calculer le temps de montée du plateau tm en fonction de Cu et       .
C-9     La vitesse de sortie (ou de rentrée) de la tige de vérin dépend de la section du vérin S et
        du débit de l’huile q. Donner la relation liant ces trois valeurs et préciser sur quoi
        l’automaticien peut agir pour régler cette vitesse.

                                      D - ETUDE STATIQUE
Cette étude concerne uniquement la table élévatrice dont le schéma est donné sur le document 3.
Objectif de l’étude :
    o analyser les différents efforts mis en jeu en vue de déterminer la pression à envoyer dans le
      vérin de la table élévatrice.

Hypothèses :
                                                                                           → →
    o   l’ensemble admettant un plan de symétrie, on se ramène à un système plan : (A, X , Y ).
    o   Le plateau est arrêté à une position α.
    o   Les différentes liaisons mécaniques sont supposées parfaites.
    o   Seul le poids du plateau et de la palette pleine sera pris en compte. Le poids des bras et du
        vérin sera négligé.
                                                                     →               →
    o Le poids du plateau et de la palette pleine est noté – P. Y avec P = || P ||. Ce poids est
                                                                     →       →       →
        modélisable par un glisseur passant par un point G tel que AG = l. X + h. Y .
                                                                                 →       →
D-1     Isoler le galet (5) puis le plateau (2) et calculer les composantes de C 4→2 et I 5→2 (respec-
        tivement résultante de l’action mécanique de 4→2 et 5→2 ) en fonction de P, α et des don-
        nées géométriques.
D-2     Pour une position donnée du bras (4) (voir document réponse) les actions mécaniques en C
                                                →
        et en D sont connues. Déterminer F 6→4 (norme et sens). Indiquer le sens de cette action sur
        l’épure du document réponse. Mesurer les distances nécessaires sur le document réponse.
D-3     Donner l’expression littérale de la pression p de l’huile à envoyer dans le vérin en fonction
              →
        F = || F 6→4|| développée par le vérin et du diamètre D du piston.
D-4     Montrer par un court raisonnement que l’angle α ne peut pas être nul.



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           E - ETUDE DE FABRICATION ET CONSTRUCTION
L’énergie nécessaire au déplacement de la table élévatrice est produite par une pompe à engrenage
(voir document 4). Cette pompe est entraînée par un moteur électrique. L’ensemble est monté sur
une traverse du bâti de la table.
Les objectifs de cette étude sont :
    o la réalisation de certaines surfaces de cette pompe ;
    o l’étude de la liaison arbre / corps de pompe ;
    o la conception des liaisons du support avec la pompe d’une part et avec le moteur d’autre
      part.
E-1     Pour les surfaces D1 et D2-F1 du corps de pompe 302, et pour les surfaces D3 et F2 ainsi
        que pour la forme A1 de l’arbre 300. Préciser le nom de l’opération d’usinage ainsi que
        l’outil et la machine utilisés pour leur réalisation.
          D1                          D2-F1                                      F2
                                                                                                        300

                                                              D3

                             302                                     A1

E-2     Quel type de clavette monte-t-on dans la forme A1 de l’arbre 300 ?
E-3     Donner le nom des pièces repérées 301, 303, 305, 307. Voir repérage sur le document ré-
        ponse à la question E-4.
E-4     J représente le jeu nécessaire au montage de la pièce 303. Tracer la chaîne de cotes relative à
        cette condition et calculer l’intervalle de tolérance sur J.
        On donne :
        Largeur de 301..........................................................: L301 = 7 ± 0,2
        Largeur de 303..........................................................: L303 = 20 0,06
                                                                                           −

        Largeur des roulements 304 et 306 .......................... : L304 = L306 = 80 0,12
                                                                                      −

               Chaque roulement est assimilable à une seule pièce.
        Largeur de 305..........................................................: L305 = 12,5 ± 0,05
        Largeur de 307..........................................................: L307 = 1 ± 0,1
        Largeur de 308..........................................................: L308 = 1,20 0,06
                                                                                            −

        Toute cote axiale de 300 ........................................... : L300 = cote nominale ± 0,05
        Toute cote axiale de 302 ........................................... : L302 = cote nominale ± 0,05
E-5     Pour des conditions de fonctionnement optimal, il faudrait que le jeu J, calculé à la question
        précédente, soit compris entre 0,1 et 0,3 mm. La modification des tolérances des différentes
        pièces n’est pas souhaitable. Proposer une solution pour garantir à J l’intervalle de tolérance
        souhaité.


