2008 Normale STM sujet

الصفحت االمتحان الىطني المىحد للبكالىريا الدورة العاديت 8002 المىضىع المادة علىم المهندس 1 16 شعبت العلىم والتكنىلىجياث مسلك العلىم الشعبة C NS45 والتكنىلىجياث الميكانيكيت Constitution de lpreuve Volet 1 Prsentation de lpreuve page 116 Volet 2 Prsentation du support page 216 Volet 3 Substrat du sujet pages 416 1316 Travail demand Situation n1 pages 416 et 516 Situation n2 pages 516 et 616 Documents rponses DR pages 716 1316 Volet 4 Ressources pages 1416 1616 Volet 1 Prsentation de lpreuve Systme tudier Systme dencartonnage Dure de lpreuve 4h Coefficient 8 Moyens de calcul autoriss seules les calculatrices scientifiques non programmables Documents autoriss Aucun Les candidats rdigeront les rponses aux questions poses sur les documents prvus cet effet

الصفحت االمتحان الىطني المىحد للبكالىريا الدورة العاديت 8002 المىضىع المادة علىم المهندس 2 16 شعبت العلىم والتكنىلىجياث مسلك العلىم الشعبة C NS45 والتكنىلىجياث الميكانيكيت Volet 2 Prsentation du support Le systme dencartonnage tudi fait partie des constituants de la chane de conditionnement des produits fabriqus par la socit BONAMO Cest un systme automatique qui permet le regroupement et la mise en carton des produits fabriqus Il est principalement compos de voir figure 1 Un tapis roulant amenant les produits surembaler Un vrin A double effet de transfert de produits Un vrin B double effet ensemble empileur Un vrin C non reprsent qui permet le maintien du carton vide et le pivotement de celui-ci une fois plein sur le chemin des rouleaux transporteurs Un systme de rouleaux transporteurs pour lvacuation des cartons pleins Figure 1 Pupitre de commande Dcy AUR Rouleaux transporteurs Tapis roulant Une boite Une range Une farde Un ensemble de 2 fardes Support de vrin C Lames ressort c2

الصفحت االمتحان الىطني المىحد للبكالىريا الدورة العاديت 8002 المىضىع المادة علىم المهندس 3 16 شعبت العلىم والتكنىلىجياث مسلك العلىم الشعبة C NS45 والتكنىلىجياث الميكانيكيت Principe de fonctionnement Les produits sont amens par le tapis roulant figure 1 celui-ci est entrain par un moteur M1 asynchrone triphas rotor en court circuit command par un discontacteur tripolaire KM1 non reprsent Loprateur place un carton vide sur le support du vrin C et fait dmarrer le cycle par une action sur le bouton dpart cycle Dcy figure 1 Les produits arrivent sur le plateau du vrin B figure 2 Laction des produits sur un capteur c1 provoque le transfert dune range de trois produits par le vrin B cette dernire reste empile devant le vrin A grce un support constitu par deux lames ressort figure3 Cette opration se rpte jusqu ce que lon obtienne une farde de trois ranges ce qui va actionner un capteur c2 qui provoque son tour la sortie de la tige du vrin A et le transfert de la farde dans le carton Lorsque le deuxime chargement est ralis une deuxime farde dans le carton un capteur c3 non reprsent est actionn sous leffet du poids du carton plein Ceci provoque grce au vrin C le pivotement du carton plein sur le chemin des rouleaux transporteurs pour son vacuation dpart des cartons pleins Remarque La gestion et la coordination des diffrentes oprations effectues dans le systme se font laide dun microcontrleur lexception de lalimentation en cartons vides qui se fait manuellement Figure 2 Figure 3 B B Tige de vrin Lames ressort b0 b1 c1 P1 B B b0 b1 c1

