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Tous les appareils qui transformentl'énergie pneumatique en énergie mécanique sont desactionneurs. La plupart des usinesutilisent l'énergie pneumatique pour accomplir un travail, soitavec des outils portatifs ou avec des actionneurs. Quand vous parlez d'actionneurs, vousdevez considérer les vérins comme des actionneurs linéaireset les oscillateurs ainsi que les moteurs (à pistons et àailettes) comme des actionneurs rotatifs. La figure 2.22 présente les principaux emplois des vérins pneumatiquesen automatisation de production. Figure 2.22 Utilisations des vérinspneumatiques.
Les vérins sont généralement constituésd'un cylindre, d'un piston et d'unetige. Ils peuvent être à simple ou à doubleeffet et posséder des amortisseurs. Vérin à simple effet (VSE) La figure 2.23montre les principales parties d'un vérin àsimple effet. L'appellation simpleeffet vient du fait que l'air comprimé n'entre que d'un seulcôté. Figure 2.23 Vérin à simple effet.
L'air comprimé pénètre dans lecylindre (3) par l'orifice d'entrée (7) duflasque arrière (1) ; la tige du piston (5)amorce son mouvement de sortie et le vérin fournit un travail.Lorsque l'arrivée d'air est interrompue par un distributeur, leressort de rappel (6) ramène le piston (8) à sa positioninitiale. L'orifice (10) sert à libérer le passage del'air pour éviter la formation d'un coussin d'air, il peut êtremuni d'un filtre. D'autre part, la course d'un vérin àsimple effet est relativement courte. A cause de la présence duressort de rappel, la force exercée par le piston diminue au fur età mesure que la course augmente. La course d'un vérin à simpleeffet est donc fonction de la longueur du ressort. Comme le vérin à simple effet peutfournir un travail linéaire dans un seul sens, son utilisation serestreint le plus souvent à des mouvements simples comme leserrage, l'éjection ou le positionnement d'une pièce. Certains vérins à simple effet occupentla position sortie au repos (figure 2.24). Leressort pousse de l'autre côté du piston pour maintenir la tigesortie. C'est l'air comprimé qui fait rentrer la tige du vérin. Onemploie surtout ce genre de vérin comme dispositif de sécurité, surune rame de métro par exemple, en cas de panne d'énergie. Lefreinage du convoi est ainsi assuré en l'absence d'aircomprimé. Figure 2.24 Position sortie aurepos.
Vérin à double effet (VDE) Les vérins à double effet sont fabriquésde façon comparable à ceux à simple effet. La plupart deleurs parties sont identiques, à l'exception du dispositifd'étanchéité de la tige dans le flasque avant et du jointd'étanchéité du piston. Cette modification est nécessaire,car la partie avant et la partiearrière reçoivent de l'air comprimé. La figure 2.25présente les principales parties d'un vérinà double effet démontable, avec amortisseurs réglables des deuxcotés. Figure 2.25 Vérin àdouble effet.
Lorsque l'air comprimé agit sur lepiston (9) par le flasque arrière (1), latige (11) sort. La rentrée de la tige a lieu lorsque lapression agit sur l'autre face du piston par l'orifice avant(5) tout en permettant l'évacuation de l'air emprisonné parl'orifice arrière (4). Le vérin à double effet développe uneffort autant à la sortie qu'à la rentrée de la tige. Son emplois'avère donc universel pour effectuer tous les genres de travaux.Par contre, sa consommation d'air équivalente au double de celled'un vérin à simple effet constitue son principalinconvénient. Vérin à amortissementpneumatique Pour éviter les chocs en fin de courseet des détériorations lors du déplacement des masses, il fautamortir l'énergie cinétique. L'amortissement pneumatique intégré au vérin agitavant la fin de course du piston. Principe defonctionnement (Figure 2.26) En fin de course, un pistonamortisseur oblige l'air comprimé à s'échapper à travers unorifice réglable (vis de réglage d'amortissement). Cettecompression supplémentaire dans la dernière partie de la chambre duvérin permet d'absorber une partie de l'énergie. Le piston freiné,arrive lentement à sa position de fin de course. Un clapet de démarrage rapide assure unealimentation de la chambre lors de l'inversion du mouvement etréduit le temps de début de mouvement. Figure 2.26 Principede l'amortissement pneumatique.
Définition d'un diamètre devérin On note aussi une autre caractéristiqueimportante des vérins à double effet. Pour une même pression d'alimentation, la forcedéveloppée à la sortie de la tige est différente de celledéveloppée à la rentrée. On sesouvient que la force est en relation directe avec la surface(F = p La force développée en sortie de tigeest donc plus grande que celle développée en rentrée, car lasurface efficace du côté de la tige est plus petite (surface ducylindre moins celle de la tige). Efforts développés par un vérin Lors du calcul de la force développéepar les vérins, il faut tenir compte de la surface efficace dupiston en contact avec la pression d'air :
La figure 2.27montre ces deux situations. Figure 2.27 Surfacesde travail.
Par ailleurs, si le vérin est muni d'unressort, il faut soustraire de la force de travail l'effortnécessaire pour combattre la force du ressort. Toutefois, onnéglige les forces de frottement, car elles représententhabituellement moins de 10 % de la forcetotale.
Effort dynamique développé par unvérin Effort dynamique développé par unvérin
Le rendement d'un vérin dépend dudiamètre du vérin, de la pression et de paramètres d'ordremécanique. Les abaques et tableauxci-dessous définissent les efforts dynamiques développés par lesvérins en sortie et rentrée de la tige, en fonction de la pressiond'alimentation. Taux de charge C'est le rapport, exprimé enpourcentage, entre la charge réelle à déplacer par le vérin etl'effort dynamique disponible en bout de tige.
