Nacelle élévatrice hauteur 25m charge265kg

Transcription

1 La rénovation portera sur la refonte complète du circuit hydraulique adapté aux conditions de conduite demandées par les opérateurs. A savoir : réaliser plusieurs mouvements en simultané sans interaction entre eux ; avec des composants modernes. Les deux vérins de manœuvres ainsi que le moteur hydraulique de rotation seront remplacés à l identique. Le graphe ci-dessus représente la force du vérin bas (courbe bleue) pour relever l ensemble avec le bras supérieur replié ainsi que la force développée par le vérin haut (courbe magenta) au moment décollage en fonction de l angle -α-. L architecture du schéma doit permettre de réaliser les trois mouvements simultanément sans interférence des vitesses. La génération de débit doit garantir un minimum de perte d énergie afin de limiter l élévation de la température du fluide hydraulique. Hydraulique Page 1

2 Le graphe ci-dessus représente la force au vérin bas (courbe bleue) pour manœuvrer l ensemble de l équipement en fonction de la position du bras supérieur ainsi que la force développée par le vérin haut pour manœuvrer le bras supérieur (courbe magenta) en fonction de l angle -β-. La pression de fonctionnement de chaque vérin est liée à la position angulaire des bras et de l action du vent qui agit sur la charpente. Le circuit hydraulique est conçu en tenant compte de ces contraintes. La pression d entraînement du mécanisme de rotation est directement liée au coefficient de roulement de la couronne à bille et à la force du vent sur les divers éléments de la charpente Effort aux vérins : Bras supérieur effort maximum daN course 2200mm. Bras inférieur effort maximum daN daN course 1000mm. Hydraulique Page 2

3 Dimensions des vérins hydrauliques : Vérin de manœuvre du bras inférieur : Ø140/100C2200mm Vérin de manœuvre du bras supérieur : Ø140/100C1000mm CIRCUIT HYDRAULIQUE. BP Fin de course montée Bras inférieur Fin de course montée Bras supérieur Bloc de distribution Le fonctionnement de ce type de bloc de distribution est assimilé à celui d un régulateur de débit associé à un tiroir de distribution pour diriger le fluide sur les orifices de sortie -A- ou -B- en découvrant une section de passage proportionnelle au signal de commande. Hydraulique Page 3

4 La balance de pression (réducteur de pression) placé à l entrée de chaque élément crée une perte de charge constante entre l orifice -P- d alimentation et du tiroir et l orifice de sortie -A- ou -B- le signal de la pression de charge est dirigé dans la boîte à ressort de la balance de pression. La différence de pression entre les orifices -P- et -A- ou -B- est donc fonction de la force du ressort de la balance de pression. Principe de fonctionnement d un étage du distributeur proportionnel Pa Pe Balance de pression ΔP = Pe Pa = Ct Hydraulique Page 4

5 L équilibre de la balance de pression est donnée par : (PPPP SSSS) + FFFF = PPPP SSSS FFFF = (PPPP SSSS) (PPPP SSSS) PP = FFFF = PPPP PPPP SSSS Groupe moto pompe. Hydraulique Page 5

6 La pompe à débit variable à piston patin est équipée d un système de régulation débit, pression. Régulation débit : Le système de contrôle du débit de la pompe est constitué d une balance de pression qui reçoit sur le côté gauche de son tiroir la pression de refoulement de la pompe, et à droite dans la boîte à ressort, par l orifice de pilotage -X- la pression de charge la plus élevée venant du bloc de distribution. Le réglage de la -ΔP- créée par la balance de pression de la pompe sera supérieure aux -ΔP- des balances de pression du bloc de distribution pour garantir le bon fonctionnement de l installation Régulation de pression : Le système de contrôle de la pression maximum est constitué d une soupape de séquence elle contrôle l alimentation du vérin de servocommande en fonction du tarage de son ressort de réglage de la soupape. LP V2 V1 Schéma d une pompe hydraulique à débit variable auto régulée en pression. Hydraulique Page 6

7 Définition : Les pompes à débit variable auto régulée en pression ont un dispositif qui permet d adapter le débit de refoulement au besoin du circuit qu elles alimentent sous une pression constante à l orifice -B-. Positions Lorsque la pompe hydraulique est à l arrêt : Le ressort du vérin -V1- place le dispositif de réglage de la cylindrée de pompe au maximum. Le vérin -V2- est rentré jusqu à sa butée mécanique qui permet d ajuster la cylindrée maximale de la pompe. Le limiteur de pression maximum -LP-(soupape de séquence) est au repos et purge le vérin -V2- au réservoir. Démarrage de la pompe avec orifice (B obturé): La pression de refoulement croit et agit dans la chambre du ressort du vérin -V1- et sur le tiroir du limiteur de pression -LP-. Lorsqu elle atteint la valeur de réglage du ressort de tarage, le tiroir se déplace vers la droite et alimente le vérin de réglage -V2- qui fait pivoter le dispositif de manœuvre pour ramener la cylindrée de la pompe pratiquement à zéro. Il ne subsiste qu un léger débit d huile de pilotage créé par le système de régulation, et les fuites internes de la pompe. Ouverture du limiteur de débit : (mise en débit de la pompe) Lorsqu on ouvre le limiteur de débit la pression de refoulement à l orifice -B- a tendance à chuter. La force du ressort de réglage du limiteur de pression devient supérieure à la force hydraulique et provoque le déplacement du tiroir du limiteur de pression -Lp- vers la gauche. Le vérin -V2- est purgé dans le carter et se déplace vers la droite, ce qui a pour effet d augmenter la cylindrée de la pompe hydraulique, et d engendrer un débit qui traverse le limiteur de débit ; représenté ici par une vanne. Lorsque la pression en amont du limiteur de débit atteint à nouveau la valeur de pression réglée par le ressort de tarage, le tiroir du limiteur de pression -Lp- se déplace vers la droite et, alimente le vérin -V2-. Celui-ci ajuste le débit qui traverse le limiteur de débit, une nouvelle position d équilibre est atteinte. Hydraulique Page 7