الصفحت االمتحان الىطني المىحد للبكالىريا الدورة العاديت 8002 المىضىع المادة علىم المهندس 4 16 شعبت العلىم والتكنىلىجياث مسلك العلىم الشعبة C NS45 والتكنىلىجياث الميكانيكيت Volet 3 Substrat du sujet Situation dvaluation n1 Le souci majeur des utilisateurs de tel systme automatis de suremballage est de rpondre au besoin des clients Le service marketing de la socit a signal une forte demande des produits fabriqus par la socit Afin de rpondre cet objectif le bureau dtude a dcid daugmenter la vitesse de dplacement du tapis roulant daugmenter le nombre de ranges par farde 5 ranges au lieu de 3 ranges de dterminer le volume du carton adquat Vous faites partie de lquipe charge de mener ltude partielle de cette dcision Les tches suivantes sont raliser 11- Il est ncessaire de comprendre le fonctionnement de ce systme pour ceci sur les documents rponses DR1 et DR2 pages 716 et 816 on vous demande de a complter le bloc fonctionnel de la chane dnergie du sous-systme tapis roulant b complter le GRAFCET fonctionnel niveau 1 c complter lactigramme du microcontrleur d expliquer travers un schma comment le principe de fonctionnement du capteur c1 qui est un interrupteur de position 12- lentrainement du tapis est effectu par le tambour-moteur voir Ressources 1 page 1416 Larbre 1 du moteur lectrique transmet son mouvement de rotation au tambour 20 grce au rducteur dengrenage constitu par les deux couples 128 et 27-24 La vitesse linaire de dplacement du tapis est limite 0969 ms cause de leffet dinertie La solution retenue consiste conserver le moteur lectrique le rducteur dengrenage et dapporter les modifications gomtriques ncessaires sur le tambour Sur les documents rponses DR2 et DR3 pages 816 et 916 et en utilisant les ressources 1 page1416 on vous demande de e complter le schma cinmatique minimal du tambour-moteur 20 f dterminer le diamtre du tambour 20 pour atteindre la vitesse linaire du dplacement du tapis de 0969 ms lentrainement du tapis par le tambour se fait sans glissement relatif g dessiner le tambour seul en coupe sans respecter lchelle des cotes

الصفحت االمتحان الىطني المىحد للبكالىريا الدورة العاديت 8002 المىضىع المادة علىم المهندس 5 16 شعبت العلىم والتكنىلىجياث مسلك العلىم الشعبة C NS45 والتكنىلىجياث الميكانيكيت 13- laugmentation du nombre de ranges dune farde 5 ranges entrane une charge sur le vrin B de 1000 N Il est donc ncessaire dvaluer le comportement des lments composant le circuit hydraulique On se limitera dans cette tche la dtermination de la pression au niveau de la pompe hydraulique tout en gardant les caractristiques dimensionnelles du vrin B Sur les documents rponses DR4 et DR5 pages 1016 et 1116 on vous demande de h calculer la pression dalimentation du vrin en bars i calculer le dbit volumique Qv de la pompe et dduire la vitesse Vc de lhuile dans la conduite 3-4 j dterminer le coefficient des pertes de charges en prenant le nombre de Reynolds R 143 et Vc 0320 ms k calculer les pertes de charges J34 dans la conduite 3-4 en JKg l dterminer la pression de la pompe P3 au point 3 en ngligeant les pertes de charges singulires Situation dvaluation n2 Dans lindustrie le mcanisme tambour-moteur est trs utilis pour lentrainement des tapis roulants et des convoyeurs Les diffrents constituants de ce mcanisme sont donc raliss en srie Il est utile dlaborer les diffrents lments du dossier de fabrication et assurer la supervision de la production Pour ce faire on vous demande de raliser les tches suivantes 21- On se limitera la prparation de quelques documents relatifs la fabrication de la roue dente 24 En utilisant les ressources et sur les documents rponses DR5 DR6 et DR7 pages 1116 1316 m identifier le matriau n identifier le procd dobtention de brut et justifier son choix o tablir le dessin du brut capable p complter le contrat de phase de la phase 20 q complter le montage dusinage de la phase 30 taillage selon la solution choisie en matrialisant la mise et le maintien en position de la pice Ressource2 page 1516 22- vous tes chargs de la supervision de la chane de production des pices destines tre montes sur le tambour-moteur Vous constatez que le contrle effectu en fin de production gnre beaucoup de rebuts ce qui fait augmenter le cot de production Vous dcidez alors de faire un contrle en cours de production pour diminuer le nombre de rebuts en exprimentant le dispositif de carte de contrle sur la roue dente 24 de diamtre 82 f7 82 Ressource 3 page 1616 -0036 -0071

