PPL Phase1

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Description

Projet Pont Levant Phase 1: Construction & mécanique

L'objectif initial de ce projet était de fournir les pièces nécessaires pour la réalisation d'un pont levant pour le cours de technologie d'Eugènie. Il fallait donc une méthode d'assemblage à la fois suffisamment simple pour être réalisable par Eugénie et suffisamment complexe pour représenter un intérêt pédagogique.

Cette partie du projet concerne la fabrication du bâti et la préparation mécanique de la motorisation qui sera gérée en phase 2. Si seules les parties sur le bâti vous intéressent ignorer simplement la fixation des moteurs et les poulies dentées.

Contributeur(s)

Pascal, Eugénie

Licence

CC-Zero (libre)

Dépendances

Ce projet utilise les supports produits à partir du projet SupportEcrouM3.

Ce projet utilise les clavettes de Gérard F.

Fichiers

Inspiration

Interieur pilier pont JCD.jpg

Etat

Assemblé 20/20

Matériaux & pièces mécaniques

Bois:

  • MDF 3mm & 2mm
  • PMMA 3mm (optionnel)
  • Tasseau


Visserie:

  • Vis M3x20 (assemblage piliers: 16x, fixation fondation piliers: 8x, fixation moteur: 4x)
  • Vis Nylon M3x20 (fixation moteur: 2x)
  • Vis M3x50 (fixation support moteur au fondation piliers: 8x)
  • Vis M5x20 (fixation support aux tasseaux: 8x, support travées fixes; 8x)
  • Vis M5x45 (axe poulies dentées: 4x)
  • Entretoises Nylon/ABS lisses (non filetées) M5x XXXX (écartement poulie dentée: 8x)
  • Boulons M5 (4x)
  • Vis M8x45 (axe poulies lisses: 4x)
  • Entretoises Nylon/ABS lisses (non filetées) M8x XXXX (écartement poulie lisse: 8x)
  • Boulons M8 (4x)
  • Ecrous M3 hexagonaux (16x)
  • Ecrous M3 carrés (assemblage piliers: 16x)
  • Inserts à frapper M5 (16x)


Quincaillerie divers:

  • Equerres (4x)
  • Ressorts (8x)


Motorisation

  • Moteurs électriques 6V à vitesse de rotation lente (10-30RPM) avec axe en D Φ3mm (2x)
  • Câbles électrique fin pour câbler les moteurs: rouge/noir + paire de connecteurs JST (2x)
  • Gaine thermorétractable de diamètre adapté au fils électriques des moteurs
  • Coupleurs 3m-5mm rigide
  • Manchons Φ5mm
  • Tige aluminium ou acier Φ5mm
  • Poulie lisse diamètre interne (Φ axe) 8mm, diamètre externe 50mm, épaisseur XXXX
  • Poulies dentées GT2 6mm 20 dents diamètre interne (Φ axe) 5mm (4x) épaisseur XXXX
  • Roues dentées avec fis de fixation GT2 20 dents diamètre interne (Φ axe) 5mm (4x)
  • Courroie fermée GT2 670mm (Timing belt GT2-670) (4x)
  • Tenseur pour courroie GT2 (4x)


Divers pour suspente travée:

  • Cordes nylon (pour la suspente de la travée mobile)
  • Gaine thermorétractable pour boucler les cordes en nylon

Matériel/Equipements

  • Découpeuse laser
  • Scie à onglet / scie à bois
  • Perceuse (si possible sur colonne) avec forêt 6mm
  • Fer à souder/Station de soudage
  • Elément chauffant soufflant pour rétrécir la gaine thermo (perso j'utilise la buse à air chaud de ma station de soudage)
  • Tournevis
  • Clé allen


Le cas échéant:

  • Limes à bois (pour pallier les défauts d'alignement entre les découpes de trous dans le MDF et les perçage dans les tasseaux)
  • Forêt à bois 3mm (pour pallier les défauts d'aliment des découpes pour les vis M3)

Savoirs-faire nécessaire

  • Pour modifier le design: Utiliser un logiciel de CAO 2D supportant le DXF.
  • Pour produire l'objet: Utilisation de la découpeuse laser

Logiciels requis

  • QCAD ou autre logiciels qui gère le DXF si on veut modifier l'objet.
  • Logiciel de pilotage de la laser

