Fonctionnement des composants d'un ensemble - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

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Fonctionnement des composants d'un ensemble

1. Introduction

Le dessin industriel est le moyen de communication indispensable aux techniciens, aux ingénieurs et à tous les intervenants sur un système.

Le dessin d'ensemble donne de façon plus ou moins détaillée :

  • la représentation de tout ou partie (sous-ensemble) d'un système,
  • d'un objet technique,
  • ou d'une installation.

Il apporte toutes les informations permettant la bonne compréhension du fonctionnement.

Le dessin de définition détermine complètement et sans ambiguïté les exigences fonctionnelles auxquelles doit satisfaire le produit dans l'état de finition prescrit.

Ce dessin a pour valeur de contrat dans les relations entre les parties, il fait foi lors du contrôle de réception du produit.

Le schéma cinématique minimal permet de :

  • comprendre la fonction globale et le rôle fonctionnel de chacun des composants d'un système ;
  • préciser l'agencement de ces composants généralement représentés par des symboles normalisés.

La figure suivante vous présente les symboles des liaisons mécaniques.

Symboles des liaisons mécaniques :

 

2. Fonctionnement des composants

Pour connaître le fonctionnement individuel des composants d'un système donné, il est nécessaire d'analyser :

le dessin d'ensemble d'une partie du système ou du mécanisme ;

le dessin de définition permettant d'identifier les formes et dimensions de chaque élément ;

- tous les documents techniques en annexe :

  • comme le schéma cinématique du système,
  • le dossier d'analyse fonctionnelle descendante décrivant les activité de commande du système en Grafcet par exemple ces documents permettent de comprendre le fonctionnement attendu du système.
3. Analyse fonctionnelle descendante

Définition :

L'analyse fonctionnelle descendante est un moyen de représenter :

  • le fonctionnement des différente activités d'un système,
  • ainsi que les relations qu'elles entretiennent entre elles et avec l'environnement du système.

Un système est un ensemble d'éléments organisés en fonction d'un but qui consiste à remplir une fonction d'usage (ou globale) pour produire une valeur ajoutée (bien ou service) satisfaisant le besoin d'un utilisateur.

Ainsi, les éléments du système vont exercer des activités sur une matière d'œuvre afin de satisfaire ce besoin.

Dans le cas d'un système technique, l'analyse fonctionnelle descendante permet de :

- définir les frontières qui délimitent le système technique dans son environnement de production (diagramme de contexte du système technique) ;

- d'analyser les activités du système technique ainsi que les flux de matière d'œuvre, les flux d'énergie, les flux de données de contrôle et de commande, les flux de données techniques échangés dans le système et avec l'environnement ;

- de définir différents points de vue pour observer le système technique et ses éléments (point de vue concepteur, point de vue utilisateur, point de vue maintenance, etc.)

Méthode d'analyse fonctionnelle descendante (SADT)

La méthode SADT (Structured Analysis and Design Technic) est une méthode d'analyse fonctionnelle descendante.

Elle définit:

  • d'une part des règles de représentation graphique d'un système ;
  • et d'autre part des règles de cohérence pour pratiquer un processus d'analyse descendante, c'est-à-dire de l'analyse générale de l'activité d'un système à celle plus détaillée des activités de ses éléments.

La méthode TSA (Technic Structured analysis) est une adaptation particulière de la méthode SADT afin de permettre l'analyse fonctionnelle de systèmes techniques.

En effet, la méthode TSA permet de prendre en compte certain aspects techniques particuliers aux systèmes industriels.

4. Éléments de représentation graphique (SADT)

La méthode SADT et plus particulièrement TSA permet de représenter graphiquement l'activité du système et de chacun de ses éléments par des boîtes ou modules fonctionnels auxquelles est associé un verbe exprimant ces activités (figure 6.5).

Chaque coté d'une boîte constitue des ports d'attache de flèches qui représentent les flux qui s'échangent entre les activités du système, qu'ils soient produits ou consommés.

chaque coté d'une boîte permet de donner une signification particulière aux flèches (donc aux flux) qui lui sont rattachés ainsi, (figure ci-dessous) :

  • sur le côté gauche sont exprimées les entrées de l'activité, par exemple la matière d'œuvre devant être transformée par l'activité du système technique ou par l'un de ses éléments :
  • sur le coté droit sont exprimées les sorties de l'activité, c'est-à-dire la matière d'œuvre produite (avec sa valeur ajoutée) par l'activité ainsi que des flux annexes tels que pertes d'énergie, rebut, compte rendu de production…
  • sur le haut de la boîte sont exprimées les différentes données de contrôle ou contraintes de commande (identifiées par des lettres) qui modifient, déclenchent et contrôlent les activités du système.
    • Ainsi la lettre W exprime les flux d'alimentation en énergie,
    • la lettre C les données de configuration,
    • la lettre R les données de réglages,
    • la lettre E les données d'exploitation.
    • Les contraintes (W, C, R, E) régissent les consignes données aux modifications (transformation, déplacement).
  • enfin sur le bas de la boîte sont exprimés les éléments du système technique qui sont les supports de l'activité.

Cas général d'une boîte avec ses relations :

Source : Calfat

Principe de la hiérarchisation des diagrammes (SADT) :

L'analyse fonctionnelle descendante d'un système technique définit des diagrammes appelés "actigrammes" constitués de boîtes et de flèches exprimant ces activités et les flux échangés.

  • Le passage d'un diagramme supérieur à un diagramme hiérarchiquement inférieur se fait par décomposition d'une de ces boîtes.
  • Chaque décomposition d'une boîte supérieure implique de conserver les différents flux dans le diagramme inférieur.
  • Le diagramme inférieur est alors composé des sous-boîtes de la boîte supérieure exprimant les sous-activités de l'activité précédente.
  • Les flux supérieurs sont donc décomposés pour exprimer: les entrées, les sorties, les données de contrôle ou contraintes de commande des sous activités ainsi que les sous-éléments les réalisant.

La cohérence d'une telle décomposition hiérarchique veut que tous les flux supérieurs soient reliés aux niveaux inférieurs.

La figure suivante vous présente les différentes étapes de l'analyse.

Hiérarchisation des diagrammes :

Source : Calfat

Règles exprimées par la méthode d'analyse fonctionnelle descendante (SADT) :

Les règles concernent :

- la connexion des boîtes d'un même diagramme ou des boîtes de diagrammes de niveaux hiérarchiques différents.

  • Une flèche de sortie d'une boîte peut constituer l'entrée ou le contrôle d'une autre boîte mais ne peut constituer la sortie d'une autre boîte.
  • Une flèche en entrée d'une boîte ne peut être issue que de la sortie d'une autre boîte.

La figure ci-dessus vous donne un exemple de connection de flèches entre diagrammes de niveaux différents et entre boîtes d'un même niveau.

- il est recommandé de ne pas représenter plus de six boîtes par niveau de décomposition, c'est-à-dire dans chaque diagramme.

La figure ci-dessous vous donne un exemple de diagramme d'analyse.

Principales règles d'utilisation :

Source : Calfat

En résumé sur le fonctionnement des composants d'un ensemble :

A la suite de la lecture de cette étude vous devriez maîtriser plus particulièrement les points suivants :

- Le mécanicien doit se référer aux dessins d'ensemble et de définition pour comprendre le fonctionnement des composants dans un ensemble.

Les liaisons mécaniques sont représentées par des symboles.

L'analyse fonctionnelle descendante est un outil de description graphique et de modélisation d'un système technique, exemple la méthode SADT et plus particulièrement la méthode TSA.

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