Moteurs hydrauliques à palettes Hautes performances Séries M5B - M5BS - M5BF

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1 Moteurs hydrauliques à palettes Hautes performances Séries M5B - M5BS - M5BF Publ. 2 - FR172 - B 6 / 21 /FB Remplace : 2 - FR172 - A L

2 CARACTERISTIQUES - SERIES M5B* HAUTES PERFORMANCES Les séries M5B* ont été conçues pour les applications difficiles à haute pression et à des vitesses élevées. Pression max. (intermittente) M5B* 12 à 36 : 32 bar M5B* 45 : 28 bar Vitesse max. (intermittente, pression réduite) M5B* : 6 tr/min M5B* : 4 tr/min M5B* 45 : 3 tr/min BAS NIVEAU SONORE La technologie brevetée de la cartouche à 12 palettes garantit un très bas niveau sonore à toutes les vitesses de rotation. RENDEMENT ELEVE Rendement global jusqu à 9 % à 32 bar. Les moteurs à palettes ont un rendement volumétrique élevé tout au long de leur durée de vie. La conception des poussoirs et des palettes améliore le rendement mécanique à basse pression. COUPLE DE DEMARRAGE ELEVE L excellent rendement mécanique au démarrage permet au moteur de démarrer sous forte charge sans pointe de pression ni à-coups. FAIBLE PULSATION DE COUPLE Le moteur à 12 palettes donne une très faible pulsation de couple ( 1,5 %), même à basse vitesse. LONGUE DUREE DE VIE Les palettes, le rotor et la came annulaire sont hydrostatiquement équilibrés, ce qui augmente la durée de vie et le rendement sur toute la plage de vitesse. Les palettes à double lèvre réduisent la sensibilité à la pollution du fluide. ENSEMBLES ROTATIFS INTERCHANGEABLES Les cartouches peuvent être facilement remplacées, soit lors d une rénovation, soit pour changer la cylindrée afin de répondre à de nouvelles caractéristiques de couple ou de vitesse. ROTATION ET DRAIN Les M5B et M5BS sont bi-directionnels ; ils n existent qu en version drain externe. Le M5BF, drain externe, existe en trois types de rotation : bi-directionnel, horaire et anti-horaire. Le M5BF1, drain interne, existe en deux types de rotation : horaire et anti-horaire. VALVE DE RECIRCULATION Les M5BF et M5BF1 uni-directionnels sont équipés d une valve interne qui permet des freinages dynamiques en douceur, sans risque de cavitation du moteur. MONTAGE M5B - M5BS : Ces séries sont conçues pour un entraînement coaxial, sans charge radiale ni axiale sur l arbre. M5BF : Cette série avec bride décalée et roulement renforcé permet un entraînement direct sur l arbre (ventilateur, courroie, chaîne). M5B M5BS M5BF Centrage Raccordement Drain Arbre ISO A2/B4 HW SAE 3/4" M18 x 1,5 (2/4 trous - 1) 4 taraudages SAE "B" J744c UNC (2/4 trous - 11,6) ou M18 x 1,5 Centrage spécial métriques ou (2 trous - 135) (ISO/DIS 6162 SAE 9/16" SAE J518c) Cyl. à clavette SAE "B" ou Cyl. à clavette ISO E 25M ou Cannelures SAE "B" Conique à clavette non SAE Cyl. à clavette SAE "C" Cyl. à clavette ISO G32N Les arbres sont conformes aux normes SAE J744c, ISO et SAE J498b. 2

