Brevet de Technicien Supérieur - Examen corrige

BTS ENVIRONNEMENT NUCLEAIRE



EPREUVE E.4
Modélisation et choix techniques en environnement nucléaire


UNITE U4.2
Détermination et justification de choix techniques

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Session 2015
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CORRIGE


|1 |ETUDE DE LA MANUTENTION DU BROYEUR |
| |Barème : |Durée conseillée : 60 min |



Lors de la livraison du matériel, le cahier des charges prévoit la
livraison de la machine en 10 colis. L'un d'eux est dévolu au corps du
broyeur lui-même. Il est donc obligatoire de prévoir la manutention de
celui-ci par chariot élévateur et des élingues.

Les règles de levage de charges préconisent de ne pas dépasser un angle de
( ' 45° pour les élingues.
L'opérateur de manutention prévoit un écartement des fourches du chariot
élévateur : e = 600 mm.
L'entraxe des points d'ancrage est de 1330 mm.

Le magasin de l'atelier dispose de jeux de plusieurs élingues. Un tableau
du DT1 montre l'état du stock actuellement disponible.


|Q 1.1|Documents à consulter : |Répondre sur : feuille de |
| | |copie |


On note : ( L : longueur de l'élingue.
( e : distance entre fourche.
( ( : Angle d'inclinaison de l'élingue par rapport à l'axe y
( L : longueur de l'élingue.
( Les formules suivantes : ( 1330 = 2 ( a + e

(

En respectant les dimensions fournies et les formules ci-dessus, déterminer
la longueur minimale L de l'élingue permettant de respecter le critère
angulaire ( ' 45°.
a=(1330-600)/2=365 mm donc L = 365/sin45 = 516 mm

|Q 1.2 |Documents à consulter : |Répondre sur : feuille de |
| | |copie |

Après une réunion avec les personnes de la manutention et au vue des
matériels de manutention disponibles, l'utilisation d'élingues de 1000 mm
est préconisés.
Préciser alors l'angle ? qui sera alors créé lors de la levée du broyeur.
sinbeta=365/1000=0.365 soit beta = 21.4°

Afin de connaître les efforts statiques auxquels vont être confrontés les
élingues, il est nécessaire d'appliquer le PFS à l'ensemble « bloc de
coupe ».

|Q 1.3 |Documents à consulter : |Répondre sur : feuille de |
| | |copie |


Calculer le poids du corps du broyeur.
P = 3200*10=32000 N




|Q 1.4|Documents à consulter : DT1 |Répondre sur : DR1 |


Hypothèses :
- Le système est symétrique par rapport au plan (G, x, y)
- Chaque élingue reçoit la même quantité d'effort lors du soulèvement
de la masse noté : f1/0 et f2/0
- On isole un ½ bloc de coupe.


En respectant les hypothèses ci-dessus, faire le bilan des actions
mécaniques équilibrant le ½ bloc de coupe en vue d'une résolution
graphique.

En appliquant le Principe Fondamental de la Statique appliqué à l'équilibre
du bloc de coupe, déterminer les efforts appliqués au niveau des points
d'ancrages.



|Q 1.5|Documents à consulter : DT1 |Répondre sur : feuille |
| | |de copie |


Afin de prévenir la décharge d'une des 4 élingues un coefficient de
sécurité de 3 est appliqué à notre calcul.
En déduire la CMU que doit supporter l'élingue au niveau de chaque point
d'ancrage. 3*8750 / 10 = 2625 kg

|Q 1.6|Documents à consulter : DT1 |Répondre sur : feuille|
| | |de copie |

Sachant que le service dispose d'élingues de types « 2 boucles standard
sangles doubles » donner le nombre, la couleur et la référence du matériel
choisie
Ref : 4 élingues 4821 code C (jaune) de longueur 1000 mm.

|Q 1.7|Documents à consulter : DT1 |Répondre sur : feuille|
| | |de copie |

Donner la référence et le code d'une manille droite à « axe à ?il » pouvant
satisfaire aux conditions de transport de la charge.
Ref : 4 manilles droites « axe à ?il » 5220 code F

|2 |ETUDE DE LA MOTORISATION DU BROYEUR |
| |Barème : |Durée conseillée : 35 min |



Le service technique (ST) constate de nombreux arrêts de broyage dus à des
pièces qui sont non conformes au vue des caractéristiques du broyeur.
Afin de prévenir ces arrêts et d'augmenter le taux de disponibilités de la
machine, il a été décidé de fournir une information plus explicite et
visuelle aux opérateurs plaçant les déchets à broyer.
Il est donc nécessaire de quantifier les dimensions et le types de pièces
pouvant être détruites par ce procéder.
Il est donc demandé de déterminer les épaisseurs maximales d'acier à ne pas
dépasser pour garantir un fonctionnement optimum du broyeur.

