5 CHAPITRE : DIMENSIONNEMENT DU TRANSPORTEUR PNEUMO-
5.2 Dimensionnement des organes de la distribution automatique
5.2.4 Grafcet du point de vue partie commande
Le grafcet du point de vue partie commande nécessite la description des effecteurs, des actionneurs, des préactionnaires et des capteurs.
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Dans notre application nous avons six actionneurs linéaires qui sont des vérins double effet, de six préactionneurs qui sont des distributeurs 5/2 et des capteurs comme précisés dans la deuxième partie. D’après le grafcet de niveau 1 établi précédemment nous pouvons établir les désignations suivantes :
Ligne 1 :
Tableau 5.2: Liste des désignations et actions
Désignations Actions
Vérin A Assurant l’ouverture et la fermeture de la trappe de chargement du caisson
Vérin B Assurant l’ouverture et la fermeture de la trappe de déchargement du caisson
Vérin E Assurant l’ouverture et la fermeture de la trappe sous trémie Motoréducteur M1 Motoréducteur assurant le déplacement du caisson
Motoréducteur M2 Motoréducteur assurant la rotation de la vis 1
Tableau 5.3: Liste des capteurs et désignations
Capteurs Désignations
Butée 1.0 h0
Butée 1.1 h1
Capteur de niveau dans le caisson nh1 Capteur de rotation de M1 k1 Capteur de rotation de M2 k2
Ligne 2 :
Tableau 5.4: Listes des désignations et actions Désignations Actions
Vérin C Assurant l’ouverture et la fermeture de la trappe de chargement du caisson
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Vérin D Assurant l’ouverture et la fermeture de la trappe de déchargement du caisson
Vérin F Assurant l’ouverture et la fermeture de la trappe sous trémie Motoréducteur M3 Motoréducteur assurant le déplacement du caisson
Motoréducteur M4 Motoréducteur assurant la rotation de la vis 1
Tableau 5.5: Liste des capteurs et désignations
Capteurs Désignations
Butée 2.0 h20
Butée 2.1 h21
Butée 2.2 h22
Butée 2.3 h23
Capteur de niveau dans le caisson nh2 Capteur de rotation de M3 k3 Capteur de rotation de M4 k4
Autres désignations
Désignations Actions
Moteur M0 Moteur assurant la rotation de l’arbre du ventilateur
Tableau 5.6: Liste des capteurs et désignations
Capteurs Désignations Capteur de rotation du moteur M0 k00
Capteur signalant l’alarme al
Poussoir indiquant le choix du hangar j1 (hangar 2.1) j2 (hangar 2.2)
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Conditions initiales du système de distribution automatique (CI1)
Conditions initiales du système de chargement de coques dans la trémie (CI2)
V1 ; V2 Vérifier la présence du caisson 1 en position de chargement (V1) Vérifier la présence du caisson 2 en position de chargement (V2) J Choisir un hangar entre ceux de la ligne 2
AL Lancer alarme
CO Vérifier le niveau de coques dans la trémie
X+ Sortie de la tige du vérin X (Ouverture de trappe) X- Rentrée de la tige du vérin X (Fermeture de trappe)
𝑥+ Commande (au niveau du distributeur) de la sortie de la tige du vérin X 𝑥− Commande (au niveau du distributeur) de la rentrée de la tige du vérin X 𝑥0 Consigne tige de vérin X rentrée
𝑥1 Consigne tige de vérin X sortie
Mi.+ Rotation du moteur n° i dans le sens des aiguilles d’une montre
Mi.- Rotation du moteur n° i dans le sens inverse des aiguilles d’une montre Mi.0 Arrêt du moteur n° i
Grafcet niveau 2 (Partie commande)
Nous présentons à la page suivante le grafcet partie commande de la distribution.
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Conclusion partielle
Ce chapitre nous a permis de connaître les dimensions des différents organes que nous avons utilisés dans notre conception. Il présente aussi les choix technologiques et le grafcet de la distribution. Cela représente la dernière étape avant l’exécution graphique.