3 CONCEPTION - SERIES M5B* La cartouche est un assemblage interchangeable comprenant la came, le rotor, les palettes, les poussoirs et ressorts. La plaque flottante comporte un sélecteur de circuit autorisant le passage de la pression la plus haute dans la zone de serrage. M5BF M5B, M5BS Trous latéraux d alimentation de la chambre des poussoirs par la pression d entrée. Rampe de l orifice A où la palette non chargée sort (rotation droite). Arc de grand rayon où le fluide travaille en poussant sur les palettes. La palette est maintenue sur le film d huile contre le profil de la came par la force des ressorts, du poussoir et par la force centrifuge. Arc de rayon inférieur où les palettes assurent l étanchéité entre la pression d admission et l orifice d échappement. Le sens de rotation change avec le sens du débit. Rampe de l orifice B où la palette non chargée rentre (rotation droite). La came annulaire est interchangeable avec les autres cames de cylindrées différentes. Elle a un revêtement graphite sur son profil. Le rotor est en acier fortement allié trempé à cœur. Les rainures latérales et trous radiaux permettent d égaliser les pressions s exerçant sur les surfaces inférieure et supérieure de la palette. La chambre des poussoirs est connectée à la pression d admission. Section A-A FONCTIONNEMENT Le fluide arrive par l un des orifices du chapeau, il est distribué par des lumières dans la cartouche, dans la zone d admission. Le fluide sous pression, en poussant sur les palettes, fait tourner le rotor et l arbre du moteur. Les palettes, maintenues au contact du profil de la came par des ressorts et des poussoirs hydrauliques, suivent le profil à raison de deux cycles admission-échappement par tour. Le rotor est séparé axialement des faces latérales de distribution par un film d huile, et la cartouche est maintenue étanche par une plaque de distribution flottante. Un sélecteur de circuit à 3 orifices est placé dans cette plaque et permet de connecter la zone de serrage à la pression la plus élevée, qu elle soit en A ou en B. Les matériaux choisis contribuent à assurer une longue durée de fonctionnement à des rendements élevés. Les palettes, le rotor et la came annulaire sont en acier traité fortement allié. Les plaques latérales sont en fonte grise hydraulique et sont traitées chimiquement pour leur donner une surface cristalline fine et assurer ainsi une bonne lubrification au démarrage. 3

4 RACCORDEMENT HYDRAULIQUE - FLUIDES - SERIES M5B* MOTEURS A DRAIN EXTERNE MOTEUR A DRAIN INTERNE L orifice A ou B connecté à la basse pression de sortie ne doit pas être pressurisé à plus de 6 % de la pression d entrée. ex : A à 32 bar B à 2 bar maxi. Attention, la pression sur l orifice de drain ne doit pas dépasser 3,5 bar. La pression de l orifice de sortie A ou B ne doit pas dépasser 3,5 bar. PRESSION D ALIMENTATION MINIMALE (BAR ) EN FREINAGE Vitesse [tr/min] - Viscosité de l huile = 32 cst M5B* 1,4 1,7 2,7 4,2 6. Ces pressions doivent être multipliées par 1,5 pour les séries M5B* utilisées avec des fluides difficilement inflammables (HF-3, HF-4, HF-5). FLUIDES PRECONISES AUTRES FLUIDES VISCOSITE INDEX DE VISCOSITE TEMPERATURE PROPRETE DU FLUIDE CONTAMINATION DU FLUIDE PAR L EAU Huiles minérales avec additifs anti-usure (spécifications DENISON HF- et HF-2). les caractéristiques maximum indiquées dans ce catalogue sont données pour ces fluides. Les fluides difficilement inflammables peuvent être utilisés avec les séries M5B*. Leur utilisation implique une réduction des caractéristiques maximum et, dans certains cas, l augmentation de la pression de gavage. HF-1 : base minérale sans additifs anti-usure. HF-3 : émulsions inverses eau-huile. HF-4 : eau-glycols. HF-5 : fluides synthétiques. Maximum (démarrage à froid à basse vitesse et basse pression) 86 mm2/s (cst) Maximum (pression et vitesse maxi) 1 mm2/s (cst) Optimum (durée de vie maximum) 3 mm2/s (cst) Minimum (pression et vitesse maxi, fluide HF-1) 18 mm2/s (cst) Minimum (pression et vitesse maxi, fluides HF- & HF-2) 1 mm2/s (cst) En cas de démarrage à froid, le moteur doit tourner à basse pression et faible vitesse, jusqu à ce que le fluide soit à une température et une viscosité conformes aux exigences pour travailler à pleine puissance. 9 minimum. Des valeurs plus élevées étendent la plage de température dans laquelle le moteur peut fonctionner. Température maximum du fluide ( ) C (HF-, HF-1 & HF-2) + 1 C Température minimum du fluide ( ) C (HF-, HF-1 &HF-2) - 18 C Le fluide doit être propre avant et pendant le fonctionnement pour maintenir un niveau de contamination NAS 1638 classe 8 (ou ISO 18/14) ou meilleur. Une filtration à 25 microns nominal ou meilleur (avec un ß1 1) est recommandée, mais ne garantit pas les niveaux de propreté demandés. Quantité maximum d eau acceptable dans le fluide : ù,1 % pour les huiles minérales. ù,5 % pour les fluides synthétiques, les huiles moteurs et les fluides biodégradables. Si le volume d eau est dépassé, le circuit doit être purgé. 4

