Soutenance mémoire
Types d’ascenseurs
Historique
Si, depuis des siècles, des lieux inaccessibles comme les monastères grecs situés dans la région des météores ne pouvaient exister que grâce à des ascenseurs rudimentaires « sans moteur », c’est dans les mines qu’on situe en général leur apparition. C’est là en tout cas qu’on imagina de les doter d’un moteur à vapeur dès le début du XIXe siècle. (La traction ferroviaire débutante a aussi utilisé le câble et le treuil fixe en sommet de côte pour tracter sur rails les trains à locomotive dans les fortes pentes.) Les premiers ascenseurs pour le public des gratte-ciels du tournant du XIXe siècle au XXe siècle n’autorisaient que la montée aux étages et non la descente qui devait se faire par les escaliers. Le système mécanique était contenu dans une architecture de poutres et cornières métalliques permettant les ajustements par rapport au gros oeuvre. Elle était fréquemment en structure autonome disposée au centre de l’escalier à vis qui l’entourait à distance dans les dispositions spacieuses.
La séparation pour obtenir la sécurité depuis l’escalier dans le cas de proximité, le gainage, était faite par des panneaux grillagés fixés fabriquant la cage d’ascenseur. Cette ferronnerie comme celle des gardes corps allait de la simplicité utilitaire au décor très marqué. Les ascenseurs des grands hôtels à l’architecture luxueuse du premier tiers du XXe siècle étaient aussi décorés que les trains de luxe de la même époque : ornements de la cabine et des baies des portes de la cage chantournées et dorés à l’or fin… À partir du milieu XXe siècle et la contrainte de plus en forte dans le code d’urbanisme de disposer d’un ascenseur pour des édifices, l’ascenseur s’est banalisé y compris dans son aspect et est devenu automatique. Cependant, cet objet marquant dans l’habitat au départ l’utile, le confort et plutôt le luxe est resté un équipement ostentatoire dans les espaces commerciaux. Il est incidemment devenu un objet à sensations de fête foraine. Quelques dates :
•En 236 av. J.-C. : Vitruve, architecte romain, a décrit un appareil élévateur, actionné par un treuil à bras dont l’inventeur serait Archimède.
•1743 : De Velayer installe au château de Versailles et au palais Mazarin des « chaises volantes » équilibrées au moyen d’un contrepoids, que l’occupant pouvait faire monter ou descendre par sa propre force en tirant sur une corde. (À la même époque est installé au Mont-Saint-Michel un monte-vivres actionné par une grande roue en bois (cage à écureuil) à l’intérieur de laquelle on enfermait des prisonniers qui en assuraient la rotation.)
•En 1853, Elisha Otis dota l’ascenseur d’un système de limiteur de vitesse déclenchant un système appelé frein parachute, stoppant la cabine et assurant la sécurité des personnes en cas de rupture du câble. En 1857, il en équipa l’appareil qui pouvait transporter 450 kg (soit 5 à 6 personnes) à la vitesse très lente de 0,20 mètre par seconde dans un grand magasin à New York. (Aujourd’hui, on peut dépasser 10 mètres par seconde). Le premier immeuble résidentiel à être équipé fut le Haughwort Building à New York en 1859.
•Dès 1864, l’ingénieur Léon Edoux fait connaître son invention en utilisant l’énergie de l’eau de la ville sous pression (vérin vertical et cabine équilibrée) et inventera le mot ascenseur. Il en équipera le marché aux bestiaux de la Villette en 1867.
•En 1880 c’est en Allemagne cependant qu’on pensera à un ascenseur électrique, les moteurs électriques et transformateurs se développant pour l’industrie et la traction ferroviaires qui ont utilisé le câble et le treuil fixe pour tracter les trains à locomotive pour monter les fortes côtes.
•En 1889 la Tour Eiffel est inaugurée avec un ascenseur remarquable (hauteur de 160,40 mètres vitesse de 0,80 m/s) dû aux efforts conjoints de Léon Edoux et des frères Otis qui ont succédé à leur père.
•En 1924 un ascenseur sans liftier — le machiniste — fera son apparition, exigeant la mise au point d’automatismes et de dispositifs de sécurité. Les commandes deviennent électriques puis électroniques et se dotent de mémoire. Les grilles fixes ou articulées des portes disparaissent, les portes pleines métalliques se verrouillent automatiquement, etc.