Réalisation

Réaliser les découpes Laser

Les clavettes en MDF 2mm, quantité totale : 10

File:ppl_clavette_2mm_laser.dxf

Les travées en MDF 2mm:

File:ppl_travees_2mm_laser.dxf

Les piliers en MDF 3mm, quantité: 4

File:ppl_pilier_3mm_laser.dxf

Les fondations pour les piliers et les supports moteurs, quantité: 2

File:ppl_fondationpiliers_supportmoteurs_laser.dxf

Les supports des axes moteurs en MDF 3mm

File:ppl_clavetteaxemoteur_3mm_laser.dxf

Les supports des poulies, quantité totale: 8

File:ppl_support_poulie_3mm_laser.dxf

Le "fleuve" et la "terre"

File:ppl_fleuve_laser_2mm.dxf

Préparer les tasseaux

Matériel:

  • 16 inserts à frapper M5

Opérations:

  • Mesurer les longueurs nécessaires de tasseaux, découper
  • Repérer les points de perçage des tasseaux grace aux découpe des trous de fixation dans les différentes parties de MDF
  • Percer avec un forêt de 6mm
    • Pour les tasseaux des travées fixes il faut percer de part en part
  • Insérer les inserts à frapper

Ppl inserts vis M5.png Ppl inserts M5 dans tasseaux.png

Préparer les moteurs

Matériel:

  • 2 Moteurs
  • 2 paires fils/connecteurs JST
  • Gaine thermo

Opérations:

  1. Pour chaque fil:
    • Passer la gaine thermo sur le fil
    • Souder le fil au moteur
    • Rétrécir la gaine sur le point de soudure


Ppl soudure gaine moteur2.png Ppl cablage moteur.png

Assembler les poulies / courroies et leur support

Pour les 4 piliers il faut préparer les poulies dentées/lisses et courroies sur leur support.

Matériel par pilier:

  • 1 Vis M5x45
  • 1 Ecrou M5
  • 2 Entretoises Nylon/ABS M5
  • 1 Vis M8x45
  • 1 Ecrou M8
  • 2 Entretoises Nylon/ABS M8
  • 2 supports latéraux (découpes laser)


Opérations:

  1. Enfiler sur la vis M8 dans l'ordre:
    • 1 support latéral
    • 1 Entretoise M8
    • 1 poulie lisse
    • 1 Entretoise M8
    • 1 support latéral
    • 1 Ecrou M8
  2. Enfiler la vis M5 dans le premier axe latéral, ajouter:
    • 1 Entretoise M5
    • 1 poulie dentée
    • 1 Entretoise M5
  3. Passer la courroie dentée GT2 Sur la poulie dentée avant de continuer à enfiler:
    • Le second support latéral
    • 1 Ecrou M5


Ppl poulie sur support.png

Assembler les moteurs/axe/roues dentées (+ courroies) sur leurs supports

Matériel:

  • 2 moteurs
  • 2 coupleurs 3mm-5mm
  • 4 roues dentées avec vis de serrage
  • 2 manchons Φ5mm
  • 4 vis M3x20 Acier
  • 2 Vis M3x20 Nylon
  • 6 Ecrous M3


Opérations:

  1. Assembler le moteur et le coupleur 3mm-5mm
    • Faites attention à ce que la vis de serrage soit alignée sur le méplat du coupleur
  2. Assembler l'axe sur le coupleur
  3. Enfiler les roues dentées GT2 sur l'axe
  4. Enfiler le manchon Φ5mm sur l'axe
  5. Fixer la découpe MDF de blocage du moteur avec 2 vis M3x20 acier sur les côtés et 1 vis M3x20 Nylon à l'arrière
  6. Fixer le moteur en serrant les vis
  7. Passer les courroies GT2 sur l'axe moteur
  8. Enfiler le support de l'axe moteur et le fixer sur le support avec une clavette
  9. Recommencer pour le second bloc moteur


Le Bloc moteur (sans les courroies GT2)

Ppl fixation moteur roues dentées axe.png

La fixation du moteur

Ppl fixation moteur.png

La fixation du support de l'axe moteur avec une clavette

Ppl fixation axe moteur clavette bis.png Ppl fixation par clavette.JPG

Assembler les support moteurs et les fondations des piliers

Matériel:

  • 8 Vis M3x50
  • 8 Ecrous M3
  • 8 Ressorts

Opérations:

  1. Passer les blocs poulies qui vont dans le pilier dans la découpe du support des piliers.
  2. Un par un pour les 4 vis:
    1. Passer la vis dans le trou prévu à cet effet du support pilier
    2. Enfiler un ressort sur la vis
    3. Passer la vis dans le trou prévu à cet effet du support moteur
    4. Fixer le tout avec un écrou.