5 CHOIX D UN MOTEUR - SERIES M5B* EXEMPLE D APPLICATION Performances requises Couple T [N.m.] 11 Vitesse n [tr/min] 15 Débit de pompe disponible q Ve [l/min] Vérifier si la puissance disponible à la pompe est compatible avec la puissance requise au moteur. Le rendement global estimé du moteur hydraulique est,85.85 x q Vexp 6 21,8 > 17,3 kw Tx n 3 x 1.85 x 55 x x x 15 3 x 1 Deux méthodes de calcul pour déterminer le moteur hydraulique : calculer la cylindrée V i à partir du couple T demandé, ou à partir du débit q Ve disponible et de la vitesse souhaitée. 2 xt 2a. V i p 2 x 11 28, cm 3 tr. 28 3a. Choisir le moteur de cylindrée V i immédiatement supérieure. M5B* 28 : V i = 28, cm 3 /tr. 4a. Calculer la pression théorique du moteur avec T = 11 Nm 2 xt 2 x 11 p 247 bar V i 28, Perte de couple à cette pression = 9,5 N.m. (Voir page 6) Calculer la pression réelle 2 x T Tl p V i 2 x 119,5 28, 268 bar 5a. Fuite totale à cette pression : 5 l/min (Voir page 6) Débit réel utilisé par le moteur : 55-5 = 5 l/min 1 x q Ve 2b. V i n 1 x 55 36,7 cm 3 tr. 15 3b. Choisir le moteur de cylindrée V i immédiatement inférieure M5B* 36 : V i = 36, cm 3 /tr. 4b. Calculer la pression théorique du moteur avec T = 11 Nm. 2 xt 2 x 11 p 192 bar V i 36, Perte de couple à cette pression = 8 N.m. (Voir page 6) Calculer la pression réelle 2 x T Tl p V i 2 x , 26 bar 5b. Fuite totale à cette pression : 4 l/min (Voir page 6) Débit réel utilisé par le moteur : 55-4 = 51 l/min FORMULES Rendement volumétrique Rendement mécanique Vitesse réelle du moteur hydraulique Couple réel du moteur hydraulique Puissance réelle du moteur hydraulique tr/min N.m kw kw 6a. Vitesse réelle du moteur : 6b. Vitesse réelle du moteur : qv x 1 5 x 1 n 1785 V i 28, tr qv x 1 51 x 1 min n 1416 V i 36, tr min Performances réelles V i = 28, cm 3 /tr n = 1785 tr/min T = 11 Nm. p = 268 bar Performances réelles V i = 36, cm 3 /tr n = 1416 tr/min M5B* 28 M5B* 28 T = 11 Nm. p = 26 bar ù Choisir le moteur de plus petite cylindrée pour privilégier la vitesse de rotation. ù Choisir le moteur de plus forte cylindrée pour privilégier le couple à plus basse pression. 1 fuite totale x 1 1 vitesse x cylindrée 1 perte de couplex 2 pression x cylindrée 1 3 xdébitd alimentation x rendement volumétrique cylindrée pressionx cylindrée x rendement mécanique 2 vitesse x cylindréex pression x rendement global couple réel x vitesse x Vitesse Cylindrée pression Débit Fuite Couple Perte de couple [tr/min] [cm 3 /tr] [bar] [l/min] [l/min] [N.m] [N.m] 5