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6 CHAPITRE 6 : EXECUTION GRAPHIQUE
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QUATRIEME PARTIE : MAINTENANCE ET ESTIMATION DU COÛT
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7 CHAPITRE 7 : MAINTENANCE PREVENTIVE DU TRANSPORTEUR A COQUES PNEUMO-AUTOMATIQUE
Introduction partielle
La maintenance est importante pour le bon fonctionnement d’un équipement et pour la rentabilité de l’investissement.
Dans un premier temps, ce chapitre nous informera sur les différentes dispositions à prendre pour garder notre système de transport de coques en bon état et par la même occasion, lui garantir une longue durée de vie. Ensuite, il sera question de faire une estimation du coût de réalisation de l’équipement.
7.1 Informations sur la sécurité
Ces informations sont regroupées en deux parties. Elles concernent d’une part les normes générales de sécurité et d’autres part les risques résiduels.
7.1.1 Normes générales de sécurité
ATTENTION !
Lire ces informations avant de procéder aux opérations de démarrage, d’utilisation, d’entretien ou d’effectuer toute intervention sur la machine.
Respecter scrupuleusement toutes les informations concernant l’attention et les précautions à prendre sur le système de transport.
Il est interdit d’utiliser la machine pour des emplois autre que le transport de
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Ne jamais introduire la main, ni autre chose à proximité encore moins à l’intérieur des organes en mouvement ou des parties sous tension.
N’ouvrir en aucun cas les protections (cage de protection des moteurs) lorsque la machine est en mouvement.
Vérifier avec les instruments prévus à cet effet, la conformité de la ligne électrique de distribution et de mise à la terre.
Tous les réglages mécaniques ou électriques doivent être effectués par du personnel qualifié et autorisé à faire ce travail.
Effectuer toute intervention d’entretien ou de réglage après avoir coupé l’alimentation électrique.
Ne pas travailler sous, ni à proximité d’un outil ou sur des parties qui ne sont pas correctement soutenues et bloquées.
Ne pas utiliser d’allumettes, de briquets ni de chalumeaux pour servir d’éclairage.
Pour faire des réparations ou des opérations d’entretien dans les zones qui ne sont pas accessible au sol, utiliser une échelle ou une plate-forme avec des marches qui soit conforme aux normes locales ou nationales pour atteindre la zone de travail.
Ne jamais laisser les orifices d’alimentation des vérins ouverts, risque de pénétration de pollution, poser des bouchons sur les orifices.
Protéger le tube et la tige des vérins des chocs accidentels. Huiler les parties métalliques
7.1.2 Risques résiduels
Durant le fonctionnement, la machine ne présente pas de risques résiduels pour les personnes exposées. Par contre, pendant les opérations d’entretien, le technicien chargé des opérations s’expose aux risques suivants :
danger dû à la haute tension : risque d’électrocution dans les barrettes de connexion de la boite électrique. Avant de travailler, effectuer des contrôles de sécurité ;
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danger dû aux organes en mouvement : risque d’être percuté par les caissons dans leur mouvement de translation sur les rails. Ne pas se positionner pour aucune raison sur les rails pendant le fonctionnement du système.