8 Planche didactique. Hydraulique Page 8

9 Commercialisée par ATOS fabrication Casappa Hydraulique Page 9

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11 Pompe à débit variable contrôlé par un système pression/débit/puissance Définition : La régulation pression/débit/puissance, est un dispositif qui permet d adapter et de contrôler : La pression maximale de refoulement, à ne pas dépasser dans le circuit. Le débit de consommation réglé par l opérateur, dans le cas présent le débit est réglé par un limiteur de débit symbolisé par une vanne. Le débit en fonction de la pression de refoulement, indépendamment de la demande, faite par l opérateur. Afin de ne pas dépasser la puissance d entraînement de la pompe. Qui se calcule avec la formule suivante. Pw = P x Q = Ct PS PE BP LPP LP V2 V1 Schéma hydraulique d une pompe à débit variable avec trois systèmes de régulation, Pression/débit/puissance. Hydraulique Page 11

12 Positions : Lorsque la pompe hydraulique est à l arrêt : Le ressort du vérin -V1- place la pompe hydraulique à cylindrée maximale. Le vérin -V2- est rentré jusqu à sa butée mécanique qui permet d ajuster la cylindrée maximale de la pompe. La balance de pression -BP-, le limiteur de pression maximum -LP-, et limiteur de pression de réglage de la puissance -Lpp- sont au repos. Démarrage de la pompe avec limiteur de débit fermé : La pression croit dans le circuit de refoulement -B- et agit simultanément, dans la chambre du ressort du vérin -V1- puis sur les tiroirs du limiteur de pression -LP- et sur le tiroir de la balance de pression -BP-. Lorsqu elle atteint la valeur de réglage du ressort de la balance de pression -BPle tiroir se déplace vers la droite pour permettre l alimentation du vérin -V2-. La section du vérin -V2- étant Supérieure à celle du vérin -V1- ; -V2- sort et place la pompe à cylindrée presque nulle. Sur ce type de pompe le réglage standard de la balance de pression est 14b, la pression de stand by se situe au alentour 18b ± 2b; donnée par la force du vérin -V1-. Ouverture du limiteur de débit : (mise en débit de la pompe) Lorsqu on ouvre le limiteur de débit la pression de refoulement à l orifice -B- a tendance à chuter. Ce qui provoque le déplacement du tiroir de la balance de pression vers la gauche. Le vérin -V2- rentre ce qui a pour effet d augmenter la cylindrée de la pompe hydraulique, et d engendrer un débit qui traverse le limiteur de débit ; représenté ici par une vanne. La pression à la sortie du limiteur de débit (pression de charge) est envoyée par l orifice -x- dans la boîte à ressort de la balance de pression -BP- ce qui détermine la nouvelle valeur de réglage de la balance de pression. Lorsque la pression en amont du limiteur de débit est égale à la pression de la charge + celle du ressort de la balance de pression, celle-ci peut se déplacer vers la droite et alimente le vérin -V2- de réglage. Le débit ainsi réglé est fonction de Hydraulique Page 12

13 la section de passage découverte par le limiteur de débit et de la ΔP déterminée par le réglage du ressort de la balance de pression -BP-. A l équilibre de la balance de pression on a : PPPP SSSS = (PPPP SSSS) + FFFF SSSS (PPPP PPPP)=Fr PPPP PPPP = FFFF SSSS PPPP PPPP = PP FFFF SSSS = PPPP PP = PPPP On démontre ainsi que la ΔP est réglée par la force du ressort de la balance de pression -BP-. Système de limitation de puissance : Fonctionnement : Le principe de la régulation consiste à garder constant le produit (P x Q) qui détermine la puissance en hydraulique. La pression de refoulement est liée à la charge à déplacer. C est donc le débit qui s adaptera. Ce dispositif est donc conçu pour maintenir la puissance d entraînement de la pompe constante. Le vérin -V2- de réglage de la cylindrée agit simultanément sur le ressort de tarage du limiteur de pression -Lpp- de contrôle de la puissance d entraînement. Lorsqu il place la pompe à cylindrée maximale le réglage de la pression qui agit côté ressort de la balance de pression est minimum. Le réglage de la balance de pression -BP- est donc déterminé par la pression de réglage du limiteur de pression -Lpp- plus la pression du ressort. Dès que la pression de refoulement atteint la valeur réglée par le limiteur de pression -Lpp- + celle du ressort la balance -BP- elle se déplace vers la droite, et règle la pompe à une cylindrée moindre afin qu un nouvel équilibre s établisse entre la pression et le débit refoulé par la pompe. Hydraulique Page 13

14 Planche didactique. -Rédaction incomplète en cours de modification- «Si des erreurs se sont introduites dans le document merci de les signaler». Hydraulique Page 14