6 CARACTERISTIQUES GENERALES - SERIES M5B* Série M5B* Cylindrée théorique Couple théorique Puissance théorique à 1 tr/min Données typiques 2 tr/min - 32 bar cm 3 /tr Nm/bar kw/bar Nm kw 12,,191,2 5,6 1,6 18,,286,3 81,2 17, 23,,366,38 16,6 22,3 28,,446,47 132,1 27,7 36,,572,6 172,8 36,2 45,,716,75 19, 1) 39,8 1) FUITE TOTALE (interne + externe) cst 24 cst Fuite totale qs [l/min] PERTE DE COUPLE (par rapport au couple théorique) cst 1 cst 1 8 Couple T (Nm.) NIVEAU SONORE LP M5BF - 36 PERFORMANCES AU DEMARRAGE Lp. Niveau sonore [db(a)] 1m ISO tr/min 15 tr/min 1 tr/min 5 tr/min Données typiques à 24 cst/45 C Débit minimum de démarrage en charge* 1 bar : 1,8 l/min 2 bar : 7,8 l/min 32 bar : 12.5 l/min Rendement mécanique minimum arbre bloqué 1 bar : 78.3 % 2 bar : 81. % 32 bar : 8.8 % * Valeur la plus défavorable, le débit minimum nécessaire sera généralement plus faible. 6

7 VITESSES ET PRESSIONS MAXIMALES - SERIES M5B* 12 & Intermittent Continu Vitesse de fonctionnement n [tr/min] Intermittent Continu Vitesse de fonctionnement n [tr/min] Intermittent Continu Vitesse de fonctionnement n [tr/min] - Ces limites sont données pour un moteur en rotation. Pour les limites de démarrage, voir page 6. - Fonctionnement intermittent : ne pas dépasser 6 secondes par minute. - Données typiques à 24 cst et 45 C. - Pour des conditions d utilisation plus sévères, ou pour des vitesses de rotation inférieures à 1 tr/min, veuillez consulter DENISON Hydraulics. 7

8 CODE DE DESIGNATION - SERIES M5B - M5BS N. de modèle M5B* N 2 - A 1 M 3 - Séries M5B : Bride de montage ISO A2/B4HW Séries M5BS : Bride de montage SAE "B" - J744 Cylindrée 12 = 12 cm 3 /tr 18 = 18 cm 3 /tr 23 = 23 cm 3 /tr 28 = 28 cm 3 /tr 36 = 36 cm 3 /tr 45 = 45 cm 3 /tr Type d arbre 1 = à clavette (SAE B - J744) 2 = à clavette ( ISO E25M ) 3 = à cannelures (SAE B - J498) 4 = à cannelures (SAE BB -,J498) Rotation (vue côté bout d arbre) Modification Type de raccordement drain M5B : 3 = M18 x 1,5 drain métrique M5BS : 2 = 9/16" drain SAE 3 = M18 x 1,5 drain métrique Type d orifice d alimentation = 3/4" SAE 4 trous - J518c - taraudage UNC M = 3/4" SAE 4 trous - J518c - taraudage métrique Classe de joint 1 = S1 BUNA N 5 = S5 VITON Lettre de production Position des orifices Voir ci-dessous Vue côté bout d arbre : Horaire A = entrée B = sortie Anti-horaire A = sortie B = entrée CHARGES RADIALES ET AXIALES ADMISSIBLES Charge F [N] Vitesse n [tr/min] 8

9 DIMENSIONS - Poids : 18,5 kg - SERIES M5B - M5BS D C Code orif. A Code drain B C D E F G H J K L M5BS 3/8-16 UNC 2 SAE 9/ ,8 44,9 14,3 9,7 11,6 1,5 73, 146, 14,3 D M M1 3 M18 x 1,5 C K 174, J M5B M 3/8-16 UNC M1 3 M18 x 1,5 88,4 44,2 11, 9, 1, 2, 7, 14, 14, 143,8 41,4 E L 12, 64, 92, 62, 167,3 B M A 89,5 16, 24,5 1,5 x 45 ARBRE CODE 3 7,9 71,4 38,1 CLAVETTE 6,3 6,35 H x 45 F 128, 22,2 -,25 24,9 MAX G 1,5 x 45 7, 4, 25, ±,65 28,2 MAX G ORIFICE DRAIN B x PROF. 13,5 MAX LAMAGE 29 x PROF. 2 MAX A x PROF. 19 ( 8 PLACES ) 22,2 A CANNELURES SAE "B" J498b - CLASSE 1 16/32 d.p DENTS FOND PLAT - CENTRAGE SUR FLANCS ANGLE DE PRESSION 3 ARBRE CODE 1 SAE "B" - J ,6 B A COUPLE DE SERRAGE : 1 N.m 46,3 24,5 CLAVETTE ,5 x 45 1,5 x 45 H x 45 ARBRE CODE 4 A CANNELURES SAE "BB" J498b - CLASSE 1 16/32 d.p DENTS FOND PLAT - CENTRAGE SUR FLANCS ANGLE DE PRESSION 3 F ARBRE CODE 2 ISO 319/2 - E25M 68, 34, 47,6 19, 9