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CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES


La pompe est entraînée par un moteur électrique. La liaison entre le moteur et la pompe est assurée
par un manchon d’accouplement. Celui-ci est en liaison encastrement avec l’arbre de pompe et en
liaison glissière avec l’arbre du moteur électrique. Cet accouplement autorise un défaut de coaxiali-
té entre l’arbre de pompe et l’arbre moteur inférieur ou égal à 0,15 mm.
L’étude porte sur les liaisons entre le support et le moteur d’une part et entre le support et la
pompe d’autre part.
Cahier des charges :
    o le support est moulé au sable et sa liaison avec le bâti de la table élévatrice est une liaison
      encastrement réalisée par appui plan et maintien par 4 vis H M8 sur une traverse de la table
      élévatrice. La traverse est constituée d’un profil UAP 130 x 55 et d’une plaque de 5 mm
      d’épaisseur au niveau de la liaison avec le support. Cette plaque est soudée sur le profil
      UAP. Voir document réponse 5.
    o La liaison entre le support et le carter de pompe est une liaison encastrement.
    o La liaison entre le support et le carter moteur est une liaison encastrement.
    o L’accouplement utilisé entre l’arbre de pompe et l’arbre moteur impose que le défaut de
      coaxialité entre ces deux arbres soit inférieur ou égal à 0,15 mm.
    o La position des éléments de visserie est imposée sur le document réponse 5.
E-6     Le support est réalisé en EN–GJL–200. Donner la signification complète de cette désigna-
        tion.
E-7     Proposer (par sa désignation normalisée) un matériau pour la plaque soudée sur la traverse.
E-8     On propose sur le document réponse, une cotation partielle du carter de pompe. Donner pour
        chacune des spécifications repérées (1), (2) et (3) leur signification.
E-9     Concevoir les liaisons support / carter moteur et support / carter de pompe :
        Répondre sur le document réponse 5.
    o compléter uniquement la coupe A-A ;
    o indiquer les ajustements si nécessaire ;
    o les pièces normalisées (visserie, rondelles…) autres que celles figurant déjà sur le document
      réponse 5 seront dessinées de façon réaliste. De plus, indiquer la désignation de ces pièces
      directement sur le dessin.




                                      Fin de l’épreuve




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Vers Housseuse


                                                                  Convoyeur de palettes pleines



                                                                            Palette pleine
  Gobelets arrivant
   du contrôle




                                                                             Table élévatrice avec
Convoyeur                                                               Palette en cours de formation
 d'amenée                      Cellule de
                               comptage
                                Cellule de fin
                 vr1 vs1        de couche cf
Vérin d'arrêt
bloqueur V1                                                                  Plateau du TAC
                                                                   Transporteur Automatique de Couche
                vr2 vs2
  Vérin V2

     TAA                                                                       Transporteur Automatique
                                                                                 d'Intercalaires (TAI)
                             vs3
                             vr3
       Vérin de
    quinconçage V3


       Table d'accumulation
      Avec tapis de convogage


                     Palette vide
                garnie d'un film plastique
                                                                                       Intercalaire




          Convoyeur de palettes vides
                                                                                  Convoyeur d'intercalaires



 Vue de dessus du palettiseur de gobelets                                              Document 1
Grafcet de la ligne de mise en couche du palettiseur



                           0
                      t0       m.vs1.vr2.vr3.cf.ce

                           1         V1-
                    t1         cp

                           2         V1+
                    t2

                           3
                                           (0,5 s écoulées après l'activation
                      t3       0,5s/X3               de l'étape 3)

                           4         V2+
                      t4       vs2

                           5         V2- V3+

t5                                             t5'

      6         V1-                                  11       Evacuation

t6        ci                                   t11

      7         V1+

t7

      8
t8        0,5s/X8     (0,5 s écoulées après l'activation de l'étape 8)


      9         V2+
t9        vs2

     10         V2- V3-
t10


                                                                           Document 2
U4                                                     U3
                                      Plateau (2)
                                                                           I
                              C                                    B           Galet (5) de
                                                                                rayon R

                 Bras intérieur (4)
                                                      U6

                                                             Bras extérieur (3)
                                             F


                                                       O

                         Vérin (6)



                                                 β
                                  E
                             Y                                                 Galet (5) de
                                         α                                      rayon R
                             A                                  D                                X
                                                                       J
                              Chassis (1)



 AO = OB = OC = DO = a                               AE = OF = b                              EF = λ (t ).U 6




Cet ensemble « table élévatrice » admet un plan de symétrie ( A, X , Y ) .

Le bras extérieur 3 est en liaison pivot d’axe ( A, Z ) avec le châssis 1 et en liaison pivot d’axe ( B, Z )
avec un galet 5 de rayon R. Le galet 5 roule sans glisser sur le plateau 2 au point I.
Le bras intérieur 4 est en liaison pivot d’axe (C , Z ) avec le plateau 2 et en liaison pivot d’axe ( D, Z )
avec un galet 5 de rayon R. Le galet 5 roule sans glisser sur le châssis 1 au point J.
Le bras 3 est en liaison pivot d’axe (O, Z ) avec les bras 4.
Le plateau peut se translater verticalement grâce à un vérin hydraulique 6. Ce vérin est en liaison
rotule en E avec les bras 3 et en F avec les bras 4.




Table élévatrice                                                                              Document 3
Pompe à engrenage   Echelle 1:1   Document 4
Seuls sont représentés dans cette vue :
                                                                                       la traverse et la plaque soudée,
                                                                                       le support partiellement,
                                                                                A      le carter de pompe,
                                                        Support                        les vis de maintien (liaison support/traverse).