7.2 Montage de l’équipement
Le montage définit la suite logique et chronologique de l’assemblage des différentes pièces de la machine. Il est très délicat, car un seul élément mal positionné peut entraver le fonctionnement. Le montage de la machine suit l’ordre ci-après :
fixer, de façon solidaire et sans aucun jeu, les supports de l’équipement (des moteurs, de la conduite de refoulement, du cyclone et ceux de fixation des rails) au sol grâce à des boulons ;
poser le moteur du ventilateur et son capteur de rotation tout en s’assurant de leur mise en position;
installer l’ensemble ventilateur, arbre et cage du ventilateur déjà monté ; et effectuer son accouplement avec le moteur du ventilateur ;
installer délicatement les conduites d’aspiration et de refoulement tout en assurant d’une part de leur boulonnage correcte et d’autre part de leur mise en position sur les supports ;
fixer le cyclone sur les supports qui lui sont destinés tout en s’assurant de son raccordement avec la conduite de refoulement ;
installer les capteurs de niveau sur le corps de la trémie à coques et fixer cette dernière sous le cyclone par l’intermédiaire de la goulotte ;
installer les vis convoyeuses ainsi que leurs motoréducteurs respectifs sans oublier d’y installer les capteurs de rotation ;
fixer les goulottes de sortie de coques (dans les caissons) ainsi que les trappes d’ouverture et fermeture, sans oublier la mise en position du vérin, du distributeur et du capteur à seuil de pression sur chacune d’elles ;
installer les rails sous les hangars avec toutes les butées et s’assurer du positionnement correct de ces dernières ;
installer le capteur de niveau sur le corps de chaque caisson et installer chacune d’elles (avec leur trappe de chargement et de déchargement) sur les rails,
installer le système de transport des caissons comme suit :
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fixer le motoréducteur avec son tambour d’enroulement et son capteur de rotation, sur les supports qui lui sont destinés ;
fixer le tambour contenant le ressort spiralé ;
relier le caisson et le motoréducteur par l’intermédiaire du câble de
Après le montage du système, les règles à suivre pour sa mise en service sont les suivantes :
s’assurer que l’équipement est bien montée et solidement fixé au sol ;
contrôler la tension d’arrivée dans le boitier de chaque moteur et motoréducteur ;
démarrer premièrement le ventilateur et le laisser fonctionner sans coques pendant environs cinq minutes et s’assurer qu’elle aspire et refoule réellement ;
après ce temps, arrêter le ventilateur et contrôler les éléments de fixation ; les resserrer si le besoin se présente ;
démarrer le système de transport des caissons et effectuer des contrôles de bon fonctionnement en choisissant successivement chaque hangar ;
après ces contrôles, arrêter le système, et inspecter l’installation ;
vérifier le bon fonctionnement des trappes ;
tester tous les capteurs installés sur l’ensemble du système ;
démarrer le système de transport pneumatique et aspirer les coques de coton (ne pas relier la sortie des goulottes aux caissons) ;
arrêter le système après une bonne observation et vérifier son efficacité en inspectant le cyclone, les conduites et la quantité de coques recueillie ;
relier la sortie des goulottes aux caissons et démarrer l’ensemble du système.
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7.4 Maintenance et entretien de la machine
La maintenance est l’ensemble des actions techniques, administratives et de gestion mises en œuvre durant le cycle de vie d’un bien, destinées à le maintenir ou le rétablir dans un état dans lequel il peut accomplir une fonction requise. Elle joue un rôle très important dans la durée de vie d’un objet technique. Ainsi, pour assurer un bon fonctionnement, une longue durée de vie et un rendement optimal de la machine, jusqu’à sa mise hors service, les utilisateurs doivent suivre rigoureusement les recommandations suivantes :
souffler chaque jour la machine en portant une attention particulière aux rails, au cyclone et aux motoréducteurs;
faire le graissage des roulements chaque 600 heures de travail à la graisse Retinax EP 2 (Annexe 8);
faire, chaque 3000 heures de fonctionnement, la vidange des motoréducteurs.
L’huile conseillé pour la lubrification est : Omala 220 (Annexe 8) ;
vérifier, chaque 120 heures, que les courroies sont bien tendues ;
vérifier chaque mois l’état des câbles et les points de liaison, de même que les connexions dans l’armoire électrique ;
vérifier chaque mois les vis de fixation de l’équipement.
Conclusion partielle
Le respect des différentes mesures de sécurité et les recommandations données dans ce chapitre assureront une longue durée de vie au transporteur de coques avec un rendement optimal.
