La grue roulante des chantiers navals de La Ciotat en Meccano

Photo de la grue au chantier naval

A partir d'un plan à l'échelle 1/50ème, les élèves ont réalisé en Meccano une maquette animée (l'année passée, nous l'avions faite simplement en bois). On a utilisé des pièces Meccano pour la flèche et le mécanisme de levage. Les pieds, la colonne, le cône central et les pièces spéciales sont usinés séparément à partir de tubes d'aluminium et de métaux divers.

- Lire l'anecdote de Célia au sujet de l'accident de 1969

- Voir les photos du chantier naval (2 pages)

- Plan de la grue (150 ko)

 Montage de la flèche à partir du plan

 Alexandre visse les plaques de la partie arrière de la grue:

 

 Montage de la flèche

  Fixation des longerons

Construction de la cabine
 Florent et Axel fixent les montants de la partie arrière (compartiment moteur et contre-poids) 
La colonne est un tube d'aluminium de 520 mm de longueur, de 100 mm de diamètre et de 3 mm d'épaisseur. Axel y fixe le premier pied. Pour cela, 4 trous ont été percés à la base du tube. C'est Adrien qui a trouvé comment les placer à intervalles réguliers: on a enroulé une feuille de papier autour de la colonne pour mesurer sa circonférence. On a obtenu 314 mm (tiens tiens, ça ressemble à 100 fois Pi...). On a alors divisé cette valeur par 4 pour connaître l'espacement des trous à percer: 314 : 4 = 78,5 mm  Un des 4 pieds en tôle

Vissage des entretoises

 Adrien, Cécile et Margaux vissent les autres pieds qu'ils ont montés.

Les tôles formant les pieds sont en acier doux. Elles sont toutes identiques et ont été réalisées par découpage laser à partir d'un plan fourni à la société Miratôle (La Bédoule).

La découpe au laser est très précise. Cette machine fonctionne comme un table traçante, sauf que le faisceau laser remplace la pointe traçante. La chaleur du rayon fait fondre le métal instantanément.

Les tôles de chaque pied sont maintenues écartées par des entretoises de 30 mm chacune, de cette façon, elles sont parallèles entre elles.

le 4ème pied en pièces détachées

La base achevée, vue de dessous 

Vue de dessous: les quatre pieds sont maintenant fixés. 

 Usinage du cône sur un tour à métauxusinage
 Usinage du cône à partir d'un rondin d'aluminum de 100 mm de diamètre. C'est un très long travail...
usinage

Usinage du tambour du treuil:Tournage du tambour de treuil

Le cône et la colonne ont été assemblés:Le pied et la flèche 

 Il y aura en tout 5 moteurs: deux pour le déplacement sur les rails (translation), un pour la rotation de la flèche (giration), un pour le déplacement du chariot, un plus puissant pour soulever la charge (levage).

On n'utilisera pas de moteurs Meccano, trop bruyants et peu fiables, mais des moteurs miniatures récupérés sur des zooms de caméra. Le moteur de levage principal est un moteur Escap 22 L.

Montage du tambour et du moteur de levage:
tambour du treuil

treuil

On soude les fils du moteur:

soudure

 

Au sommet du cône se trouve un roulement à billes qui sert de pivot à la flèche. C'est ce roulement (terme technique: la "crapaudine") qui porte tout le poids de la flèche.
pivot

Assemblage des galets de roulement : comme sur la véritable machine, 8 galets montés par paires sur un support articulé assurent la rotation de la flèche sur la colonne. Ces galets ont un diamètre de 700 mm. A l'échelle 1/50ème, on les a représentés par des roulements à billes de 14 mm de diamètre.
galets de roulement

 

Une étape délicate: le passage des fils dans les 20 poulies du palan. Il y a 26 poulies au total et deux fils qui font chacun un retour sur le tambour:

 poulies

 

poulies

 poulies

 poulies en bout de flèche

 crochet

 crochet du modèle réduit

 tambour

 tambour

Deux câbles de 37 mm s'enroulent sur ce tambour de 2,32 m de diamètre et de 3,60 m de large. L'énorme roue dentée à chevrons comporte 117 dents pour un diamètre primaire de 2,80 m ! (module 24).

