Définition. Lampe à incandescence. Le vérin

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1 Définition Un actionneur est un système qui convertit une énergie d entrée sous une certaine forme en une énergie utilisable sous une autre forme. Il est donc possible de le modéliser ainsi. Une ampoule, une résistance chauffante, un moteur, un vérin, tous ces systèmes sont des actionneurs. Lampe à incandescence L ampoule électrique fut inventée le 22 octobre 1879 par Thomas Edison. Le principe de fonctionnement de ce type de lampe est extrêmement simple. Comme son nom l indique, il s agit d un phénomène d incandescence. Un filament conducteur, aujourd hui en tungstène, est porté à haute température par le passage d un courant électrique. Comme tout corps chauffé, le filament émet alors de la lumière. Il suffit d un petit choc, lorsque le filament est proche de la fusion, pour qu il casse. Si une ampoule était remplie d air, le filament porté à haute température brûlerait. En faisant le vide d air grâce au verre autour du filament, ou en remplissant de gaz inerte, on évite sa combustion. Observons ce qui se passe si le filament est exposé à l air libre. Celui-ci se consume et ne dure que quelques secondes Voici la représentation normalisée de l ampoule. On peut aussi rencontrer l ancienne normalisation dans d anciens ouvrages. Le vérin La fonction d usage d un vérin est de transformer l énergie pneumatique ou hydraulique, en énergie mécanique de translation ou de rotation. Un vérin est muni d une chemise, d une tige, et d un piston. Il existe différents types de vérins : Page 1/5

2 Les actionneurs et préactionneurs 1 ) Les actionneurs a ) Le vérin simple effet il est utilisé dans le cas où on a besoin de produire une force en poussée seulement. Dans ce cas la tige du vérin rentre grâce à un ressort de rappel. Le principe est le suivant : Un orifice situé à l arrière du vérin permet d injecter dans la chambre le fluide sous pression (air ou huile). Le fluide va alors exercer une force de poussée sur le piston. Cela va provoquer le déplacement du piston. La tige qui est fixée au piston, va alors sortir. Lorsqu on cesse d envoyer le fluide sous pression, le ressort de rappel va alors pousser sur le piston qui va reprendre sa place initiale. b ) Le vérin double effet Le vérin double effet est utilisé dans les cas où on a besoin d une force en poussant mais aussi en tirant. Le principe est le suivant : Un orifice situé à l arrière du vérin permet d injecter dans la chambre le fluide sous pression (air ou huile). Le fluide va alors exercer une force de poussée sur le piston. Cela va provoquer le déplacement du piston. La tige qui est fixée au piston va alors sortir. Pour que la tige du vérin rentre, il faut cesser d injecter sous pression le fluide dans la chambre arrière et injecter le fluide sous pression par l orifice situé à l avant du vérin dans la chambre avant. Les vérins peuvent être utilisés dans les cas suivants : Transfert, serrage, pivotement, élévation, indexage, bridage, formage, arrêt, éjection, marquage, tampographie La force exercée par un vérin est calculée de la façon suivante : F = P X S F = l effort que peut fournir le vérin en Newton P = la pression du fluide injecté en N/mm 2 Et S = la surface sur laquelle agit le fluide en mm 2 Page 2/5

3 c ) Le moteur électrique Un moteur électrique est un appareil électromagnétique qui transforme l énergie électrique en énergie mécanique. Une bobine parcourue par un courant électrique, génère un champ magnétique un peu comme un aimant. Un aimant possède un pôle + et un pôle. Si on approche les deux pôles + ou de deux aimants, ceux-ci se repoussent Si on approche 2 pôles opposés ceux-ci s attirent. C est cette propriété physique qui est utilisée pour le fonctionnement des moteurs électriques. On place une bobine (le rotor) dans un champ magnétique créé par un aimant, le stator Lorsque cette bobine est alimentée, celle-ci créée également un champ magnétique qui engendre une force qui va entraîner le rotor en rotation. 2 ) Les préactionneurs a ) Voici quelques exemples d utilisation de vérin. Sur les engins de chantier et de manutention, sur les portes d une écluse automatisée et sur de nombreuses machines automatisées b ) les ditributeurs Ces actionneurs sont mis en œuvre par l intermédiaire des préactionneurs. Pour mettre en œuvre un vérin, il faut un distributeur. Un vérin simple effet peut être mis en œuvre à l aide d un distributeur 3/2 qui signifie 3 orifices 2 positions. Ici la position repos, le vérin est rentré. Lorsque le système est piloté en position travail le fluide est canalisé par l intermédiaire du préactionneur (ici un distributeur 3/2) )vers la chambre arrière du vérin. En position repos, la chambre arrière du vérin est mise à l échappement. La tige rentre par l action exercée par le ressort de rappel. Un vérin double effet peut être mis en œuvre à l aide d un distributeur 5/2 qui signifie 5 orifices 2 positions ou 4/2, 4 orifices 2 positions. Ici un distributeur 5/2 en position repos. Lorsque le système est piloté en position travail, le fluide est dirigé vers la chambre arrière du vérin. La tige de celui-ci sort. Si on pilote le système en position repos, le fluide est dirigé vers la chambre avant, la tige du vérin rentre. Page 3/5

4 La schématisation d un distributeur permet de connaître le nombre de positions, d orifices, de voies et les différents types de pilotages : Ainsi, on utilise : Une case par position, le nombre d orifices est représenté sur chaque case. Le cheminement des fluides huile ou air est indiqué par des flèches, enfin, d autres symboles permettent de compléter la schématisation. - 1 voie - orifice fermé - source de pression - échappement On représente toujours le système à l état repos. Il existe 2 types de distributeurs : Le distributeur monostable et le distributeur bistable. Dans le cas d un distributeur monostable, celui-ci reprend sa position initiale à l aide d un ressort dès que le signal de pilotage cesse. Dans le cas d un bistable, le distributeur possède 2 positions stables et garde sa position même si le signal de pilotage cesse. Le pilotage des distributeurs est commandé par des commandes pneumatiques, électriques, manuelles ou mécaniques. Exemples de pilotages courants - Bouton poussoir - Levier - galet - ressort - pression - bobine - électrovanne Page 4/5

5 c ) Le contacteur électromagnétique Pour piloter un moteur, on utilise un contacteur électromagnétique. Son rôle est de distribuer l énergie électrique de puissance à partir d un signal électrique basse tension provenant de la partie commande. Constitution Un contacteur électromagnétique possède une bobine, un noyau de fer doux et un contacteur de puissance. Lorsque la bobine est alimentée, celle-ci génère un champ magnétique qui va déplacer le noyau de fer doux. Celui-ci est relié au contact de puissance qui va alors permettre le passage du courant et ainsi alimenter le moteur électrique. Schématisation Voici un exemple de schématisation d un contacteur électromagnétique Page 5/5

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