10 CODE DE DESIGNATION - SERIES M5BF N. de modèle M5BF N 2 - A 1 M 3 - Séries M5BF drain externe Séries M5BF1 drain interne Cylindrée 12 = 12 cm 3 /tr 18 = 18 cm 3 /tr 23 = 23 cm 3 /tr 28 = 28 cm 3 /tr 36 = 36 cm 3 /tr 45 = 45 cm 3 /tr Type d arbre 1 = conique à clavette (non SAE) 2 = à clavette (SAE C - J744c) W = à clavette (ISO G32N) Rotation (vue côté bout d arbre) M5BF : N = bi-directionnelle R = horaire L = anti-hoaire M5BF1 : R = horaire L = anti-horaire Modification Type de raccordement drain M5BF : 2 = 9/16" drain SAE 3 = M18 x 1,5 drain métrique M5BF1 : X = pas de connexion de drain Type d orifice d alimentation M5BF : = 3/4" SAE 4 trous - J518c - taraudage UNC M = 3/4" SAE 4 trous - J518c - taraudage métrique M5BF1 : M = 3/4" SAE 4 trous - J518c - taraudage métrique Classe de joint 1 = S1 BUNA N 5 = S5 VITON Lettre de production Position des orifices Voir ci-dessous POSITION DES ORIFICES ROTATIONS Vue côté bout d arbre : Horaire A = entrée B = sortie Anti-horaire A = entrée B = sortie CHARGES AXIALES ET RADIALES PERMISES 1 - Charge axiale maximum : Fa max. = 6 N 2 - Charge radiale maximum arbre cylindrique : Fr max. = 8 N arbre conique : Fr max. = 5 5 N 3 - Durée de vie théorique [heure] : L 1 H [Heure] = 4 - Durée de vie théorique [1 6 tours] : L N [tr min] x L Exemple de calcul de durée de vie : Charges axiales Fa = 2 N Charges radiales Fr = 1 N Vitesse de fonctionnement N = 2 tr/min L 1 = 2 [1 6 tours] (voir la courbe) L 1 H = 2 x 2 L 1H = heures Charge Fr [N] L1= 25 L1= 5 L1= 1 L1=2 L1= Charge Fa [N] 1

11 DIMENSIONS - Poids : 18,5 kg - SERIES M5BF 3,2 ±,13 * 54,±,9 5, CLAVETTE 9,97/1 32, , ,8 35,2 25,4 ±.25 6,35 6,3 CLAVETTE M16 x1.5 A - PROF. 19 ( 8 PLACES ) 22,2 B A 16, 92,4 4, 1, 58, 68, 34, 47,6 1,7 48, 19, ORIFICE DRAIN B - PROF. 13,5 MAX LAMAGE 29 - PROF. 2 MAX 34,8 31, ,2 85,9 38,1 115,9 9,5 133,6 B A 6,2 ±,2 4,9 R77, 128, 7, 72,9 COUPLE DE SERRAGE : 1 N.m 64, 92, , 188, CLAVETTE 7.91 / , ARBRE CODE 2 SAE "C" - J744 AVEC M1 X PROF. 2 ARBRE CODE 1 SAE "BB" - J 744 ( MODIFIE D * ) AVEC BOUT M16 CONIQUE 125:1 ARBRE CODE W ISO 319/2 - G32N AVEC M1 - PROF. 2 B DIA R2 C Code orif. A Code drain B M5BF 3/8-16 UNC 2 SAE 9/16-18 M5BF1 M M M1 M1 3 X M18 x 1,5 Pas de connection L R1 125 ±,17 : 1 Couple de serrage de l écrou à créneaux : 8 Nm * Arbre DIA C L Code 1 25,27/25,4 53,5/54,5 34,8/35,2 * Ce couple de serrage est donné pour un accouplement en acier et un écrou d une qualité minimum de grade 8.8. Il est obligatoire d installer un écrou à créneaux et une goupille pour les moteurs utilisés en rotation droite ou en bi-rotationel. 11