                                                                                                                            Carter de pompe




                                              Manchon
                                              d'accouplement
                                                                                                                                Support


                                                                  Carter de pompe


     Carter moteur




                                                                                    Traverse
                                                                                                             A
                                                                                                                           Echelle 1:1
                                            A-A                                                                              Document 5
                                                                       Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI
Edition d'éducation de SolidWorks
Licence pour un usage éducatif uniquement
CONCOURS COMMUN 2005
DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES

                 Epreuve spécifique de Sciences Industrielles
                                                 (filière PTSI)
                                 Vendredi 20 Mai 2005 de 08h00 à 12h00


                                  Document réponse

                              Coller ici l’étiquette correspondant à l’épreuve spécifique.

                         Compléter de plus en bas de chaque page, la rubrique code candidat.




                               A ETUDE FONCTIONNELLE
A-1




A-2




A-3




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                                 B ETUDE AUTOMATIQUE
B-1-1




B-1-2




B-1-3




                                                   Nom de cet opérateur :




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B-1-4




B-2-1
     t2 :                                    t5 :                                  t5’ :
     t7 :                                    t10 :                                 t11 :

B-2-2
                                                                             Coté tige
                          V2




Désignation du distributeur :

B-2-3
Trait fort : niveau logique 1 ou position effective ou étape active
pas de trait : niveau logique 0 ou autre position ou étape désactivée

                       P2-
                      P2+
                      V2-
                      V2+
                       E4
                       E5
                       E6
                       E7
                       E8
                       E9
                      E10                                                                  t


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                                 C ETUDE CINEMATIQUE
C-1




C-2




C-3




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C-4




C-5




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C-6




C-7




C-8




C-9




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                                      D ETUDE STATIQUE
D-1




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D-2

                           C

           C 2 → 4 = 3333 N




                                       F
                                                O                  D 5 → 4 = 16666 N
                Direction de F6 → 4




                                                            D                          Echelle 1:100




D-3




Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 8/12
CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES


D-4




            E ETUDE DE FABRICATION ET CONSTRUCTION
E-1
  Surfaces usinées           Nom de l’opération                Outil utilisé       Machine

D1


D2-F1


A1


D3 et F2

E-2                       Type de clavette :
E-3
          301 ..... :

          303 ..... :

          305 ..... :

          307 ..... :




Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 9/12
CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES


E-4




                                                                                    IT J =

E-5


E-6




E-7




Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 10/12
CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES


E-8




Spécification repérée (1)
Type ........................ : forme     parallélisme

Elément tolérancé ...... : surface nominalement plane


Zone de tolérance....... : volume délimité par deux plan parallèles distants de 0,05
                               mm. Tous les points de la surface doivent se trouver dans ce
                               volume.



Spécification repérée (2)
Type ........................ : position localisation


Elément tolérancé ...... : surface nominalement plane.


Elément de référence .. : surface A nominalement plane


Référence spécifiée ... : surface plane idéale associée à A, tangente à A du coté libre
                               de la matière et qui minimise les écarts maxi par rapport à A.



Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 11/12
CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES


Zone de tolérance....... : volume délimité par deux plan parallèles distants de 0,5 mm.
                                   Tous les points de la surface doivent se trouver dans ce
                                   volume.
Contrainte ................. : le plan médian de ces deux plans est parallèle à la référence
                                   spécifiée A et situé à 5 mm de A



Spécification repérée (3)
Type ........................ : position localisation


Eléments tolérancés.... : 4 lignes nominalement rectilignes, axes réels de 4 surfaces
                                   nominalement cylindriques.

Eléments de références : ensemble           de deux références constitué d’une surface
                                   nominalement plane et d’une ligne nominalement rectiligne

Références spécifiées : référence primaire A : surface plane idéale associée à A,
                                   tangente à A du coté libre de la matière et qui minimise les
                                   écarts maxi par rapport à A.

 ...............................   Référence secondaire B : droite perpendiculaire à A, axe du
                                   plus petit cylindre enveloppant la surface B.

Zone de tolérance....... : quatre cylindres de diamètre 0,2 mm quand la pièce est dans
                                   son état maximum de matière cad quand les trous sont à leur
                                   diamètre mini. Le diamètre de chacun de ces cylindres peut
                                   être majoré de (D-Dmin) où D est le diamètre du trou qui lui
                                   est associé et Dmin le diamètre mini autorisé pour ce trou.


Contrainte ................. : l’axe de chacun des cylindres précédents est perpendiculaire
                                   à la référence spécifiée A et se trouve à l’intersection d’un
                                   cylindre de rayon 44 mm d’axe la référence spécifiée B et de
                                   l’un des deux plans faisant un angle de 90° entre eux et
                                   contenant cette référence.