Ppl passage courroie GT2 fondation piliers.png

Assembler les piliers + poulies et les monter sur leurs fondations

Bon, c'est l'étape la plus délicate.

Matériel:

Opérations:

  1. Réduire au maximum la distance entre les "fondations" des piliers et le support des moteurs
    • Cette étape est primordiale pour disposer de la longueur nécessaire de courroie.
  2. Assembler une face de pilier (côté travée fixe) avec le "toit" du pilier à l'aide d'une vis M3x20 et d'un écrou M3


  1. Fixer le pilier à sa fondation avec 2 clavettes, sur les côté des travées.

Ppl fixation toit pilliers.png Ppl fixation pilier clavette.JPG

Assembler le support horizontal et les tasseaux

Assembler les blocs fondations/piliers sur le support horizontal

Assembler les travées fixes

Matériel:

  • Vis M5x20

Opérations:

  • Fixer les découpes de MDF sur les tasseaux de support
  • Fixer les tasseaux de supports sur le MDF 2mm "fleuve/terre"
  • Encastrer les tenons dans les mortaises des piliers

Ppl support travee fixe.JPG

Assembler la travée mobile

Matériel:

  • Corde nylon
  • Gaine thermorétractable

Opérations:

  1. Intérieur des piliers:
    • Passer la corde dans la fente de la poulie lisse
    • Passer un bout de ~1-2cm de gaine thermo sur la corde
    • Boucler la corde à travers le tenseur de courroie
    • Passer le repli de la boucle dans la gaine thermo
    • Rétrécir la gaine thermo

  2. Travée mobile:
    • Passer un bout de ~1-2cm de gaine thermo sur la corde
    • Passer la corde dans la fente de la travée la plus proche du mur du pilier
    • Boucler la corde à travers dans la second fente de la travée
    • Passer le repli de la boucle dans la gaine thermo
    • Régler la hauteur de la travée mobile pour que celle-ci se trouve en face de la découpe pour les capteurs optiques de fin de courses (cette contrainte n'est à respecter que si vous voulez motor
    • Rétrécir la gaine thermo
    • Couper la corde l'excédent de corde


Opérations alternatives si vous n'avez pas "motorisé":

  1. Intérieur des piliers:
    • Passer la corde dans la fente de la poulie lisse
    • Passer un bout de ~1-2cm de gaine thermo sur la corde
    • Boucler la corde sur le boulon M5
    • Passer le repli de la boucle dans la gaine thermo
    • Rétrécir la gaine thermo

  2. ... Le reste est identique.


Répéter ces opérations pour les 3 autres piliers.

Ppl fixation travee mobile.JPG

Finaliser les piliers

  1. Encastrer les dernières faces des piliers et les fixer avec une vis M3x20 et un écrou M3 carré.

Difficultés rencontrées

  • Problèmes de portance de la grande superficie en MDF 2mm, déformation du MDF sous l'effet du poids.
  • Déformation du MDF, des tiges aluminium sous la tension exercée par les courroies et ressorts.
  • Perçage non alignés des tasseaux pour le support des travées fixes (fait sans perceuse à colonne), engendrant un problème d'alignement des travées fixes et donc de fixation aux piliers (mauvais encastrement des tenons de la travée dans les mortaises des piliers).


Améliorations futures/possibles

Beaucoup :-)

Avant la phase 2 il y aura une petite phase 1A, A pour Améliorations. Cette phase portera principalement sur l'amélioration de la portance et sur rigidification des différentes parties soumises à une force.

En matière d'amélioration diverses et variées on peut noter:

  • Utiliser des vis M5 plus longues, inverser le sens du tasseau (mettre les inserts sous le montage plutôt qu'enter les tasseaux et le "fleuve"), les vis servant dans ce cas de tire-fond. Cela évitera le décalage entre les tasseaux et le fleuve.
  • Utiliser des tiges en aciers plutôt qu'en aluminium, ce dernier étant trop souple, la tension appliquée sur les tiges par les courroies/ressorts déforme les tiges alu (en Φ5mm)