Pour une utilisation optimale du vérin,il est recommandé de définir un vérin tel que le taux de chargesoit inférieur ou égal à 75 %. Exemple : Définition d'un vérinpour soulever une charge de 130 daN à une pressionde 7 bar relatifs (manométriques).
Dans l'abaque sortie de tige,définir le point de rencontre entre l'effort dynamique ainsicalculé et la pression d'alimentation. Le diamètre du vérinnécessaire sera celui dont la courbe passe par ce point ou celuidéveloppant un effort immédiatement supérieur. Dans l'exemplecité : 175 daN est situé entre le Ø 50 et leØ 63 mm. Le vérin recommandé est le Ø 63 mm quidéveloppe 200 daN à 7 bar et le taux de charge réelest de :
La figure 2.28vous présente les abaques associés auxefforts développés par un vérin. Figure 2.28 Efforts développés par unvérin.
Accessoires de montage Un grand choix de fixations normaliséespermet des montages de vérins adaptés à chaque emploi.La figure 2.29 présente différentes applications. Figure 2.29 Gamme defixations normalisées.
Technologie des actionneurs linéaires etrotatifs Complétant la gamme des vérins à simpleet à double effet standards normalisés les constructeurs proposentdes versions dont la technologie permet de répondre aux besoinsspécifiques d'automatisation. Des exemples vous sont présentés enprécisant la construction et leschamps d'applications. Vérin à simple effet : module deserrage Exemples présentés :
Vérins à membrane Pour le serrage rapide de piècesdélicates et légèrement inégales à faibles variations decotes. Cette série de vérins semonte dans tous les types d'installation. Ces vérins plats développant desefforts de serrage relativement importants sont particulièrementappropriés pour le serrage de pièces de forme allongée. Comme ilsne possèdent pas d'amortissement de fin de course, et que leuraction de serrage est très rapide, on ne doit, en principe, lesutiliser qu'au contact d'une pièce. Le rappel est assuré par lamembrane en précontrainte. Lafigure 2.30 présente deux typesde vérins à membrane ainsi que le schéma defonctionnement. Figure 2.30 Types devérins et principe de fonctionnement.
La figure 2.31 montre des applications de ce type devérin. Figure 2.31 Applications des vérins à membrane.
Vérin à soufflet à simple effet Ils sont constitués d'un ou plusieurssoufflets qui s'étirent lors de la mise sous pression et quireviennent en position lorsque la pression disparaît. Une forcede rappel est nécessaire pour ramener le vérin à soufflet à sahauteur minimale. Cette force est généralement fournie parle poids s'exerçant sur le soufflet. La figure 2.32 présente un vérin à simple soufflet et un vérin àdouble soufflet. Figure 2.32 Vérins àsoufflet.
Champs d'application Les vérins à soufflet se prêtent à ungrand nombre d'utilisations. Leur encombrement particulièrementréduit représente un gain de place important en hauteur. En outre, leur grande flexibilitépermet d'éviter l'utilisation d'éléments de liaison etd'articulations (angle d'inclinaison jusqu'à 15°). Les vérinsà soufflet ne doivent comprimer que des matières d'œuvre oubien doivent être pourvus à leurs extrémités (courses mini/maxi) debutées de limitation de course pour éviter de surcharger la paroidu soufflet. Lafigure 2.33 montre desapplication de ce type de vérin. Figure 2.33 Exemplesd'utilisation du vérin à soufflet.
Vérin à membrane déroulante C'est un vérin à frottementsparticulièrement faibles, pour déplacement mécanique deprécision. La figure 2.34 présente ce type de vérin, à simple effet. Figure 2.34 Vérin àsimple effet.
Vérin à membrane (à simple et à doubleeffet) Ces vérins conviennent à uneutilisation légère mais développent des forces élevées malgré leurdimensions relativement compactes. Ils sont prévus pour :
La figure 2.35présente un exemple de vérin simpleeffet et de vérin double effet ainsi qu'une applicationcomme élément de serrage. Figure 2.35 Vérins àmembrane.
Vérin à faible course Grâce à leur construction compacte et leur temps de réponserapide, les vérins à faible coursese rencontrent dans des types différents :
La figure 2.36présente le type de vérinstandard. Figure 2.36 Vérin àfaible course.
Champs d'application Ces vérins à faible course sontparticulièrement adaptés aux fonctions de serrage, blocage,éjection, indexage et verrouillage de pièces dans toutes lesapplications industrielles. Le corps du vérin muni derainures permet d'adapter aisément les mini-détecteursoffrant ainsi une solution efficace et peu encombrante. Vérin à double tige traversante Il s'agit d'un vérin à double effetprésentant une tige de chaque coté.Le guidage de la tige sur deux douilles autolubrifiantes permet àce type de vérin d'absorber de faibles chargeslatérales. La figure 2.37présente ce modèle de vérin qui est uneexécution spéciale. Figure 2.37 Vérindouble tige traversante.
Champs d'application La force disponible est identique dansles deux sens. La détection de la position de la tige dépend del'implantation. Pour toutes les applications dans le domaine desconstructions mécaniques. Accessoires pour vérins : options etversions spéciales Exemples présentés :
Vérin à plusieurs positions : dos àdos Pour réaliser cette solutiontechnologique, le constructeur utilise des vérins à doubleeffet qu'il associe. Par exemple un kit de montage qui sert àrelier deux vérins de même ... Abonnez-vous maintenant et arrêtez quand vous voulez ! |
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17/03/2010 04:15:35 |
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S).
= 100 kg
Surface du piston 