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Sujet1 si-2-mines sup-sup-2005

  • 1. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES Epreuve spécifique de Sciences Industrielles (filière PTSI) Vendredi 20 Mai 2005 de 08h00 à 12h00 Instructions générales Vous devez vérifier que les documents qui vous ont été remis comprennent : - le texte du sujet : pages 1 à 8 - le schéma du palettiseur : document 1 - grafcet du palettiseur : document 2 - le schéma de la table élévatrice : document 3 - dessin de la pompe à engrenage (A3H) : document 4 - le document réponse (A4) : pages 1 à 12 - le document réponse pré imprimé (A3H) : document 5 Vous devez répondre à toutes les questions en utilisant le document réponse et le document 5. Aucun autre document ne sera accepté. Attention : Vous devez impérativement inscrire votre code candidat sur chaque page du docu- ment réponse et sur le document réponse pré imprimé (document 5) . En fin d’épreuve, vous aurez à rendre une feuille de composition sur laquelle vous aurez collé l’étiquette correspondante et dans laquelle vous aurez inséré vos documents ré- ponses (même vierges). Instructions particulières : Il est fortement conseillé de lire la totalité du sujet avant de composer. Toutes les parties sont indé- pendantes (elles peuvent être traitées dans n’importe quel ordre). La répartition du temps à consa- crer à chaque partie est environ la suivante : - Lecture du sujet .........: 20 minutes - Partie A .....................: 10 minutes - Partie B......................: 50 minutes - Partie C......................: 50 minutes - Partie D .....................: 40 minutes - Partie E ......................: 70 minutes Aucun document n’est autorisé Aucune calculatrice n’est autorisée Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI Page 1/8
  • 2. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES PALETTISEUR DE GOBELETS Mise en situation L’entreprise VMC (Verrerie Mécanique Champenoise), filiale du groupe BSN, transforme, grâce à ses deux fours, 600 tonnes de verre par jour en différents articles tels que : bocaux, flacons et gobe- lets (verres à eau, verres à moutarde, verres mesureurs,…). Le nombre d’articles fabriqués est de 2 à 5 millions par jour (24 heures par jour et 365 jours par an). On n’arrête jamais un four de fusion de verre. Les articles sont moulés automatiquement dans des moules métalliques, puis ils subissent un recuit permettant de diminuer leur fragilité. Ces articles sont ensuite contrôlés à 100% (aspect, dimensions et géométrie) puis convoyés vers les palettiseurs. Chaque ligne de fabrication possède son propre palettiseur. La fonction globale de ce palettiseur est de ranger un maximum d’articles en différentes couches sur une palette normalisée (1m x 1,2m). Le type de rangement et le nombre de couches est défini par un cahier des charges. Pour terminer, les palettes passent dans une housseuse afin d’être recouvertes d’une housse en ma- tière plastique absolument étanche à la pluie et aux différentes poussières. Les palettes houssées sont ensuite expédiées chez le client. Description de la partie opérative du palettiseur de gobelets (Voir document 1) : Les gobelets triés et contrôlés arrivent par le convoyeur d’amenée. Ce convoyeur, actionné par un moteur électrique, avance continuellement. Lorsque le nombre de gobelets formant une ligne est atteint, un bloqueur pneumatique (V1) arrête l’arrivée des articles. Le TAA (Transporteur Automa- tique d’Articles), actionné par un vérin pneumatique (V2), transfère la ligne de gobelets sur la table d’accumulation et pousse les lignes déjà en place. Ainsi de suite jusqu’à la formation d’une couche complète. Les gobelets sont ici rangés suivant le modèle ci contre. Nombre pair de gobelets sur la première ligne (Np). Nombre impair de gobelets sur la deuxième ligne (Ni) « Quinconçage » des articles (vérin V3). Il y a un nombre impair de lignes. Lorsqu’une couche est formée, le plateau du TAC (Transporteur Automatique de Couches), action- né par des vérins pneumatiques, prend la couche (création d’un vide entre le plateau et les gobelets) et la transfère sur la palette en cours de formation. Il revient ensuite à sa position d’attente sous la table d’accumulation. Lorsqu’une couche est déposée par le TAC et qu’il est reparti, le TAI (Transporteur Automatique d’Intercalaires), actionné par des vérins pneumatiques (non représentés sur le document 1), vient placer un intercalaire en carton ondulé sur la couche afin de l’isoler de la suivante. Lorsque l’intercalaire est mis en place sur la couche, le plateau de la table élévatrice descend de la hauteur d’une couche. Cette table est équipée d’un groupe hydraulique autonome actionné par un moteur électrique. Lorsque le nombre de couches est atteint, la palette pleine est évacuée par le convoyeur de palettes vers la housseuse. Une autre palette vide garnie d’un film plastique peut se présenter sur le plateau de la table élévatrice. Les convoyeurs de palettes sont actionnés par des moteurs électriques. Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI Page 2/8
