Conception d'un broyeur à lame pour le recyclage du plastique

BURKINA FASO
La patrie ou la mort nous
vaincrons
MODULE : INGÉNIERIE APPLIQUÉE
CONCEPTION D’UN BROYEUR À LAME POUR
LE RECYCLAGE DU PLASTIQUE
Année académique : 2024-2025
Enseignant :
Dr BATIONO Frédéric
Présenté par :
Groupe III
CONCEPTEURS
NIKIEMA Aubin P
KISSOU P Ulrich
COMPAORE Élisée
KABORE Marcel
COMPAORE Aziz
UNIVERSITE DE TECHNOLOGIES
ET DE MANAGEMENT
INSTITUT UNIVERSITAIRE
DE TECHNOLOGIES (IUT)
GENIE DES SYSTEMES INDUSTRIELS

CONCEPTION D’UN BROYEUR À LAME POUR LE RECYCLAGE
DU PLASTIQUE
SOMMAIRE
GÉNÉRALITÉ SUR LES MATIÈRES PLASTIQUES ..................................................... 9
LES PRINCIPAUX OBJECTIFS DU BROYEUR ............................................................ 9
LES LIMITES ET LES CONTRAINTES DES BROYEURS ......................................... 10
I. ANALYSE COMPARATIVE DES PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT ET
MOYEN DE PRODUCTION ........................................................................................... 11
1. Définition d’un broyeur ......................................................................................... 11
Choix du principe technique à partir de critère technique ................................................ 15
1. Critère technique .................................................................................................... 15
2. Choix du broyeur ................................................................................................... 16
ANALYSE FONCTIONNELLE ET ETUDE DE FAISABILITE .................................. 17
1. Le diagramme bête a corne .................................................................................... 17
2. Lyfe Cycle Cost (LCC) .......................................................................................... 18
3. DIAGRAMME PIEUVRE..................................................................................... 19
4. DIAGRAMME FAST ............................................................................................ 21
5. BLOC DIAGRAMME FONCTIONNEL .............................................................. 22
6. CAHIER DES CHARGE FONCTIONEL (CDCF) .............................................. 24
1. Schéma cinématique .............................................................................................. 28
2. Critère de choix et calcul des éléments sollicité dans le broyeur .......................... 29

CONCEPTION D’UN BROYEUR À LAME POUR LE RECYCLAGE
DU PLASTIQUE
a) Critère de choix du moteur électrique ............................................................ 30
b) Caractéristiques du moteur utilisé .................................................................. 32
c) Calculs de l’arbre à la flexion ......................................................................... 33
Calcul de la force de coupe (Ft) du plastique ........................................................ 33
Calcul des réactions Ra et Rb ............................................................................... 34
Calcul des moments fléchissant............................................................................. 36
Calcul du diamètre de l’arbre à la flexion ............................................................. 37
CALCUL DU DIAMÈTRE DE L’ARBRE A LA TORSION ............................. 40
a) Matériaux utilises ............................................................................................ 43
Calcul de la longueur totale des lames .................................................................. 44
a) Généralité sur les engrenages ......................................................................... 45
Calcul sur les engrenages ...................................................................................... 48
a) Calcul du moment de Torsion ........................................................................ 52
a) Généralités sur le guidage en rotation ............................................................ 54
b) Système des roulements .................................................................................. 54
1. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES RÉDUCTEUR ............................... 62
2. Caractéristiques techniques du système poulie courroie ...................................... 63
3. Les différents types de courroies et poulies .......................................................... 65
4. Dimensionnement du système courroie poulie ...................................................... 65

CONCEPTION D’UN BROYEUR À LAME POUR LE RECYCLAGE
DU PLASTIQUE
Calcul du nombre de courroie nécessaire pour la transmission ....................... 72
5. Étude statique et de résistance de la courroie choisie: .......................................... 75
a) Tension de pose et la réaction statique ........................................................... 75
b) Les réactions sur les paliers en charge : .......................................................... 76
6. Conditions de résistance de la courroie .......................................................... 76
III. MODELISATION 3D DES DIFFÉRENTES PIÈCES ASSEMBLAGE DU
BROYEUR À L’AIDE DU LOGICIEL SOLIDWORKS 2023 ................................... 80
1. DÉFINITION DE LA CAO .................................................................................. 80
2. PRINCIPE ET UTILISATION DE LA CAO ....................................................... 80
3. LES AVANTAGES ET LES INCONVÉNIENTS DE LA CAO ......................... 80
a) LES AVANTAGES DE LA CAO ........................................................................ 80
b) LES INCONVÉNIENTS DE LA CAO ................................................................ 82
4. LE LOGICIEL SOLIDWORKS ........................................................................... 82
5. MODÉLISATION GÉOMÉTRIQUE DU BROYEUR........................................ 82
a) Conception du corps du broyeur ..................................................................... 82
b) Modélisation 3D et assemblage des lames sur les deux arbres ....................... 83
Conception de l’arbre porte-lames ........................................................................ 83
Conception des lames ........................................................................................... 84
Conception de l’engrenage ................................................................................... 85

CONCEPTION D’UN BROYEUR À LAME POUR LE RECYCLAGE
DU PLASTIQUE
Conception de la grande poulie............................................................................. 85
Conception de la petite poulie ............................................................................... 86
c) ASSEMBLAGE DES LAMES SUR LES DEUX ARBRES .......................... 86
6. Modélisation numérique des principaux organes du broyeur (simulation) .......... 87
a) INTRODUCTION AUX ÉLÉMENTS FINIS ................................................ 87
b) LE MAILLAGE ............................................................................................. 87
c) DIFFÉRENTS TYPES DE MAILLAGE ........................................................ 87
Maillage linéaire .................................................................................................... 87
Maillage surfacique ............................................................................................... 88
Maillage volumique .............................................................................................. 88
7. GÉNÉRATION D’UN MAILLAGE DES PIÈCES DU BROYAGE ................... 88
8. APPLICATIONS DES CONDITIONS AUX LIMITES ...................................... 89
a) Propriété du matériau de la lame .................................................................... 89
b) En flexion ....................................................................................................... 91
c) En torsion ........................................................................................................ 92
9. VERIFICATIONS DES RESULTATS ................................................................ 93
LAME ................................................................................................................... 93
ARBRE ................................................................................................................. 95
10. SIMULATION DE L’ASSEMBLAGE ARBRE ET UNE LAME ................... 99