Conclusion
Le travail réalisé dans ce mémoire concernant l’étude et la conception d’un ascenseur pour le bloc de notre faculté me permit à mieux comprendre les différentes étapes lors une étude de conception et d’approfondir mes connaissance dans le calcul et dimensionnement des différentes pièces et éléments mécanique du système, La conception des pièces me permit de maitriser mieux logiciel SolidWorks. Au sein de ce travail, je dimensionnai les pièces nécessaires pour le fonctionnement d’ascenseur, les dimensions de la cabine sont calculées ainsi que la motorisation correspond avec les câbles de traction en passant par le calcul des tensions. La partie suivante est consacré pour le calcul des guides et la validation des guides choisit, tout en tenant comptes les règles de la norme européenne. L’utilisation de logiciel Solidworks me permit d’aborder la conception des différents composants de l’ascenseur. En perspective, je souhaite que ce projet soit réalisé par les futures promotions dès que possible.
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Table des matières
Introduction
1. Chapitre 1 :
1.1. Introduction
1.2. Définitions
1.2.1. Ascenseurs
1.2.2. Ascenseurs pour le transport des personnes handicapées
1.2.3. Ascenseurs sur plan incliné
1.2.4. Monte voitures
1.3. Historique
1.4. Types d’ascenseurs
1.4.1. Ascenseur à traction par câble
1.4.2. Les ascenseurs hydrauliques
1.5. Description des composants d’un ascenseur
1.5.1. La gaine
1.5.2. Les portes palières
1.5.3. La Cabine
1.5.4. La Machinerie
1.6. Conclusion
2. Chapitre 2 :
2.1. Introduction
2.2. Analyse fonctionnelle externe :
2.2.1. Identification des éléments de milieu extérieur
2.2.2. Diagramme PIEUVRE
2.2.3. Analyse fonctionnelle interne
2.3. Cahier de charge fonctionnelle
2.4. Conclusion
3. CHAPITRE 3 : Chapitre 3
3.1. Introduction
3.2. Logiciel «Mathcad »
3.3. Choix de l’ascenseur
3.3.1. Les critères de choix
3.3.2. Le débit relatif de trafic
3.4. Dimensionnement de la cabine [22]
3.4.1. La charge nominale
3.4.2. Les dimensions de la cabine
3.5. Dimensionnement de la gaine
3.6. Dimensionnement du contre poids [12]
3.7. Dimensionnement du moteur
3.7.1. Calcul de la puissance nécessaire
3.7.2. Choix du moteur
3.7.3. Le système de freinage de sécurité « Parachute »
3.8. Les câbles de tractions
3.8.1. Définitions
3.8.2. Les câbles utilisés dans l’ascenseur
3.8.3. La norme européenne
3.8.4. Le choix des câbles
3.8.5. Les types des gorges des poulies
3.8.6. Calcul de coefficient de sécurité des câbles :[15
3.9. Calcul de l’adhérence des câbles [16]
3.9.1. Evaluation de T1 et T2
3.9.2. Evaluation du facteur de frottement
3.9.3. Calcul de T1 et T2
3.10. Conclusion
4. Chapitre 4 :
4.1. Introduction
4.2. Les guides
4.3. Les types des châssis
4.4. Le choix des rails de guidage
4.5. Calcul des guides de la cabine
4.5.1. La norme Européenne
4.5.2. Etendue des calculs
4.5.3. Données du calcul
4.5.4. Calcul de la contrainte admissible[14]
4.5.1. Le facteur d’impact
4.6. Lors le fonctionnement des organes de sécurité (Parachute) [14]
4.6.1. Contrainte de flexion :
4.6.2. L’effort de flambage
4.6.3. Contraintes combinés (flexion et compression)
4.6.4. La torsion de la semelle
4.6.5. Flèches
4.7. Lors l’utilisation normale [14]
4.7.1. Contrainte de flexion :
4.7.2. Flambage
4.7.3. Contraintes combinés
4.7.4. Flexion
4.7.5. Flèches
4.8. Lors la phase de (chargement /déchargement) :
4.8.1. Contrainte de flexion :
4.8.2. Flambage
4.8.3. Contraintes combinés
4.8.4. Flèches
4.9. Conclusion
5. Chapitre 5 :
5.1. Introduction
5.2. Logiciel SOLID WORKS :
5.3. La conception de la cabine
5.3.1. Les composants de la cabine
5.3.2. L’assemblage de la cabine
5.4. La conception d’étrier (ou arcade)
5.5. L’assemblage Cabine – étrier
5.6. Les guides :
5.7. Conclusion :
Conclusion
Bibliographie
Annexes
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