+ I / Les actionneurs pneumatiques : Vérins pneumatiques

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1 Mise à jour Mars 2005 Fonction : Convertir l énergie Convertir l énergie Comment transformer une énergie pneumatique en énergie mécanique? + I / Les actionneurs pneumatiques : Vérins pneumatiques I.1 / Constitution générale. Nez Tige du piston Fond Tiroir Orifice pour rentrée tige pour échappement lors de la sortie de la tige Orifice pour sortie tige pour échappement lors de la rentrée de la tige FICHE METHODE - Vérin.doc 1/8

2 I.2 / Symboles associés Vérin simple effet Vérin double effet V échappement Possède un orifice de mise sous pression et un orifice de mise à l air définis par construction. Le ressort de rappel peut se trouver d un côté comme de l autre du piston. V+ V- Les deux orifices peuvent être commandés séparément ou simultanément. Le déplacement du piston est obtenu par la mise sous pression d un orifice et la mise à l air de l autre. I.3 / Analyse du fonctionnement. Action Mise à l air de V+ Vérin simple effet Schéma Déplaceme nt tige Pression V+ V Vérin double effet Schéma Déplaceme nt tige Mise sous pression de V FICHE METHODE - Vérin.doc 2/8

3 + Les principales utilisations rencontrées FICHE METHODE - Vérin.doc 3/8

4 I. 4 / Effort théorique disponible sur la tige, à sa sortie F=PxS Avec F effort (dan) P pression (bar) S aire de la surface du piston (Cm²) rappel: 1 bar = 1 dan/cm² On choisit d'utiliser un vérin P avec un piston de φ D = 10 cm et une tige de φ d = 2.5 cm sous une pression "p" de 6 bars. (1 bar = 10N/cm² ) 0 Question : Calculez l'effort exercé par ce vérin sur la charge en sortie de tige. Efforts exercés = pression x section du vérin = p x π x R² = 6 x 10 x π x 5² = 4710 N 0 Question : Calculez l'effort exercé par ce vérin sur la charge en rentré de tige Dans ce cas il faut faire attention, la pression ne s'exerce plus sur la totalité du diamètre du piston mais sur une surface égale à la section du piston moins la section de la tige. FICHE METHODE - Vérin.doc 4/8

5 + Notion de rendement ou taux de charge : Pour pouvoir réaliser l'étanchéité et le guidage d'un vérin, il est nécessaire d'utiliser des joints et des bagues de guidage. Ces éléments, s'ils remplissent correctement leur fonction, vont générer des frottements. Ces frottements vont nuire au bon fonctionnement du vérin. Pour en tenir compte dans la détermination des efforts exercés par un vérin, il est nécessaire de prendre en considération le taux de charge du vérin. Le calcul des efforts exercés par le vérin en tenant compte du taux de charge ( τ ) : F = τ. P. S Ce taux de charge est pris à τ = 0,6 en sortie de tige ( effort dynamique ) Ce taux de charge est pris à τ = 1 sans déplacement ( effort statique ) 0 Application n 1 ν Vérin de déplacement: ν Course 200 mm ν Pression 6 bars ν Diamètre du piston 32 mm (D) ν Diamètre de la tige 10 mm (d) 0 Question : Calculer l effort en sortie de tige en appliquant τ = 0,6 FICHE METHODE - Vérin.doc 5/8

6 0 Question : Calculer l effort en rentrée de tige en appliquant τ = 0,6 0 Application n 2 ν Vérin de serrage ν Course 100 mm ν Pression 6 bars ν Diamètre du piston 50 mm ( D ) ν Diamètre de la tige 20 mm (d ) 0 Question : Calculer l effort fourni par le vérin lors du serrage avec τ = 0,8 94,25 dan FICHE METHODE - Vérin.doc 6/8

7 + Utilisation de documents constructeur 0 Question : Pour le vérin de l application n 1, donner la référence du vérin à commander : φ > 25 mm donc φ = 32 mm aussi bien en sortie qu en rentrée de tige lors de la lecture du document ressources. De ce fait, la course étant de 0,2 m ou CIS 32 NA Question : Pour le vérin de l application n 2, donner la référence du vérin à commander : La course étant de 0,1 m ou CIS 50 NA 100 Documents utilisés page P225-4 FICHE METHODE - Vérin.doc 7/8

8 On désire pousser une charge de 12 kg avec un vérin sur une course de 0,1m sous une pression de 6 bars. 0 Question : Calculer l effort dynamique développé en sortie de tige ( prendre τ = 0,75 ) Effortdyna mique = 12 = 16daN 0,75 20 mm ( mais limite ) 0 Question : Déterminer graphiquement le diamètre du vérin :. 10 mm 0 Question : Donner le diamètre de la tige : ou C 20 AS Question : Donner la référence du vérin à commander :. Documents utilisés page P220-4 Les postes HTA/BT FICHE METHODE - Vérin.doc 8/8