Actionneurs partie opérative Les Vérins pneumatiques

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1 Les a ctionneurs pneumatiques Objectif : Choix d'un vérin pneumatique page 1/10 Le vérins pneumatique est le type le plus courant d actionneur pneumatique. Il permet de transformer une énergie pneumatique en un mouvement rectiligne. il existe un grand nombre de sortes de vérins pneumatiques : - Les vérins simple effet. - Les vérins double-effet - Les vérin à blocage de tige. - Les vérins anti-rotation - Les vérins à tige traversante. - les vérins sans tige. - Les vérins associés deux à deux. - Les vérins à course réglable. - etc... Ces vérins sont alimentés par l intermédiaire de distributeurs à commande pneumatique, électrique ou électro-pneumatique Leur état est détectée à l aide de capteurs à commande mécanique ou sans contact à chute de pression ou à détection magnétique. 1- Les différentes technologies de vérin. a- Les vérins «simple effet» : Il n existe qu un seul orifice de mise en pression (en général pour la sortie de tige ), la rentrée de tige s effectuant par l intermédiaire d un ressort de rappel. Deux cas possibles : Rappel de tige par ressort et sortie de tige par ressort. Ces vérins sont surtout utilisés pour des raisons de sécurité de rappel automatique en cas de panne d air comprimé. b- Les vérins «double effet». Les deux chambres peuvent être alimentées en air comprimé. Ses orifices sont alternativement soit à l admission, soit à l échappement permettant ainsi le déplacement de la tige dans le sens désiré. vérin compact ou vérins cubiques vérin sans tirant

2 Les a ctionneurs pneumatiques Objectif : Choix d'un vérin pneumatique page 2/10 c- Les vérins à blocage de tige Permet un arrêt et un maintien de la tige à n importe quelle position, sans glissement de la charge. Blocage mécanique de la tige. Deux types : vérin à blocage fin pour améliorer la précision du positionnement et vérin à blocage de sécurité. c-1- blocage fin: Action d une bague de serrage sur la tige par l intermédiaire de biellette actionnée par pression, ressort ou les deux. Au moment du blocage, l énergie cinétique (m.v 2 /2)ne doit pas dépasser les valeurs fournies par le tableau cidessus. L abaque ci-contre permet la même vérification. Le trait plein correspond à un mouvement horizontal de la charge, le trait pointillé correspond à un mouvement vertical de la charge.

3 Les a ctionneurs pneumatiques Objectif : Choix d'un vérin pneumatique page 3/10 2- blocage de sécurité: Permet des arrêts d urgence et le travail en toute sécurité. Obtenu par l arc-boutement d un piston bloqueur en cas de manque de pression pneumatique.

4 Les a ctionneurs pneumatiques Objectif : Choix d'un vérin pneumatique page 4/10 d- Les vérins anti-rotation. Permet d interdire la rotation de la tige du vérin autour de son axe. A tige ovale,carrée, à double tige ou à guidage de tige. Les unités de guidage permettent en outre d augmenter la valeur des charges transversales admissibles. à guidage de tige

5 Les a ctionneurs pneumatiques Objectif : Choix d'un vérin pneumatique page 5/10 e- Les vérins sans tige La suppression de la tige permet une forte réduction de l encombrement. e-1- A entraînement par accouplement magnétique. Le piston sans tige se déplace dans un tube amagnétique. La transmission du mouvement du piston au chariot porte-charge est réalisée par accouplement magnétique grâce à de puissants aimants permanents. Recommandé pour le déplacement de charge sur de longues courses. La valeur de la charge doit être limitée afin d éviter la rupture de l accouplement magnétique. e-2- A bandes Le piston se déplace dans un tube en aluminium extrudé pourvu d une fente longitudinale. L étanchéité du tube est assurée par deux bandes munies de joints.

6 Les a ctionneurs pneumatiques Objectif : Choix d'un vérin pneumatique page 6/10 f- Les vérins à tige traversante Le piston est muni de deux tiges opposées. Permet de répartir la charge sur les deux tiges en éliminant ainsi le moment transversal de la tige /charge. g- Les vérins associés «Tandems» Ces montages sont utilisés pour obtenir plus de deux positions sur le mobile ou pour obtenir des efforts différents. 2- Fixation des vérins -a Fixation pour vérin fixe: -b Fixation pour vérin oscillant: -c Fixation d extrémité de tige.

7 Les a ctionneurs pneumatiques Objectif : Choix d'un vérin pneumatique page 7/10 3-Calcul des vérins a- Détermination de l effort fourni par un vérin pneumatique. - Effort en Sortie de tige : Fs= µ. π. D 2. P µ : Facteur correcteur de charge (rendement) 4 (voir abaque ci-dessous) D : diamètre du piston (cm) - Effort de rentrée de tige : Fr = µ. π. D 2 -d 2. P d : diamètre de la tige (cm) 4 P : Pression d alimentation (bar) Fr et Fs: effort développé par le vérin (dan) Rappel sur les unités : 1 bar = 1 dan/cm2 1 hbar = 1 dan/mm2 1 Pa = 10-5 bar =10-7 hbar = 1 N/m2 Le facteur correcteur de charge dépend du vérin utilisé et peut être fourni par le constructeur. (voir ci-dessous abaque SMC) Taux de charge : C est le rapport entre la charge réelle appliquée au vérin et l effort capable d être fourni par le vérin. Taux de charge (en %) = charge réelle x 100 Effort théorique Le taux de charge doit toujours être inférieur à 1 mais il est recommandé, pour une utilisation optimale du vérin, que le taux de charge soit inférieur à 0.75.

8 Les a ctionneurs pneumatiques Objectif : Choix d'un vérin pneumatique page 8/10 b- Vérification de la charge radiale admissible. L effort radial a tendance à faire fléchir la tige et a détériorer les guidages et les joints de la tige. Cet effort peu être dû au poids de la charge déplacée par la tige ou au poids du vérin dans le cas d un montage oscillant. Il faut donc déterminer quelle est la charge qui sera encaissée par le palier et le joint frottant sur la tige. Le tableau ci-dessous indique pour une catégorie de vérin (SMC C85...) la charge sur le palier en fonction de la sortie de tige. L abaque du dessous indique la durée de vie des guidages et des joints en fonction de la longueur de la course du vérin

9 Les a ctionneurs pneumatiques Objectif : Choix d'un vérin pneumatique page 9/10 4-Amortissement en fin de course. a- amortissement élastique Les amortissements élastiques confèrent aux vérins une haute résistance aux chocs de fin de course. Il faut toutefois limiter leur utilisation à des vitesses de déplacements peu élevées afin d éviter le rebond de fin de course. b- amortissement pneumatique réglable. Permettent d absorber l énergie cinétique en fin de déplacement rapide de charges lourdes. Consiste à limiter le débit d évacuation de l air en fin de course. c- amortisseurs hydrauliques Utilisés pour les vérins ne disposant pas d amortissement pneumatique intégré ou lorsque l énergie cinétique à absorber est trop importante pour l amortissement pneumatique existant.

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