Soutenance mémoire
Modélisation numérique des efforts poutres sommiers
Description générale du pont roulant
Introduction
Les poutres roulantes, ponts roulants, portiques et semi-portiques sont des appareils de levage destinés à soulever et à déplacer des charges ; ils se déplacent sur des chemins de roulement parallèles (1) leur organe de préhension (crochet, benne ou autre accessoire de levage) est suspendu par l’intermédiaire d’un câble et de poulies à un mécanisme de levage (treuil ou palan) susceptible de se déplacer perpendiculairement aux chemins de roulements de l’appareil.
Ils sont classés en groupes et calculés selonles règles de la FEM (Fédération Européenne de Manutention) et font l’objet des normes françaises de L’AFNOR en concordance pour l’essenti el avec les règles de la FEM.
Figure 1 les éléments de pont roulant
Les axes de déplacement sont appelés
1. translation axe des voies de roulement (plus grande distance) correspondant à un mouvement d’ensemble du pont.
2. direction axe transversal ; généré par un déplacem nt du chariot.
3. levage axe vertical ; levage ou descente de la charge dû à un mouvement du treuil et donc des câbles .
Commande
D’une façon générale, des ponts roulants sont commandés à partir d’une cabine ou du sol ; plus rarement ils sont automatisés en tout ou en partie.
Présentation du pont calcaire
C’est un système électromécanique piloté par un opérateur et servant pour le transport du calcaire et du clinker vers les trémies aux entrées des broyeurs BK3 et BK5, il estcomposé des trois sous ensembles suivants
Poids total chargé 96 tonnes
Spécifications opérationnelles
– SITUATION cimenterie de Meknès – Hall de stockage matière
– PORTEE (entraxe des rails de translation) 30 m
– LONGUEUR DU HALL 144 m
– SERVICE 24 / 24h
– CAPACITE DE LEVAGE NOMINALE 11 t
ENVIRONMENT Atmosphère très poussiéreuse
Température maxi. 45 °C
Température mini. 0 °C
Hygrométrie maxi. … %
Altitude 500 m
Classification (Selon FEM – révision 3 du 1998.10.01)
Groupe d’engins A 8
Groupe de mécanismes M8
Spectre de charge Q3
Classe de spectre L4
Classe d’utilisation des mécanismes T 9
Démarrages / heure 600 d/h
Facteur de marche 60 %
Spécifications techniques
Conception général du pont
• Charge utile 11 t (4.6 t benne + 6.4 t matière).
• Hauteur de levage 15.5 m (approx.)
• Poids total du pont
– Avec benne vide 86 tonnes ;
– Avec benne pleine 96 tonnes.
• Vitesse de translation du pont 100 m/mn ;
• Moteur actuel de translation 40 CV, 1450 tr/mn ; 29KW
• Diamètre extérieur des galets 800 mm ;
• Matériau des galets Acier.
• Largeur des rails 65mm.
• Matériau des rails Acier.
Sous ensembles mécaniques
Structure du pont
Quadrilatère
Le quadrilatère est composé de 2 poutres caisson et de 2 sommiers en caisson Une attention particulière a été apportée à la fabrication des poutres (diaphragmes, soudures pleine pénétration entre semelles et âmes) de façon à obtenir une flèche maximum sous ch arge nominale égale à 1/1000 de la portée du pont.(soit 30 mm)
Les semelles supérieures des poutres sont équipéesde rails « Burbach » (type A55 – DIN 536) dont les joints sont soudés et fixés par crapauds.
Les extrémités de chaque poutre sont équipées de toirsbu pour le chariot.
Les liaisons poutres – sommiers (par boulons HR) as surent une bonne rigidité du quadrilatère et permettent un réglage facile de sa géométrie.
Un chariot
Il comporte la cabine de conducteur et le système de levage et d’ouverture-fermeture de la benne. Le chariot est muni d’un mouvement de translation sur des rails fixées sur la structure du pont, l’entraînement en transla tion se fait à l’aide de deux moteurs électriques montés en diagonal et liés chacun à un électrofrein et à un réducteur. La figure 1 illustre la disposition des différents organes du chariot.
Mouvement de translation
Rails
Le mouvement de translation est assuré par 2 galets moteurs et 2 galets porteurs (« fous »).Chaque galet moteur est entrainé par un groupe moto-réducteur-frein, le frein à disque électromagnétique étant intégré au moteur et équipé d’un déblocage manuel. Ce frein est utilisé, en condition normale, comme frein de parking, le ralentissement étant réalisélectriquement par les variateurs de vitesse et le frein ne retombant qu’à basse vitesse.
Les galets sont du type à double joue et dimensionn és pour rouler sur des rails de type MRS 87B (largeur de rail = 65 mm).
Les galets ont une résistance comprise entre 85 et100 daN/mm2 et une dureté de bande de roulement de450 HB.
Les sommiers ont été conçus pour assurer un excellent positionnement des galets (alignement, carrossage,…) selon les critères de la FEM. La dimension des sommiers devra respecter le rapport portée du pont / entre axe des galets detranslation < 5.
