PALETTE ROTATIVE

Mise en situation

Ce transfert modulaire à chaînes est utilisé pour l'assemblage de composants mécaniques chez les constructeurs et les équipementiers automobiles. Sa modularité et sa diversité permettent de réaliser des circuits adaptés à tous les besoins.

La palette sert à maintenir en position les différents composants dans les phases de transport et de montage. Elle est équipée d'un dispositif de rotation lui permettant de pivoter de 90° ou 180° selon le besoin. Il est constitué d’un groupe d’élévation qui hisse la palette au dessus de la ligne et d’un groupe de rotation. A la fin de l’opération, la palette est redéposée sur la ligne et le groupe de rotation revient à sa position initiale.

Hypothèses et données

• La rotation de 180° de la palette dure 3 s et passe par trois phases :
  • Phase 1 : Partant de l'arrêt, elle atteint la vitesse angulaire de 1,4 rad/s en 0,75 s avec une accélération angulaire constante.
  • Phase 2 : La vitesse angulaire reste constante, l'angle parcouru est de 120° au cours de cette phase.
  • Phase 3 : L'arrêt se fait en parcourant un angle de 30° avec une décélération angulaire constante.
• La palette est assimilée à un cylindre 1 de centre d'inertie G₁, de rayon 300 mm, de hauteur 100 mm et de masse 24 kg.
• L'assemblage posé sur la palette est assimilé à un cylindre 2 de centre d'inertie G₂, de rayon 200 mm, de hauteur 300 mm et de masse 80 kg.
• Les deux cylindres 1 et 2 sont excentrés de la distance d = 100 mm.
• L'ensemble mobile, entraîné en rotation avec le couple moteur C , est schématisé ci-dessous.
• Les frottements engendrent un couple résistant de 0,5 N.m dans la liaison pivot en O.

Etude demandée

1. Déterminer les durées des phases 2 et 3.
2. Reproduire sur feuille de copie et compléter le tableau ci-dessous.

   Phase	Instant initial (s)	Instant final (s)	Durée (s)	Vitesse angulaire initiale (rad/s)	Vitesse angulaire finale (rad/s)
   1	0
   2
   3

3. Calculer, pour chacune des trois phases, l'accélération angulaire de l'ensemble mobile.
4. Calculer le moment d'inertie J_Oz de l'ensemble mobile par rapport à l'axe de rotation.
5. A l'aide du principe fondamental de la dynamique, déterminer le couple nécessaire pour mettre en rotation l'ensemble mobile lors de la phase d'accélération.
6. Quelle puissance maximale est développée par le moteur électrique entraînant l'ensemble mobile en rotation?
7. Quelle est l'énergie cinétique maximale de l'ensemble mobile?