|Q 2.1 |Documents à consulter : page 2/24, DT2, |Répondre sur feuille de |
| |DT3 |copie |

En consultant les documents fournis, donner la désignation complète du
motoréducteur.
22kW 311 R3 81.1 FZ P180 BO LM BN180L4 B5 (nomenclature DT2)


Z013240 = 21dts et Z013240 01 = 41 dts


|Q 2.2 |Documents à consulter : |Répondre sur feuille de |
| | |copie |

Calculer le couple moteur disponible à la puissance nominale : Cm. Cm=
22000/(1400*2*?/60) =150 Nm
Calculer le couple en sortie de réducteur dans ces conditions : Cr Cr=
nr*Cm/i = 0.94*150/(1/81.1) = 11439.7 Nm

|Q 2.3 |Documents à consulter : DT2 |Répondre sur feuille de |
| | |copie |

En poursuivant le calcul le long de la chaîne d'énergie, il est possible de
calculer le couple disponible au niveau des couteaux. On trouve donc le
couple au niveau de la roue dentée 013240 01 : C01 = 22000 N.m.
Ainsi, durant une opération de broyage, un couteau peut être soumis au
couple C01.

Calculer la force Tc/p, a laquelle est soumis le point M (centre de la zone
tranchante du couteau), représenté sur le DT2.
Fcoupe = C01 / 140.25 = 22000/0.14025 = 156862.75 N

|Q 2.4 |Documents à consulter : DT2 |Répondre sur feuille de |
| | |copie |

La surface de coupe est celle représentée sur le DT2.
Certains déchets sont en acier inoxydable.
On choisit une résistance au cisaillement Rc de 500 N/mm².

Calculer alors l'épaisseur de la tôle découpable.
e = T/(L*Rc*s) = 156862.75/(49*500*2) = 3.2 mm

Conclure sur l'épaisseur maximale des objets à broyer.
















Les objets envoyés au broyage ne doivent en aucun cas dépasser les 3.2mm.
Cela signifie par exemple, que les outils de types clés plates, tournevis,
etc.., ne doivent pas s'y retrouver : Risque de destruction des couteaux.













DOSSIER REPONSE DR1

Question 1.3 : représentation des forces.









































|Force |Point |Sens |Direction |Norme (N) |
| |d'appli| | | |
| |cation | | | |
|F1/0 |A1 |? |Inclinée de 21.4° |? |
|F2/0 |B1 |? |Inclinée de 21.4° |? |
|Poids ½ bloc|G |Vers le bas |verticale |16000 |


Après résolution :



Q3.1. Le courant du moteur est de 44 A.
Q3.2.1. Le disjoncteur magnétothermique a pour référence GV3 P50 (U = 400 V
Putile = 22 kW)
La plage de réglage du déclencheur thermique va de 37 à 50 A. Son courant
de réglage doit être le plus proche possible de 44 A.
Q3.2.2. Le seuil de courant tolérable avant arrêt pour bourrage est de 54
A, soit environ 1,2 x 44 A (courant nominal moteur). On place 1,2 sur l'axe
horizontal et on lit le temps de déclenchementsoit environ 500 secondes.
[pic]


C'est le thermique qui réagit à ce défaut.
Cette protection est trop lentre 500 s >> 2 secondes désirées. Néanmoins
cette protection sera utile en cas défaillance et aussi en débourrage,
fonctionnement ou le module de surveillance n'intervient pas.

Q3.3.1. Le module de surveillance devra pouvoir mesurer un courant pouvant
aller jusqu'à 54 A. On choisira donc 60 A.
La relation Us = f (Imoteur) est : Us = (10 / 60) x Im.
La tension de sortie Us pour un courant de 54 A : Us = (10 / 60) * 54 =
9,0 V

Q3.3.2. La configuration de cette entrée doit être du type analogique.






|Corrigé Q 3.3.2 |Raccordement du convertisseur C1 |


[pic]
|Corrigé Q 3.3.3 |Configuration du module de surveillance |

Extrait de la notice constructeur

|SIGNAL |PLAGE |SW1 |SW2 |SW3 |SW4 |SW5 |
|Entrée |5/20/40 A uc|OFF |OFF | | | |
| |10/25/50 A |OFF |ON | | | |
| |uc | | | | | |
| |40/50//60 A |ON |OFF | | | |
| |uc | | | | | |
| |Courant AC | | | | |ON |
| |Courant DC | | | |