Actionneurs en pneumatique : maintenance - Cours de Mécanique des fluides avec Maxicours

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Actionneurs en pneumatique : maintenance

Dans tous les ateliers, que ce soit dans un garage ou dans une grande entreprise, on se sert de l'air comprimé comme source d'énergie pour les différents actionneurs.

L'emploi de certains de ces actionneurs linéaires et rotatifs (vérin, moteur) est très répandu, et le travail qu'ils accomplissent sollicite des efforts extrêmes de chaque partie du composant.

Pour assurer le bon fonctionnement des actionneurs, il est donc obligatoire d'élaborer une fiche d'entretien préventif.

A cet effet, cette étude traite de l'entretien et de la réparation des composants de puissance.

1. Vérins

En pneumatique, l'utilisation d'un amortisseur dans les vérins à simple et à double effet est très répandue.

Ce besoin d'amortisseur est dû à la grande vitesse de déplacement du piston à l'intérieur des vérins. Sans amortisseur, le piston frapperait le fond et le nez du vérin avec une très grande force, ce qui occasionnerait des fuites le long des joints d'étanchéité, et par incidence, une perte de puissance.

Vous verrez, dans la sous-section qui suit, comment effectuer (la maintenance, l'entretien et la réparation) des vérins à simple et à double effet.

Vérin à simple effet :

Un vérin à simple effet travaille généralement en poussée, c'est-à-dire que la pression est utilisée seulement du côté piston. La figure suivante montre un vérin à simple effet avec ses principaux éléments.

Vérin à simple effet :

L'entretien d'un vérin se fait généralement en atelier. Avant de le retirer de son milieu, on doit connaître les anomalies de fonctionnement et tenter d'en déterminer les causes. Sinon, une inspection après démontage permettra de découvrir les bris et d'en déterminer la ou les causes.

Lors de la préparation en vue du démontage, on doit procéder à un premier nettoyage extérieur afin de s'assurer d'un démontage soigné. D'autre part, lorsqu'on fixe un vérin dans un étau, il ne faut jamais placer le tube dans l'étau mais bien le flasque arrière (ou fond), qui est beaucoup plus rigide et moins fragile.

Certains flasques (nez et fond) de vérins pneumatiques (démontables) sont retenus entre eux par des tirants (tiges d'acier). Lorsqu'ils sont démontés et que les tirants ainsi que le piston sont retirés du tube, on place les composants sur la table de façon que le vérin soit en vue éclatée.

Dans les deux flasques se trouvent des joints toriques ; il importe de vérifier l'état de leurs surfaces et la présence de craquelures. On vérifie ensuite l'usure des lèvres du joint monté sur le piston : la surface des lèvres doit être lisse et sans trace d'éraflure. Généralement, lorsque le joint à lèvres du piston est endommagé, l'intérieur du tube du vérin est éraflé (présence de rayures).

Lorsque l'on démonte un vérin pour le réparer, on doit habituellement changer tous les joints. Leur inspection indique parfois une cause possible du bris. Il est préférable de vérifier l'ovalité intérieure du cylindre, qui pourrait constituer une cause de mauvais fonctionnement. On vérifie enfin la rectitude de la tige (non déformée) ainsi que l'usure de sa surface.

Lorsque tous les composants du vérin sont vérifiés ou changés, il est très important de lubrifier chaque composant avant le montage. Il faut porter une attention particulière à l'assemblage des flasques et du tube par les tirants (emploi d'écrou autofreiné "Nylstop") afin de prévenir les fuites lors de la remise en fonctionnement.

Vérin à double effet :

Un vérin à double effet travaille en poussant et en tirant sur la tige. La figure suivante montre un vérin à double effet et ses principaux éléments.

Vérin à double effet :

Le vérin à double effet possède les mêmes composants que celui à simple effet avec quelques différences en ce qui a trait aux joints du piston et au joint d'étanchéité sur le flasque avant. Il est très fréquent en pneumatique d'utiliser des vérins avec des amortisseurs assistés d'étranglements réglables. La figure suivante montre un amortisseur sur un piston et son étranglement.

Amortisseur et étranglement :

La maintenance (l'entretien et la réparation) des vérins à double effet s'effectue de la même manière que pour les vérins à simple effet. Quand les vérins possèdent un amortissement, il est nécessaire de démonter la vis de réglage de l'amortissement et de vérifier le joint.

Vérin rotatif (vireur) :

Les vérins rotatifs ont la particularité d'être limités dans leur rotation. Ils peuvent, selon le type, faire une fraction de tour (exemple angle de rotation 280° maximum). La figure suivante montre un vérin rotatif à crémaillère et ses principaux éléments.

Vérin rotatif à crémaillère - Vue éclatée :

Maintenance :

Le démontage d'un vérin rotatif à crémaillère demande beaucoup de soin, car il est composé de plusieurs éléments. Généralement, les constructeurs fournissent un guide de maintenance indiquant l'ordre de démontage (exemple d'une vue éclatée) ainsi que les principales vérifications à faire.