 

 En 2003, on a remplacé les fils blancs par du filin câblé en polyamide, d'un aspect beaucoup plus réaliste (origine: cordages spéciaux pour voileries: Corderie Gautier à Nantes : http://www.cordagesgautier.com/).

 tambour et câbles

 

Sur cette image on distingue les gorges sur lesquelles les câbles s'enroulent très régulièrement: il s'agit de deux filetages de 0,9 mm à pas contrariés. De cette façon, les spires se rapprochent ou s'éloignent en même temps quand le tambour tourne. On remarque aussi que les filins se chevauchent, exactement comme sur la grue.

filetages inversés du tambour

 

Le système de giration est actionné par un moteur miniature de 12 mm de diamètre, récupéré sur un zoom de caméra. Ce moteur entraîne un pignon Lego de 10 dents (module 1) qui attaque une couronne dentée de 180 dents tournées vers l'intérieur (c'est une simple courroie crantée tendue et collée sur un anneau en tôle). La couronne dentée est seulement posée sur le plateau; elle y adhère par son propre poids et par 3 aimants à 120°. Ainsi, elle est libre de tourner au cas où quelqu'un agit sur la flèche. Cela évite d'abîmer le système de transmission, car un montage rigide ne résisterait pas aux manipulations. Cette pièce est à l'échelle exacte: dans la réalité, la couronne dentée a un diamètre de 9 mètres pour 180 dents (c'est donc du module 50 puisque 9000/180 = 50).

 couronne

moteur de rotation 

 

Les premiers essais avec une pile de 4,5 volts.

essais

 

Essais de charge avec une pile solaire de 22 volts: la grue soulève à toute vitesse un étau de 2 kg:

grue dans la cour

pile solaire

La grue se déplace sur des rails Lehman 1 qui se trouvent être à la bonne dimension (largeur réelle du champignon: 120 mm). Le train de roulement comporte 32 roues à gorges réparties en 4 patins articulés de 8 roues chacun.

 Montée sur ses rails, la grue est exposée pour la fête de l'école:
exposition

 

Florent présente la grue à des techniciens de la Sémidep.

Nos remerciements vont à monsieur Pierre Tidda qui nous a fourni les plans de la grue, grâce auxquels nous avons pu construire la réplique en Meccano. Merci encore aux employés de la SEMIDEP qui nous ont guidés lors de la visite du 20 juin.
A droite: photo de classe sous les pieds de la machine:

semidep
sous la grue

Voir la vidéo de la grue se déplaçant sur ses rails (3,3 Mo):

Filmée en octobre 2009 près d'un yacht de 70 m en cale sèche dans la grande forme.

Voir le plan de la grue (simple schéma)

Les volumes: cône, disque, cylindre, prisme

Les volumes dessinés sur Appleworks 5

Calcul amusant

Quelle devrait être la charge maximale de notre modèle réduit ?

La grue est capable de lever une charge de 250 t. Sachant que 1 mètre cube d'eau pèse 1 tonne, elle pourrait soulever 250 mètres cubes d'eau, soit par exemple un bac mesurant 10 m x 10 m x 2,5 m.

A l'échelle 1/50 ème cela donnerait un bac de 20 x 20 x 5 cm, c'est à dire 2000 centimètres cubes d'eau. Ce qui fait... 2000 g ou 2 kg.

Plan (150 ko)       Album des grues du chantier naval

Voir les autres machines de levage construites depuis 2001:

Grue 15/90 tonnes - Grue à grappin sur chenilles - Grue mobile hydraulique - Grue à bec de canard - Grue à vapeur

Visite du chantier naval

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