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Par Chadrack Besongo

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Chapitre 5: La grue


Définition

La grue est une machine qui sert à charger ou à décharger(les navires, les trains, les camions,...),et à déposer la charge à l’endroit voulu. Elle est souvent utlisée dans des ports(Matadi, Beach de l’ONATRA), les gares de chemin de fer et les chantiers.

Importance de la grue :

elle sert à soulever des charges, les déplacer et les déposer à l’endroit voulu.

Déscription d’une grue

la grue est composée :

  • d’une ossature en forme de flèche;

  • d’un câble avec crochet;

  • d’une ou plusieurs poulies;

  • d’un treuil à tambour;

  • d’une manivelle( moteur) qui fait tourner le treuil.

L’ossature

est constituée d’élements en profiles d’aciers rivés ou soudés ensemble. En examinant l’ossature, on distingue :

  • La flèche : est une partie essentielle de la grue; c’est elle qui donne sa forme caractéristique.

Le portique

sert à surélever laflèche de la machine à ce que les wagons de chemin de fer puissent passer au dessus.

La poulie supérieure

pour faire toutes les orientations que la grue peut avoir besoin. Sa gorge est très large pour ne pas endommager les câbles lorsque la charge balance.

Câble avec crochet

ils sont généralement en acier très résistant pour éviter la chute de la charge et des graves accidents.

Treuil

C’est un cylindre mobile autour de son axe sur lequel s’enroule une corde ou un câble et qui sert à soulever des fardeaux. Le treuil est mis en mouvement soit :

  • par une manivelle actionnée à d’homme

  • dans la pratique par un moteur( on intercale entre le moteur et le tambour du treuil un reducteur de vitesse, l’encliquetage, afin d’immobiliser la charge et l’empêcher de redescendre).

L’équilibre de la grue

Cette équilibre est obtenue lorsque :

ou

Mais pour que la grue soit stable, il faut que ; dons la stabilité est obtenue lorsque .
P : le poids du grue qui passe par le centre de gravité G.
a et b : sont les bras du lévier exprimés en m.
F : la force ou la charge à soulever en N.

Equilibre d’une treuil

L’équilibre du treuil est obtenu lorsque :

$$ P \times r = F \times R \ ou \ F = \frac{P\ \times\ r}{R} $$

où le Rayon(R) de la manivelle et plus grande que le rayon(r) du tambour. La force à appliquer pour monter la charge est plus faible que le poids de cette charge(\(\Longrightarrow R > r\ \Longrightarrow F < P\)).
P : le poids à soulever(N).
r : petit rayon du tambour en m.
R : rayon de la manivelle en m.
F : force appliquer à la manivelle en N.

La poulie mobile

Elle sert avec un grand avantage, celui de soulever la charge avec un effort égale à la moitié de la charge car chaque brin de câble supporte l’autre moitié.

Condition d’équilibre
$$ F = \frac{P}{2} $$

Les problèmes de la manutention

La manutention consiste à déplacer des pièces ou des produits d’un endroit à un autre. Les manutentions peuvent se regrouper en trois catégories à savoir :

  1. Charger et décharger( les navires,les trains,...); dans ce cas on utilise des grues de différents types.

  2. Stocker, signifie emmagasiner; dans ce cas on utilise des chariots élévateurs à moteur.

  3. Déplacer, on utilise à cet effet des monorails, des tapis roulants, des tuyaux ou des simples chariots.
    N.B.: Ce genre de manutention se pose en cours de fabrication pour porter une pièce d’un poste à un autre.

Tableau synthétique des formules sur la grue

Systèmes Grandeurs Symboles Formules Unités Valeur
Poids Poids \(P\) \(P\ =\ m\ \times\ g\) \(N(kgf)\)
Masse Masse \(m\) \(m = \frac{P}{g}\) \(kg\)
Pésanteur pésanteur \(g\) \(g = \frac{P}{m}\) \(m/s^{2}\) 9,8
Force \(F\) \(F = \frac{P\ \times\ a}{b}\)
Grue \(N(kgf)\)
Poids \(P\) \(P = \frac{F \times b}{a}\)
rayon du tambour \(r\) \(r\ =\ \frac{F\ \times\ R}{P}\)
Treuille \(m(cm)\)
rayon de la manivelle \(R\) \(R\ =\ \frac{P\ \times\ r}{F}\)
Poulie mobile Force \(F\) \(F\ = \frac{P}{2}\) \(N\)
Force \(F\)
Poulie fixe \(F\ =\ P\) \(N\)
Poids \(P\)