Chaque élément démonté sera nettoyé, vérifié et placé sur la table suivant l'ordre du démontage. Les principaux éléments à vérifier sont les joints d'étanchéité, afin de s'assurer qu'ils ne sont pas craquelés ou écrasés ; l'intérieur du tube, afin de vérifier sa concentricité et son fini de surface ; les dents de la crémaillère et du pignon, afin de s'assurer qu'elles ne sont pas déformées.

Le montage de l'oscillateur se fait suivant l'ordre inverse du démontage et en lubrifiant chacun des éléments.

Le vérin rotatif à palette, tout en étant de conception différente, s'entretient de la même façon que le précédent. Son entretien exige la vérification des mêmes éléments, soit les joints d'étanchéité et le fini de surface de l'intérieur du bâti. La figure suivante montre un vérin à palette et ses principaux éléments.

Vérin à palette :

 

2. Moteurs pneumatiques

Les moteurs pneumatiques ont leur emploi dans de nombreuses applications dans l'industrie. Que l'on songe à des palans pneumatiques entraînés par des moteurs à pistons ou à des outils manuels actionnés par des moteurs à palettes, tous ces moteurs utilisent l'air comprimé pour accomplir un travail.

La maintenance des moteurs pneumatiques demande de la minutie lors du démontage et du montage.

Maintenance :

Les outils portatifs entraînés par des moteurs à palettes sont souvent manipulés avec rudesse, car beaucoup d'utilisateurs les considèrent comme étant indestructibles. Néanmoins, les éléments mobiles de ces moteurs sont fragiles et des chocs répétés peuvent entraîner des bris et rendre l'outil inutilisable.

La figure suivante montre les pièces que l'on doit particulièrement vérifier lors de l'entretien et de la réparation de ces moteurs.

Moteur à palettes :

Pendant le démontage, après avoir enlevé les boulons de retenue des couvercles, les premiers éléments à enlever sont les roulements, suivis des plaques avant et arrière, du rotor et de ses palettes.

Après avoir débarrassé tous ces éléments de la graisse, de l'huile et de la poussière qui les recouvrent, on examine minutieusement les roulements. Comme ce sont des moteurs qui tournent à de très grandes vitesses, les roulements sont le cœur du moteur, c'est-à-dire qu'ils supportent le rotor et ses palettes afin d'offrir une rotation parfaite. Si une légère usure est détectée, il est préférable de changer les roulements.

On vérifie l'uniformité de l'usure des palettes et on s'assure qu'elles ne sont ni éraflées ni déformées. La surface intérieure du cylindre doit être lisse et sans éraflure. Il est très important, lors de l'inspection du rotor, des palettes et du cylindre, de vérifier la longueur des palettes, celle des gorges du rotor et celle de l'intérieur du cylindre. On élimine ainsi les fuites qui peuvent être la cause de pertes de puissance.

Après avoir vérifié tous ces éléments, on lubrifie l'intérieur ainsi que tous les éléments mobiles. L'ordre du montage est l'inverse de celui du démontage.

En ce qui a trait aux moteurs à pistons, selon que le moteur est axial ou radial, les éléments qu'il importe de vérifier sont les coussinets sur l'arbre, pour les moteurs radiaux, et la plaque de support pour les moteurs axiaux. Les joints d'étanchéité sur les pistons ainsi que les cylindres doivent être inspectés soigneusement afin de détecter l'usure excessive. Les roulements de ces moteurs, comme ceux des moteurs radiaux, tolèrent uniquement le minimum d'usure.

En résumé sur les actionneurs :

L'élaboration d'une fiche de maintenance préventive de chaque composant est nécessaire pour assurer un bon suivi des bris les plus fréquents.

Les points de vérification sont semblables pour les vérins à simple et à double effet.

- Il est important de travailler proprement. Ainsi, avant le démontage, on doit nettoyer l'extérieur du vérin.

Un vérin ne sera jamais maintenu dans l'étau par le tube ou le cylindre.

- L'entretien d'un vérin exige une inspection soignée de tous les joints d'étanchéité, de l'intérieur du cylindre et du fini de surface du cylindre et de la tige.

La lubrification des éléments du vérin est nécessaire avant le montage.

- En plus de vérifier les mêmes éléments que ceux du vérin, on doit inspecter soigneusement les roulements du vérin rotatif à crémaillère.

Le vérin rotatif à palette tire son efficacité du joint d'étanchéité, qui doit donc être soigneusement vérifié.

Les moteurs pneumatiques sont composés de nombreuses pièces, qui doivent être soigneusement vérifiées.

L'étude de cette section vous a permis d'apprendre à effectuer l'entretien des actionneurs comme les vérins et les moteurs.

Dans la section suivante, vous aurez l'occasion de vous familiariser avec la réparation des composants de commande que sont les distributeurs.

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