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8 CHAPITRE 8 : ESTIMATION DU CÔUT DU TRANSPORTEUR A COQUES
Introduction partielle
L’estimation du coût du système de même que la détermination du temps de retour sur investissement permettront d’étudier la rentabilité de l’installation. Cette estimation du coût sera fonction du coût des matières premières (𝐶𝑚), du prix des pièces standards et accessoires (𝐶𝑎), du coût de la fabrication (𝐶𝑓) et des frais de bureau d’étude (𝐶𝑏).
8.1 Estimation du coût du transporteur pneumo-automatique
Cette estimation tient compte de tous les éléments (pièces, accessoires, matières premières et autres.).
8.1.1 Coût des pièces standards et accessoires (𝑪𝒂)
Le tableau ci-dessous présente les coûts des matières premières.
Tableau 8.1: Récapitulatif des coûts des pièces standards et accessoires
Désignation Quantité Prix de l'unité en FCFA
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8.1.2 Coût des matières premières (𝑪𝒎)
Le tableau ci-dessous présente les coûts des matières premières.
Tableau 8.2: Récapitulatif des coûts des matières premières
Matières
premières Quantité Prix unitaire (en FCFA)
8.1.3 Coût de fabrication de l’équipement
En prenant comme coût de fabrication les 10% des coûts des accessoires et matières premières, alors on a :
𝐶𝑓 = 0,1 × (4 204 987 + 6 088 962)
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𝑪𝒇 = 𝟏 𝟎𝟐𝟗 𝟑𝟗𝟒, 𝟗 𝑭 𝑪𝑭𝑨
8.1.4 Coût du bureau des méthodes (𝑪𝒃)
En supposant que l’équipement pourrait être conçu en 3 mois à raison de 4 heures de travail par jour, la durée totale de la conception est égale à 360 heures. En considérant un coût horaire de l’étude égale à 5 000 F CFA, le coût du bureau d’étude s’élève alors à :
𝑪𝒃 = 360 × 5 000 𝑪𝒃 = 𝟏 𝟖𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝑭𝑪𝑭𝑨
8.1.5 Coût global de la machine (C’)
Il est le résultat de la somme des coûts précédemment calculés.
𝑪′ = 𝑪𝒎+ 𝑪𝒂+ 𝑪𝒇+ 𝑪𝒃
Compte tenu des fluctuations du coût des matériaux, de l’usinage et des imprévus, nous allons majorer le coût de réalisation 𝐶′ de 10%.
Ainsi, le coût global de l’équipement est :
𝐶 = 𝐶′+ 𝐶′× 0,1 𝑪 = 𝑪′× (𝟏 + 𝟎, 𝟏) avec :
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𝐶 : coût global du transporteur à coques de coton pneumo-automatique ; 𝐶′ : coût du transporteur à coques de coton pneumo-automatique.
𝐶 = 13 123 343, 9 × (1 + 0,1)
𝑪 = 𝟏𝟒 𝟒𝟑𝟓 𝟔𝟕𝟖, 𝟐𝟗 𝑭 𝑪𝑭𝑨.
8.2 Estimation du gain annuel 𝑩𝒂
Ce gain s’exprime par la formule suivante :
𝑩𝒂 = 𝑩′𝒂 + 𝑩′′𝒂 où
𝑩′𝒂 : le gain annuel obtenu du fait de la suppression de l’utilisation du camion pour le transport ;
𝑩′′𝒂 : le gain annuel obtenu du fait de l’augmentation de la quantité de tonnes par jour.
Estimation de 𝑩′𝒂
Nous faisons cette estimation en fonction des dépenses engendrées par l’utilisation du camion pour le transport des coques. Ces dépenses constituent le gain journalier obtenu à l’installation de notre système. En effet le tableau 4 nous donne un gain journalier de 17 100 F CFA ; alors le gain annuel 𝑩′𝒂 est :
𝐵′𝑎 = 17 100 × 365 𝑩′𝒂 = 𝟔 𝟐𝟒𝟏 𝟓𝟎𝟎 𝑭 𝑪𝑭𝑨
Estimation de 𝑩′′𝒂
Puisque notre système effectue un transport de 6 t/h, alors de façon journalière (c'est-à-dire 24 heures), il assurera le transport de 144 tonnes de coques. D’où un gain de 108 tonnes (car le camion ne transporte que 36 tonnes par jour). Ainsi l’on obtient de façon annuelle un gain de :
365 × 108 𝑡 = 39 420 𝑡.