Le mouvement de direction est assuré par2 galets moteurs et 2 galets porteurs (« fous »).La motorisation des galets moteurs dépend de la portée du chariot
Si la portée est inférieure à 3 mètres, les galetsmoteurs seront entrainés par un seul groupe motoréducteur avec arbres de transmission.
Si la portée est supérieure à 3 mètres, chaque galet moteur sera entrainé par un groupe motoréducteur.
Le ou les groupes moto-réducteur-freins sont équipés d’un frein à disque électromagnétique muni d’un déblocage manuel.
Ces freins seront utilisés, en condition normale, comme frein de parking, le ralentissement étant réalisé électriquement par
les variateurs de vitesse et les freins ne retombant qu’à basse vitesse.
Les galets sont du type à double joue et dimensionnés pour rouler sur des rails de type « Burbach » A55 – DIN N° 536 (largeur de rail = 55 mm), ils ont une résistance comprise entre 85 et 100 daN/mm2 et une dureté debande de roulement de 450 HB.
Levage et manœuvre de benne
Ces actions sont assurées par l’enroulement et le déroulement des câbles liés d’une part à la benne et d’autre part aux tambours, ces tambours sont entraînés par deux moteurs électriques qui sont dotés de freins à disquesafin de maintenir la benne en ouverture ou en fermeture et en position voulue.
Motorisations
Sachant que la benne est de type “4 câbles”, les m otorisations de levage et de manœuvre de benne sont identiques.
– Moteur Type cage d’écureuil.
Tension d’alimentation 415 V (+ 5 %, – 10 %).
Fréquence d’alimentation 50 Hz F 5 %.
Protection IP 55.
Ventilation moto-ventilé.
Echauffement Class B.
Isolement Class F.
Stator / Rotor imprégnation adaptée à l’industriecimentière
Type de fixation B 3 (IM 1001).
Nombre de manœuvre par heure = 600.
Facteur de marche 60%
– Frein Le freinage est réalisé électriquement par lesvariateurs de vitesse
Le freinage final (à vitesse zéro) ou le freinage d’urgence est réalisé par un frein à tambour ou unfrein à disque situé sur l’arbre rapide entre moteur et réducteur .Les garnitures de frein sont exemptes d’amiante.
– Réducteur – du type à arbres parallèles
– montage flottant (arbre creux)
– Dimensionné pour une durée de vie de 100 000 heures avec un facteur de service de 1.75 / puissance installée.
– carter moulé ou mécano soudé
– Accouplement lent type denture
– Tambour Construits en acier d’une résistance de 360 N/mm2.
Diamètre > 25 x diamètre de câble.
Palier équipé de roulements sphériques (dimensionnépour un C/P > 7.5) et graisseurs.
Les cages polyamides sont interdites.
Orientation axe de tambour parallèle aux rails de translation (c’est-à-dire perpendiculaire aux poutres de pont).
Benne
Les caractéristiques de la benne sont
– Benne de type 4 câbles
– Poids mort 4.6 t.
– Volume (volume d’eau) 2.7 m3
– Volume (maximum) 4 m3
Masse maxi. de matière transportée 6.4 t
Les câbles de levage et de manœuvre de benne sont du type à torons compactés et âme plastifiée (type Casar Turboplast ou équivalent)
Le diamètre nominal est de 22 mm.
La charge à la rupture de l’acier est de 1960 N/mm2 .
La charge à la rupture mini des câbles est de 4250 0daN.
Les tambours en acier (S355JR) seront à hélices (1 droite et 1 gauche)
Cabine
La cabine de conduite est fixée au chariotelle se translate le long de la portée elle est équipée de pupitres de commande qui comprennent les équipements suivants
– 1 manipulateur pour le levage et les commandes d’ouverture / fermeture de benne (combinable)
– 1 manipulateur pour translation et direction (combinable)
– 1 bouton poussoir “En service”
– 1 bouton poussoir “Arrêt”
– 1 arrêt d’urgence
– 1 bouton poussoir pour le klaxon
– 1 bouton poussoir d’acquittement défaut
– 1 interrupteur pour les projecteurs
Accès
L’accès à la cabine est assuré par les passerelles, plateformes, escaliers et échelles qui sont disposés dans toutes les zones du pont nécessitant un accès en sécurité pour les pontiers et personnel de maintenance.
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Table des matières
INTRODUCTION
PRESENTATION DU CAHIER DES CHARGES GENERALITES ACTIVITES
Introduction
Présentation générale du pont roulant
Spécification technique
Procédure
Résultats anticipés
Description du système de translation actuel
Chapitre 1 PRESENTATION DE LA SOCIETE
Chapitre 2 Description générale de pont roulant (calcaire)
Chapitre 3 Modélisation numérique des efforts poutres sommiers
Chapitre 4 Modification du système de Etude améliorative
Conclusion
Etat général
Détermination du nouveau poids du pont
Remarque
CONCLUSION
ANNEXES
BIBLIOGRAPHIE
WEBOGRAPHIE
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