  • 3. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES A - ETUDE FONCTIONNELLE A-1 Préciser ce qu’est un cahier des charges. On donne ci dessous le diagramme SADT du palettiseur de gobelets Présence énergie pneumatique Présence énergie électrique Ordres Palettes vides Palettiser les articles Intercalaires et Palettes pleines Evacuer les palettes Gobelets A-0 Palettiseur A-2 Comment appelle t’on la différence entre l’état de la matière d’œuvre d’entrée et l’état de la matière d’œuvre de sortie ? A-3 La méthode SADT est une méthode d’analyse fonctionnelle. Pour quels types de systèmes cette méthode est-elle particulièrement bien adaptée ? B - ETUDE AUTOMATIQUE Objectifs : o Commencer l’étude d’un système combinatoire permettant de comparer deux codes binaires. o Etudier le Grafcet de formation d’une couche de gobelets avant palettisation. B-1 Combinatoire Depuis que l’entreprise est certifiée ISO 9001, le responsable de la chaîne de conditionnement doit composer un code personnel à 4 chiffres afin d’assurer la traçabilité du conditionnement. Ce code, figure, entre autres, sous forme de code barres sur une étiquette collée sur la palette. Le code est entré dans l’étiqueteuse par l’intermédiaire d’un clavier. Les codes des différents res- ponsables sont mémorisés dans la machine. Le code entré au clavier est comparé aux codes mémo- risés afin de vérifier sa conformité. B-1-1 Le code entré au clavier est tel que : 0000 ≤ code ≤ 9999. On décide dans un premier temps de transformer ce nombre à quatre chiffres en un mot binaire naturel, combien le mot bi- naire doit-il comporter de bits ? B-1-2 Tracer le logigramme de a ⊕ b avec des opérateurs NAND (NON-ET) à deux entrées. B-1-3 Montrer que a ⊕ b = a.b + a.b . Etablir la table de vérité. Donner le nom de cet opérateur. Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI Page 3/8
  • 4. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES Ce type de codage en binaire naturel étant peu pratique, on retient le codage « DCB », nécessitant 16 bits, dans lequel chaque chiffre du code est représenté par son équivalent en binaire naturel (exemple : 924510 = 1001 0010 0100 0101DCB). On ne s’intéresse dans la question suivante qu’au chiffre des unités. On note xyzt, l’équivalent bi- naire du chiffre des unités du code entré au clavier et abcd l’équivalent binaire du chiffre des unités de l’un des codes mémorisés dans l’étiqueteuse. B-1-4 Déterminer F(x,y,z,t,a,b,c,d), une fonction binaire caractérisant l’égalité entre les deux mots xyzt et abcd. (F = 1 ⇔ xyzt = abcd et F = 0 ⇔ xyzt ≠ abcd) B-2 Séquentiel Voir documents 1 et 2. Conditions initiales : o le convoyeur d’amenée fonctionne en continu ; o le vérin V1, tige sortie, bloque les gobelets, il n’y a pas de gobelets en face du TAA. Il y a glissement entre les gobelets et le tapis du convoyeur d’amenée ; o la tige du vérin V2 est rentrée ; o la tige du vérin V3 est rentrée ; o le TAC et le TAI sont dans la position du document 1. Marche automatique : o le vérin V1, tige rentrée laisse passer les gobelets ; o quand la cellule de comptage a compté Ni (nombre impair de gobelets) ou Np (nombre pair de gobelets), la tige de V1 sort pour bloquer les gobelets ; o la ligne de gobelets étant formée, le vérin V2 pousse la ligne sur la table d’accumulation ; o pendant le retour de V2, le vérin V3 prend la position (tige sortie) d’une ligne impaire de gobelets ; o si la cellule de fin de couche cf de la table d’accumulation détecte qu’une couche de gobe- lets est formée, le TAC vient saisir la couche et la dépose sur la palette en cours de forma- tion ; o quand cette opération est terminée, une nouvelle couche de gobelets peut être formée. Données supplémentaires : o la première et la dernière ligne d’une couche sont toujours des lignes paires. Il y a un nom- bre impair de lignes dans une couche ; o tous les vérins sont à double effet et à commande bistable électrique; o on doit attendre 0,5 s après que V1 soit en position sortie pour pousser la ligne formée ; o on doit attendre le signal de fin d’évacuation de la couche avant de commencer la formation d’une nouvelle couche. Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI Page 4/8
  • 5. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES Inventaires des Entrées et Sorties de la ligne de mise en couche : marche automatique (m) tige du vérin i sortie (vsi) sortie tige du vérin i (Vi+) tige du vérin i rentrée (vri) Partie rentrée tige du vérin i (Vi-) nombre impair Ni de gobelets atteint (ci) séquentielle nombre pair Np de gobelets atteint (cp) du système ensemble des actions associées à l'évacuation d'une couche couche formée (cf) (Evacuation) cycle d'évacuation de la couche terminé (ce) B-2-1 Donner les réceptivités associées aux transitions t2, t5, t5’,t7, t10 et t11. On note Pi+, la position du distributeur relative à la sortie de la tige du piston du vérin Vi et Pi- la position du distributeur relative à la rentrée de la tige du piston du vérin Vi. On rappelle que V2- et V2+ représentent les variables booléennes associées aux commandes des bobines des distributeurs. Niveau logique 1 quand la bobine est excitée, 0 