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Bien plus connaissant le prix de vente d’une tonne de coques qui est de 30 000 F CFA, l’on peut évaluer le prix de vente 𝑃𝑣 des 144 tonnes.
Calcul de la consommation électrique journalier ∑ 𝑬
∑ 𝐸 = 24 ℎ × ∑ 𝑃′
où :
∑ 𝑃′ : la puissance nécessaire au fonctionnement de l’équipement.
Calcul de la somme des puissances des moteurs ∑ 𝑷
∑ 𝑃 = 9 + (0,12 × 2) + (1,5 × 2) = 12, 24 𝑘𝑊
Pour des raisons de sécurité (s’assurer du fonctionnement de tous les autres accessoires), nous majorons cette puissance de 25%. D’où on a :
∑ 𝑃′ = 12, 24 × (1 + 0,25)
∑ 𝑃′ = 15,3 𝑘𝑊.
Alors
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∑ 𝐸 = 15,3 × 24 = 367, 2 𝑘𝑊
Calcul du coût électrique journalier 𝑪é𝒍𝒋 𝐶é𝑙𝑗 = 𝑎 × ∑ 𝐸
où a est le prix du kilowattheure ; a = 70 F CFA 𝐶é𝑙𝑗 = 70 × 367, 2
𝐶é𝑙𝑗 = 25 704 𝐹 𝐶𝐹𝐴
Calcul du coût annuel de la consommation électrique 𝑪é𝒍 𝐶é𝑙 = 365 × 𝐶é𝑙𝑗
𝐶é𝑙 = 365 × 25 704 𝐹 𝐶𝐹𝐴 𝐶é𝑙 = 9 381 960 𝐹 𝐶𝐹𝐴.
8.3 Le Temps de Retour sur Investissement (TRI) 𝑻𝑹𝑰 =𝑰 + 𝑪é𝒍
𝑩𝒂 avec :
𝑻𝑹𝑰 : temps de retour sur investissement ; 𝑰 : investissement ;
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𝑻𝑹𝑰 = 𝟏 𝒎𝒐𝒊𝒔 𝟏𝟕 𝒋𝒐𝒖𝒓𝒔.
Conclusion partielle
La réalisation du transporteur à coques pneumo-automatique nécessitera un investissement de 𝟏𝟒 𝟒𝟑𝟓 𝟔𝟖𝟎 F CFA compte tenu du coût des matières premières, des pièces et accessoires, du bureau d’étude et de fabrication. Un tel investissement sera amorti en 𝟏 𝒎𝒐𝒊𝒔 𝟏𝟕 𝒋𝒐𝒖𝒓𝒔 car l’usage de ce transporteur créera un bénéfice annuel de 𝟏𝟖𝟑 𝟔𝟑𝟏 𝟓𝟎𝟎 FCFA.
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CONCLUSION GENERALE
La présente étude qui s’inscrit dans le cadre de l’amélioration continue du transport des coques de coton à la SHB S.A. est la première étape nécessaire au projet d’optimisation de la production et d’assainissement de l’usine.
Ce travail nous a permis de ressortir des notions fondamentales relatives au transport pneumatique et à la distribution automatique des matériaux en vrac. Ceci nous a conduit à la conception d’un transporteur de coques de coton pneumo-automatique.
Ce transporteur est principalement composé d’un ventilateur à coques assurant le transport des coques de la vis de trop-plein de la chaufferie jusqu’en dessous des hangars
Ce transporteur est principalement composé d’un ventilateur à coques assurant le transport des coques de la vis de trop-plein de la chaufferie jusqu’en dessous des hangars