الصفحت االمتحان الىطني المىحد للبكالىريا الدورة العاديت 8002 المىضىع المادة علىم المهندس 6 16 شعبت العلىم والتكنىلىجياث مسلك العلىم الشعبة C NS45 والتكنىلىجياث الميكانيكيت Pour ce faire on vous demande de vrifier la capacit de la machine produire des pices lintrieur de lintervalle de tolrance en analysant lchantillon de 30 pices releves cet effet voir tableau ci-dessous Echantillon 1 Echantillon 2 Echantillon 3 Echantillon 4 Echantillon 5 Echantillon 6 N Ordre Mesure N Ordre Mesure N Ordre Mesure N Ordre Mesure N Ordre Mesure N Ordre Mesure 1 8196 6 81958 11 81939 16 81963 21 81958 26 81953 2 81962 7 81952 12 81937 17 81964 22 81959 27 81954 3 81961 8 81947 13 81954 18 81967 23 81947 28 81956 4 81964 9 81943 14 81957 19 81968 24 81965 29 8196 5 81959 10 81961 15 81931 20 8197 25 81933 30 81967 moyenne 81961 81952 81943 81966 81952 81958 Sur le document rponse DR7 page 1316 On vous demande de r lister trois causes possibles des dispersions engendres par le procd s dterminer la moyenne des moyennes des chantillons X et dduire lcart type estim 0 de la population sachant que lcart type 00104 mm et 0 n 1 n t Calculer lindice de capabilit Cp et la capabilit du procd Cpk et conclure sachant que Cp 18 0 6 IT X

الصفحت االمتحان الىطني المىحد للبكالىريا الدورة العاديت 8002 المىضىع المادة علىم المهندس 7 16 شعبت العلىم والتكنىلىجياث مسلك العلىم الشعبة C NS45 والتكنىلىجياث الميكانيكيت Documents Rponses Document rponse DR 1 rendre par le candidat 11- a complter le bloc fonctionnel de la chane dnergie du sous-systme tapis roulant 11- b complter le GRAFCET fonctionnel niveau 1 Alimenter Distribuer Discontacteur Tripolaire Chane dnergie Convertir Transmettre Source dnergie Rseau AGIR Tapis en arrt 1 2 3 4 Mise en place du carton vide Mise en marche du systme Range constitue Constitution dune farde de 3 ranges Remplissage du carton avec 2 fardes 1

الصفحت االمتحان الىطني المىحد للبكالىريا الدورة العاديت 8002 المىضىع المادة علىم المهندس 8 16 شعبت العلىم والتكنىلىجياث مسلك العلىم الشعبة C NS45 والتكنىلىجياث الميكانيكيت Document rponse DR 2 rendre par le candidat 11- c complter lactigramme du microcontrleur 11- d expliquer travers un schma comment le principe de fonctionnement du capteur c1 qui est un interrupteur de position 12- e complter le schma cinmatique minimal du tambour-moteur Moteur Tambour 20 Arbre 15

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الصفحت االمتحان الىطني المىحد للبكالىريا الدورة العاديت 8002 المىضىع المادة علىم المهندس 11 16 شعبت العلىم والتكنىلىجياث مسلك العلىم الشعبة C NS45 والتكنىلىجياث الميكانيكيت Document rponse DR 4 rendre par le candidat 13- on donne La force dveloppe par le vrin est de F 1000 N Le diamtre du cylindre du vrin est d 25 mm La vitesse de sortie de la tige Vt 02 ms Lhuile utilise a pour masse volumique 900 Kgm3 Pour la viscosit cinmatique 045 stokes La pression atmosphrique Pa est ngligeable devant celle dans le circuit hydraulique Le rendement de la pompe est 08 La conduite de refoulement C3-4 a pour diamtre dc 20 mm et de longueur Lc 3 m z3 z4 hauteurs des points 3 et 4 13-h calculer la pression dalimentation du vrin en bars 13-i calculer le dbit volumique Qv de la pompe et dduire la vitesse Vc de lhuile dans la conduite 3-4 P M 1 3 2 4 Vrin B Rservoir

