Sélection des moteurs hydrauliques - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

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Sélection des moteurs hydrauliques

Le rôle d'un moteur hydraulique est de transformer l'énergie hydraulique fournie par la pompe en énergie mécanique sous la forme d'un couple et d'une vitesse de rotation.

Le couple que doit fournir un moteur hydraulique est déterminé par la charge à entraîner.

Une fois l'ordre de grandeur du couple déterminé, on doit choisir entre deux catégories de moteurs hydrauliques, soit :

  1. les moteurs à haute vitesse à faible couple (HSLT) ;
  2. les moteurs à basse vitesse à couple élevé (LSHT).

D'autres critères sont à prendre en considération avant de fixer son choix sur un moteur hydraulique.

1. Critères de sélection des moteurs hydrauliques

Les critères de sélection d'un moteur hydraulique sont nombreux.

Chacun d'eux a une importance plus ou moins grande selon l'utilisation du moteur.

Afin d'éviter les mauvaises surprises que peut réserver le choix hâtif d'un moteur, il est très important de tenir compte de certains critères lorsque vient le moment de sélectionner un moteur hydraulique.

Vitesse de rotation des moteurs hydrauliques :

La gamme de vitesse dépend étroitement de la catégorie de moteur :

  • à faible vitesse,
  • à haute vitesse de rotation.

Peu importe la gamme de vitesse, il faut toujours respecter la vitesse nominale prescrite par le fabricant afin d'assurer une durée de vie acceptable des pièces du moteur.

  • La vitesse nominale est la vitesse maximale à appliquer à un moteur en fonctionnement continu.
  • Il faut respecter la vitesse minimale du moteur qui assure une rotation régulière de l'arbre du moteur.

Pression des moteurs hydrauliques :

La pression à laquelle est soumis un moteur hydraulique dépend du couple et de la pression au refoulement.

La pression nominale annoncée par le fabricant est la pression maximale à laquelle un moteur doit être soumis en fonctionnement continu. Cela assure une durée de vie acceptable des composants internes.

La pression à laquelle un moteur est soumis en fonctionnement est la somme des pressions existant à l'orifice d'admission et à celui de refoulement. C'est cette somme qui doit être comparée à la pression nominale annoncée par le fabricant.

Pour calculer la pression à laquelle un moteur est soumis en fonctionnement, on utilise la méthode de calcul décrite dans l'exemple suivant.

Problème

Un couple requiert une différence (ou chute) de pression de 2 500 000 Pa entre l'orifice d'admission et celui de refoulement. La pression à l'orifice de refoulement est de 1 000 000 Pa. Le fabricant de ce moteur annonce que la pression nominale de ce moteur est de 4 000 000 Pa. Est-ce que les paramètres de fonctionnement de ce moteur respectent la pression nominale prescrite par le fabricant ?

1e étape

Déterminer la pression nécessaire à l'admission du moteur :

Chute de pression (∆p) = pression à l'admission - pression au refoulement

Pression à l'admission = chute de pression (∆p) + pression au refoulement

Pression à l'admission = 2 500 000 Pa + 1 000 000 Pa

Pression à l'admission = 3 500 000 Pa = 3 500 kPa

2e étape

Calculer la somme des pressions existant aux orifices du moteur :

Somme des pressions = pression à l'admission + pression au refoulement

Somme des pressions = 3 500 000 Pa + 1 000 000 Pa

Somme des pressions = 4 500 000 Pa = 4 500 kPa

3e étape

Comparer la somme des pressions avec la pression nominale annoncée par le fabricant :

Somme des pressions = 4 500 000 Pa = 4 500 kPa

Pression nominale = 4 000 000 Pa = 4 000 kPa

La somme des pressions est supérieure à la pression nominale. La pression nominale de ce moteur n'est donc pas respectée en fonctionnement continu.

Avant d'arrêter son choix sur un moteur hydraulique, il est donc très important de s'assurer que la valeur de la pression nominale sera respectée en fonctionnement afin d'éviter des problèmes imputables à une pression trop élevée.

Rendement des moteurs hydrauliques :

Le rendement d'un moteur hydraulique est en fonction :

  1. du couple,
  2. de la vitesse de rotation,
  3. de la pression,
  4. de la viscosité du fluide utilisé.

On doit toujours choisir un moteur hydraulique de telle sorte que celui-ci fonctionne le plus souvent possible dans une zone de rendement élevé.

2. Critères généraux des moteurs hydrauliques

Avant d'arrêter son choix sur un moteur hydraulique en particulier, il faut prendre en considération d'autres critères généraux tels que :

- le coût d'achat du moteur ;

- la compatibilité du moteur avec le fluide utilisé ;

- le type d'accouplement de l'arbre du moteur ;

- le type de raccordement et la disposition des orifices du moteur ;

- le type de flasque du moteur ;

- les dimensions du moteur ;

- la fiabilité du moteur ;

- les délais de livraison ;

- la facilité à obtenir des pièces de rechange ;

- la documentation technique proposée ;

- la réputation du fabricant.

Ces critères généraux sont essentiellement les mêmes que ceux utilisés pour sélectionner une pompe hydraulique volumétrique.

Cependant, on doit porter une attention toute particulière aux conditions de fonctionnement généralement défavorables que subit un moteur hydraulique.

Un moteur hydraulique :

  • démarre en charge,
  • subit des chocs,
  • des vibrations,
  • et son sens de rotation est souvent inversé rapidement.

De plus, un moteur hydraulique est souvent installé dans un endroit difficile d'accès et soumis aux intempéries, à la pollution de l'air et à des températures ambiantes défavorables.

Ces critères doivent nécessairement être pris en considération lors de la sélection d'un moteur.

En résumé sur la sélection des moteurs hydrauliques :

A la suite de cette étude, vous devriez retenir plus particulièrement les points suivants :

Les moteurs hydrauliques sont regroupés sous deux grandes catégories :

• les moteurs à haute vitesse à faible couple ;

• les moteurs à basse vitesse à couple élevé.

- La vitesse nominale d'un moteur hydraulique est la vitesse maximale à appliquer à un moteur en fonctionnement continu pour assurer une durée de vie acceptable des pièces internes du moteur.

- La pression nominale est la pression maximale à laquelle un moteur doit être soumis en fonctionnement continu.

- La pression à laquelle un moteur est soumis en fonctionnement est la somme des pressions existant à l'orifice d'admission et à celui de refoulement du moteur.

- Le rendement d'un moteur hydraulique est fonction du couple, de la vitesse de rotation, de la pression ainsi que de la viscosité du fluide.

- Avant d'arrêter son choix sur un moteur hydraulique, il faut prendre en considération certains critères tels que :

- le coût d'achat du moteur ;

- la compatibilité du moteur avec le fluide utilisé ;

- le type d'accouplement de l'arbre du moteur ;

- le type de raccordement et la disposition des orifices du moteur ;

- le type de flasque du moteur ;

- les dimensions du moteur ;

- la fiabilité du moteur ;

- les délais de livraison ;

- la facilité à obtenir des pièces de rechange ;

- la documentation technique proposée ;

- la réputation du fabricant ;

- les conditions de fonctionnement et l'environnement.

Vous connaissez maintenant les principaux critères à prendre en considération lors de la sélection d'un moteur hydraulique.

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