MARTEAU PILON
Mise en situation
Le marteau pilon est une machine-outil utilisée pour fabriquer toutes sortes de pièces forgées.
Il permet d'emboutir, de couper, d'assembler ou d'imprimer tout type d'alliage métallique.
Il est constitué d'un marteau et d'une enclume, sur lesquels se fixent divers outils :
Etampes à planer, étampes coniques, étampes ciseau, étampes bombées...
Un vérin pneumatique soulève le marteau jusqu'à sa position haute puis le laisse retomber sur la matière à déformer.
| 5 | Pédale de pied |
| 4 | Couvercle de protection du marteau |
| 3 | Corps de la machine |
| 2 | Bouton d’alimentation principale |
| 1 | Arrêt d’urgence |
| REP. | DESIGNATION |
|---|
Hypothèses et données
- Masse du marteau : m = 55 kg
- Course du marteau : h = 240 mm
- Fréquence de martelage : n = 112 coups/min
- Vitesse d'arrivée du marteau sur la pièce à forger : V = 1,9 m/s
- Accélération de la pesanteur : g = 9,81 m/s2
Etude demandée
- Si on admet que l'énergie mécanique du marteau ne varie pas au cours de sa chute,
avec quelle vitesse Vth, en m/s, le marteau frappe-t-il la pièce à forger?
- Quelle énergie Ef, en J, est perdue au cours de la chute du marteau, à cause des frottements?
- Estimer la valeur de la force de frottement F, en N, supposée constante.
- Calculer l'énergie potentielle Ep, en J, acquise par le marteau amené à sa position haute.
- Quelle énergie E, en J, est consommée par le marteau pendant une minute (prendre en compte les frottements)?
- En déduire la puissance correspondante P, en W.
- Quel temps t, en s, dure la chute du marteau si son accélération reste constante?
- En supposant que la montée du marteau soit aussi rapide que la descente, quelle fréquence nth, en coups/min, serait-il théoriquement possible d'atteindre?