الصفحت االمتحان الىطني المىحد للبكالىريا الدورة العاديت 8002 المىضىع المادة علىم المهندس 11 16 شعبت العلىم والتكنىلىجياث مسلك العلىم الشعبة C NS45 والتكنىلىجياث الميكانيكيت Document rponse DR 5 rendre par le candidat 13-j dterminer le coefficient des pertes de charges en prenant le nombre de Reynolds R 143 et Vc 0320ms 13-k calculer les pertes de charges J34 dans la conduite 3-4 en JKg 13-l dterminer la pression de la pompe P3 au point 3 en ngligeant les pertes de charges singulires 21- m identifier le matriau 21- n identifier le procd dobtention de brut et justifier son choix 21- o tablir le dessin du brut capable

الصفحت االمتحان الىطني المىحد للبكالىريا الدورة العاديت 8002 المىضىع المادة علىم المهندس 12 16 شعبت العلىم والتكنىلىجياث مسلك العلىم الشعبة C NS45 والتكنىلىجياث الميكانيكيت Document rponse DR 6 rendre par le candidat 21- p complter le contrat de phase de la phase 20 CONTRAT DE PHASE Machine Brut lment Roue dente 24 Phase N 20 Rfrentiel de mise en position Dsignation des oprations Vc mmn f mmtr a mm p Vf mmmn n trmn Outils Lc Tt mm Matriel de contrle sur le poste Matire Ensemble Tambour-moteur Phase de Tournage

الصفحت االمتحان الىطني المىحد للبكالىريا الدورة العاديت 8002 المىضىع المادة علىم المهندس 13 16 شعبت العلىم والتكنىلىجياث مسلك العلىم الشعبة C NS45 والتكنىلىجياث الميكانيكيت Document rponse DR 7 rendre par le candidat 21- q complter le montage dusinage de la phase 30 taillage selon la solution choisie en matrialisant la mise et le maintien en position de la pice 22- r lister trois causes possibles des dispersions engendres par le procd 22-s dterminer la moyenne des moyennes des chantillons X et dduire lcart type estim 0 de la population sachant que lcart type 00104 mm et 0 n 1 n 22- t Calculer lindice de capabilit Cp et la capabilit du procd Cpk et conclure sachant que Cp 18 0 6 IT Support porte pice

الصفحت االمتحان الىطني المىحد للبكالىريا الدورة العاديت 8002 المىضىع المادة علىم المهندس 14 16 شعبت العلىم والتكنىلىجياث مسلك العلىم الشعبة C NS45 والتكنىلىجياث الميكانيكيت Volet 4 Ressources Ressources 1 Donnes et hypothses Le Moteur M1 Puissance 4Kw Frquence de rotation 1500 trmin La vitesse linaire de dplacement du tapis roulant est gale 0863 ms Le rapport global de rduction entre larbre moteur 1 et le tambour 20 est de 005 Dessin densemble du Tambour-Moteur en Coupe

الصفحت االمتحان الىطني المىحد للبكالىريا الدورة العاديت 8002 المىضىع المادة علىم المهندس 15 16 شعبت العلىم والتكنىلىجياث مسلك العلىم الشعبة C NS45 والتكنىلىجياث الميكانيكيت Ressources 2 Nomenclature Donnes de lavant projet dtude de fabrication Montage dusinage N Phase Dsignation Surfaces usines 00 Contrle de brut 10 Tournage D2 C1 G1 C2 20 Tournage F2 D1 F1ebf 30 Taillage D3 40 Perage taraudage 4xA1 50 Perage D4 60 Contrle final 2 3 1 4 5 S

الصفحت االمتحان الىطني المىحد للبكالىريا الدورة العاديت 8002 المىضىع المادة علىم المهندس 16 16 شعبت العلىم والتكنىلىجياث مسلك العلىم الشعبة C NS45 والتكنىلىجياث الميكانيكيت Ressources 3 Dessin de dfinition de la roue 24 G1 Largeur 45 0 2 diamtre 70 03 D4 45 01 D1 82 f7 82 D2 855 02 Z24 55 dents m 15 mm Matire EN-GJL 250 - 0036 - 0071 D3 002 D1 F1 004 D1 4A1 01 F1 D1 D4 004 G A-A D3 825 D182 f7 D2 855 h9 F3 F1 F4 F2 B1 G1 B3 51 05 B2 69 05 D4 15 12 01 105 03 - 0074 0 05 C2 C1 A A B5 135 05 A1 M6