quand elle ne l’est pas. B-2-2 On se place dans le contexte de l’étape 5. Compléter le schéma du document réponse relatif au vérin V2 et à son distributeur : représenter le piston du vérin et le raccordement au dis- tributeur. Préciser à l’aide d’une flèche le sens de déplacement du piston. Indiquer si le dis- tributeur est en position P2+ ou P2-. Donner la désignation de ce distributeur. B-2-3 Compléter le chronogramme du document réponse par les niveaux logiques de V2- et V2+ et par les positions du distributeur du vérin V2. C - ETUDE CINEMATIQUE Cette étude concerne uniquement la table élévatrice dont le schéma est donné sur le document 3. Objectif de l’étude : o analyser les paramètres géométriques et cinématiques en vue de choisir les solutions techno- logiques les mieux adaptées pour réaliser les différentes liaisons pivots. Hypothèses : o le paramètre du mouvement est α(t). En position haute (celle de la figure), la valeur de α est notée αmax et en position basse elle est notée αmin ; o la vitesse de translation de la tige du vérin 6 par rapport à son corps est considérée comme constante. ( = constante) λ² − a² C-1 Montrer que α = Arccos . 4.b.(b − a ) C-2 Calculer en fonction de , , a, b et α. C-3 Donner la nature du mouvement de (2) par rapport à (1). Calculer la vitesse du plateau (2) par rapport au châssis (1) en fonction de a, et . Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI Page 5/8
  • 6. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES → C-4 Calculer V B,3/2, la vitesse du point B, appartenant à (3) par rapport au plateau (2) en fonc- tion de a, α et . → C-5 Calculer Ω 5/3, la vitesse de rotation du galet (5) par rapport au bras (3) en fonction de a, R, α et . C-6 Calculer la course utile Cu du vérin en fonction de a, b, αmini et αmaxi. C-7 Calculer la longueur minimale de la bande de roulement des galets Lu en fonction de a, αmini et αmaxi. C-8 Calculer le temps de montée du plateau tm en fonction de Cu et . C-9 La vitesse de sortie (ou de rentrée) de la tige de vérin dépend de la section du vérin S et du débit de l’huile q. Donner la relation liant ces trois valeurs et préciser sur quoi l’automaticien peut agir pour régler cette vitesse. D - ETUDE STATIQUE Cette étude concerne uniquement la table élévatrice dont le schéma est donné sur le document 3. Objectif de l’étude : o analyser les différents efforts mis en jeu en vue de déterminer la pression à envoyer dans le vérin de la table élévatrice. Hypothèses : → → o l’ensemble admettant un plan de symétrie, on se ramène à un système plan : (A, X , Y ). o Le plateau est arrêté à une position α. o Les différentes liaisons mécaniques sont supposées parfaites. o Seul le poids du plateau et de la palette pleine sera pris en compte. Le poids des bras et du vérin sera négligé. → → o Le poids du plateau et de la palette pleine est noté – P. Y avec P = || P ||. Ce poids est → → → modélisable par un glisseur passant par un point G tel que AG = l. X + h. Y . → → D-1 Isoler le galet (5) puis le plateau (2) et calculer les composantes de C 4→2 et I 5→2 (respec- tivement résultante de l’action mécanique de 4→2 et 5→2 ) en fonction de P, α et des don- nées géométriques. D-2 Pour une position donnée du bras (4) (voir document réponse) les actions mécaniques en C → et en D sont connues. Déterminer F 6→4 (norme et sens). Indiquer le sens de cette action sur l’épure du document réponse. Mesurer les distances nécessaires sur le document réponse. D-3 Donner l’expression littérale de la pression p de l’huile à envoyer dans le vérin en fonction → F = || F 6→4|| développée par le vérin et du diamètre D du piston. D-4 Montrer par un court raisonnement que l’angle α ne peut pas être nul. Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI Page 6/8
  • 7. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES E - ETUDE DE FABRICATION ET CONSTRUCTION L’énergie nécessaire au déplacement de la table élévatrice est produite par une pompe à engrenage (voir document 4). Cette pompe est entraînée par un moteur électrique. L’ensemble est monté sur une traverse du bâti de la table. Les objectifs de cette étude sont : o la réalisation de certaines surfaces de cette pompe ; o l’étude de la liaison arbre / corps de pompe ; o la conception des liaisons du support avec la pompe d’une part et avec le moteur d’autre part. E-1 Pour les surfaces D1 et D2-F1 du corps de pompe 302, et pour les surfaces D3 et F2 ainsi que pour la forme A1 de l’arbre 300. Préciser le nom de l’opération d’usinage ainsi que l’outil et la machine utilisés pour leur réalisation. D1 D2-F1 F2 300 D3 302 A1 E-2 Quel type de clavette monte-t-on dans la forme A1 de l’arbre 300 ? E-3 Donner le nom des pièces repérées 301, 303, 305, 307. Voir repérage sur le document ré- ponse à la question E-4. E-4 J représente le jeu nécessaire au montage de la pièce 303. Tracer la chaîne de cotes relative à cette condition et calculer l’intervalle de tolérance sur J. On donne : Largeur de 301..........................................................: L301 = 7 ± 0,2 Largeur de 303..........................................................: L303 = 20 0,06 − Largeur des roulements 304 et 306 .......................... : L304 = L306 = 80 0,12 − Chaque roulement est assimilable à une seule pièce. Largeur de 305..........................................................: L305 = 12,5 ± 0,05 Largeur de 307..........................................................: L307 = 1 ± 0,1 Largeur de 308..........................................................: L308 = 1,20 0,06 − Toute cote axiale de 300 ........................................... : L300 = cote nominale ± 0,05 Toute cote axiale de 302 ........................................... : L302 = cote nominale ± 0,05 E-5 Pour des conditions de fonctionnement optimal, il faudrait que le jeu J, calculé à la question précédente, soit compris entre 0,1 et 0,3 mm. La modification des tolérances des différentes pièces n’est pas souhaitable. Proposer une solution pour garantir à J l’intervalle de tolérance souhaité. Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI Page 7/8
  • 8. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES La pompe est entraînée par un moteur électrique. La liaison entre le moteur et la pompe est assurée par un manchon d’accouplement. Celui-ci est en liaison encastrement avec l’arbre de pompe et en liaison glissière avec l’arbre du moteur électrique. Cet accouplement autorise un défaut de coaxiali- té entre l’arbre de pompe et l’arbre moteur inférieur ou égal à 0,15 mm. L’étude porte sur les liaisons entre le support et le moteur d’une part et entre le support et la pompe d’autre part. Cahier des charges : o le support est moulé au sable et sa liaison avec le bâti de la table élévatrice est une liaison encastrement réalisée par appui plan et maintien par 4 vis H M8 sur une traverse de la table élévatrice. La traverse est constituée d’un profil UAP 130 x 55 et d’une plaque de 5 mm d’épaisseur au niveau de la liaison avec le support. Cette plaque est soudée sur le profil UAP. Voir document réponse 5. o La liaison entre le support et le carter de pompe est une liaison encastrement. o La liaison entre le support et le carter moteur est une liaison encastrement. o L’accouplement utilisé entre l’arbre de pompe et l’arbre moteur impose que le défaut de coaxialité entre ces deux arbres soit inférieur ou égal à 0,15 mm. o La position des éléments de visserie est imposée sur le document réponse 5. E-6 Le support est réalisé en EN–GJL–200. Donner la signification complète de cette désigna- tion. E-7 Proposer (par sa désignation normalisée) un matériau pour la plaque soudée sur la traverse. E-8 On propose sur le document réponse, une cotation partielle du carter de pompe. Donner pour chacune des spécifications repérées (1), (2) et (3) leur signification. E-9 Concevoir les liaisons support / carter moteur et support / carter de pompe : Répondre sur le document réponse 5. o compléter uniquement la coupe A-A ; o indiquer les ajustements si nécessaire ; o les pièces normalisées (visserie, rondelles…) autres que celles figurant déjà sur le document réponse 5 seront dessinées de façon réaliste. De plus, indiquer la désignation de ces pièces directement sur le dessin. Fin de l’épreuve Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI Page 8/8
  • 9. Vers Housseuse Convoyeur de palettes pleines Palette pleine Gobelets arrivant du contrôle Table élévatrice avec Convoyeur Palette en cours de formation d'amenée Cellule de comptage Cellule de fin vr1 vs1 de couche cf Vérin d'arrêt bloqueur V1 Plateau du TAC Transporteur Automatique de Couche vr2 vs2 Vérin V2 TAA Transporteur Automatique d'Intercalaires (TAI) vs3 vr3 Vérin de quinconçage V3 Table d'accumulation Avec tapis de convogage Palette vide garnie d'un film plastique Intercalaire Convoyeur de palettes vides Convoyeur d'intercalaires Vue de dessus du palettiseur de gobelets Document 1
  • 10. Grafcet de la ligne de mise en couche du palettiseur 0 t0 m.vs1.vr2.vr3.cf.ce 1 V1- t1 cp 2 V1+ t2 3 (0,5 s écoulées après l'activation t3 0,5s/X3 de l'étape 3) 4 V2+ t4 vs2 5 V2- V3+ t5 t5' 6 V1- 11 Evacuation t6 ci t11 7 V1+ t7 8 t8 0,5s/X8 (0,5 s écoulées après l'activation de l'étape 8) 9 V2+ t9 vs2 10 V2- V3- t10 Document 2
  • 11. U4 U3 Plateau (2) I C B Galet (5) de rayon R Bras intérieur (4) U6 Bras extérieur (3) F O Vérin (6) β E Y Galet (5) de α rayon R A D X J Chassis (1) AO = OB = OC = DO = a AE = OF = b EF = λ (t ).U 6 Cet ensemble « table élévatrice » admet un plan de symétrie ( A, X , Y ) . Le bras extérieur 3 est en liaison pivot d’axe ( A, Z ) avec le châssis 1 et en liaison pivot d’axe ( B, Z ) avec un galet 5 de rayon R. Le galet 5 roule sans glisser sur le plateau 2 au point I. Le bras intérieur 4 est en liaison pivot d’axe (C , Z ) avec le plateau 2 et en liaison pivot d’axe ( D, Z ) avec un galet 5 de rayon R. Le galet 5 roule sans glisser sur le châssis 1 au point J. Le bras 3 est en liaison pivot d’axe (O, Z ) avec les bras 4. Le plateau peut se translater verticalement grâce à un vérin hydraulique 6. Ce vérin est en liaison rotule en E avec les bras 3 et en F avec les bras 4. Table élévatrice Document 3
  • 12. Pompe à engrenage Echelle 1:1 Document 4
  • 13. Seuls sont représentés dans cette vue : la traverse et la plaque soudée, le support partiellement, A le carter de pompe, Support les vis de maintien (liaison support/traverse). Carter de pompe Manchon d'accouplement Support Carter de pompe Carter moteur Traverse A Echelle 1:1 A-A Document 5 Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI Edition d'éducation de SolidWorks Licence pour un usage éducatif uniquement
  • 14. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES Epreuve spécifique de Sciences Industrielles (filière PTSI) Vendredi 20 Mai 2005 de 08h00 à 12h00 Document réponse Coller ici l’étiquette correspondant à l’épreuve spécifique. Compléter de plus en bas de chaque page, la rubrique code candidat. A ETUDE FONCTIONNELLE A-1 A-2 A-3 Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 1/12
  • 15. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES B ETUDE AUTOMATIQUE B-1-1 B-1-2 B-1-3 Nom de cet opérateur : Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 2/12
  • 16. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES B-1-4 B-2-1 t2 : t5 : t5’ : t7 : t10 : t11 : B-2-2 Coté tige V2 Désignation du distributeur : B-2-3 Trait fort : niveau logique 1 ou position effective ou étape active pas de trait : niveau logique 0 ou autre position ou étape désactivée P2- P2+ V2- V2+ E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 t Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 3/12
  • 17. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES C ETUDE CINEMATIQUE C-1 C-2 C-3 Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 4/12
  • 18. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES C-4 C-5 Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 5/12
  • 19. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES C-6 C-7 C-8 C-9 Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 6/12
  • 20. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES D ETUDE STATIQUE D-1 Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 7/12
  • 21. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES D-2 C C 2 → 4 = 3333 N F O D 5 → 4 = 16666 N Direction de F6 → 4 D Echelle 1:100 D-3 Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 8/12
  • 22. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES D-4 E ETUDE DE FABRICATION ET CONSTRUCTION E-1 Surfaces usinées Nom de l’opération Outil utilisé Machine D1 D2-F1 A1 D3 et F2 E-2 Type de clavette : E-3 301 ..... : 303 ..... : 305 ..... : 307 ..... : Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 9/12
  • 23. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES E-4 IT J = E-5 E-6 E-7 Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 10/12
  • 24. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES E-8 Spécification repérée (1) Type ........................ : forme parallélisme Elément tolérancé ...... : surface nominalement plane Zone de tolérance....... : volume délimité par deux plan parallèles distants de 0,05 mm. Tous les points de la surface doivent se trouver dans ce volume. Spécification repérée (2) Type ........................ : position localisation Elément tolérancé ...... : surface nominalement plane. Elément de référence .. : surface A nominalement plane Référence spécifiée ... : surface plane idéale associée à A, tangente à A du coté libre de la matière et qui minimise les écarts maxi par rapport à A. Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 11/12
  • 25. CONCOURS COMMUN 2005 DES ECOLES DES MINES D’ALBI, ALES, DOUAI, NANTES Zone de tolérance....... : volume délimité par deux plan parallèles distants de 0,5 mm. Tous les points de la surface doivent se trouver dans ce volume. Contrainte ................. : le plan médian de ces deux plans est parallèle à la référence spécifiée A et situé à 5 mm de A Spécification repérée (3) Type ........................ : position localisation Eléments tolérancés.... : 4 lignes nominalement rectilignes, axes réels de 4 surfaces nominalement cylindriques. Eléments de références : ensemble de deux références constitué d’une surface nominalement plane et d’une ligne nominalement rectiligne Références spécifiées : référence primaire A : surface plane idéale associée à A, tangente à A du coté libre de la matière et qui minimise les écarts maxi par rapport à A. ............................... Référence secondaire B : droite perpendiculaire à A, axe du plus petit cylindre enveloppant la surface B. Zone de tolérance....... : quatre cylindres de diamètre 0,2 mm quand la pièce est dans son état maximum de matière cad quand les trous sont à leur diamètre mini. Le diamètre de chacun de ces cylindres peut être majoré de (D-Dmin) où D est le diamètre du trou qui lui est associé et Dmin le diamètre mini autorisé pour ce trou. Contrainte ................. : l’axe de chacun des cylindres précédents est perpendiculaire à la référence spécifiée A et se trouve à l’intersection d’un cylindre de rayon 44 mm d’axe la référence spécifiée B et de l’un des deux plans faisant un angle de 90° entre eux et contenant cette référence. Epreuve spécifique de Sciences Industrielles PTSI – Document réponse – page 12/12