Utilisation appropriée des manuels du fabricant (pompes hydrauliques) - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

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Utilisation appropriée des manuels du fabricant (pompes hydrauliques)

 Utilisation appropriée des manuels du fabricant

Les manuels du fabricant contiennent une foule d'informations sur les caractéristiques de fonctionnement d'une pompe hydraulique.

Ils sont de précieux outils lorsque vient le moment de choisir un type de pompe en particulier.

De plus, en consultant les manuels du fabricant, il est possible de retracer les caractéristiques de fonctionnement d'une pompe à partir de la plaque signalétique de cette dernière.

Au cours de cette étude, vous apprendrez:

  • à utiliser correctement les manuels du fabricant,
  • et à complétez des fiches de spécifications de pompes hydrauliques volumétriques.

Collecte d'informations des pompes hydrauliques

Les manuels du fabricant renferment généralement toutes les informations pertinentes concernant les caractéristiques de fonctionnement de leurs pompes.

Les informations normalement contenues dans le manuel du fabricant d'une pompe hydraulique concernent :

- le débit d'une pompe ;

- la pression de fonctionnement d'une pompe ;

- le type de fluide prescrit par le fabricant ;

- le rendement de la pompe ;

- la puissance de la pompe ;

- le niveau sonore de la pompe en fonctionnement ;

- le type d'arbre d'accouplement de la pompe ;

- le type de filet des orifices et la disposition des orifices ;

- le sens de rotation de la pompe ;

- le type de flasque ;

- les dimensions de la pompe ;

- la signification du numéro de la plaque signalétique.

Toutes ces informations sont présentées sous forme de tableaux, de graphiques, de schémas ou tout simplement de texte.

Il est également possible d'obtenir de l'information à partir du numéro de modèle.

Tableaux des pompes hydrauliques

Le débit d'une pompe dépend de :

- la cylindrée de la pompe ;

- la vitesse de rotation de la pompe ;

- la pression existant au refoulement de la pompe ;

- la viscosité du fluide déplacé par la pompe.

Pour cette raison, on trouve dans les manuels ces informations regroupées dans un même tableau.

La figure 1.53 vous présente l'exemple d'un tableau contenant des informations sur le débit de différents modèles de pompes à engrenage en fonction de ces paramètres.

Figure 1.53   Tableau - Information sur le débit des pompes.

Parker

En examinant ce tableau, vous pouvez constater:

que le modèle de pompe DO5 a une cylindrée de 1,87 cm3/tr.

Cette même pompe fournit, à une vitesse de rotation de 1 200 tr/min, un débit de 2,20 l/min sous une pression de 6,9 bars.

Toujours à une vitesse de 1 200 tr/min, si la pression au refoulement passe à 103 bars, le débit de la pompe DO5 chute à 1,59 l/min. Le débit diminue en fonction de l'augmentation de la pression au refoulement.

A une même pression au refoulement de 103 bars, si la vitesse de la pompe passe de 1 200 tr/min à 1 800 tr/min, le débit augmente et passe à 2,69 l/min.

En observant le coin supérieur droit de ce tableau, vous remarquerez que toutes ces données ont été établies en fonction d'une huile d'une viscosité de 100 SSU (Secondes Saybolt Universelles) à 49°C.

Selon le fabricant, les tableaux portant sur le débit des pompes peuvent être présentés sous diverses formes. La figure 1.54 vous présente une autre présentation de ce type de tableau.

Figure 1.54   Tableau - Information sur le débit des pompes.

Vicker

Ce tableau est divisé en deux parties:

Les données de la partie du haut correspondent à une vitesse de 1 500 tours par minute (tr/min), tandis que celles du bas concernent une vitesse de 1 800 tr/min.

Une pompe ayant le code de 25 V 12 a une cylindrée de 40 cm3/tr. Cette même pompe fournit un débit de 54,5 l/min sous une pression de 69 bars et à une vitesse de 1 500 tr/min. Remarquez que, dans ce cas, le fabricant renseigne également sur la puissance mécanique nécessaire à fournir à la pompe dans ces conditions. La puissance d'entrée à la pompe est donc de 8,2 kW.

Graphiques des pompes hydrauliques

On trouve plusieurs types de graphiques dans les manuels des fabricants.

Par exemple, des graphiques portant sur:

  • la puissance mécanique ou sur le débit en fonction de la vitesse,
  • la pression au refoulement,
  • le type de fluide utilisé.

La figure 1.55 vous montre des graphiques sur la puissance et le débit.

Figure 1.55   Graphiques - Puissance et débit.

Parker

Le graphique de gauche indique, par exemple, que la pompe DO7 nécessite:

  • une puissance mécanique approximative de 4 CV,
  • pour fonctionner à une vitesse de 3 000 tr/min,
  • sous une pression de 172 bars.

On peut rapidement déterminer la puissance requise pour entraîner une pompe en tenant compte de ceci :

  • chaque débit de 4 l/min entraîné par une pompe sous une pression de 100 bars nécessite 1 CV,

    c'est-à-dire : 1 CV = 4 l/min à 100 bars.

Voyez les exemples suivants :

Exemple n° 1

Quelle puissance mécanique faut-il fournir à une pompe pour qu'elle fournisse 40 l/min à 100 bars ?

Il faut 1 CV pour 4 l/min à 100 bars. Il faut avoir 10 fois plus de débit, donc 10 fois plus de puissance. Réponse : 10 CV.

Exemple n° 2

Quelle puissance mécanique faut-il fournir à une pompe pour qu'elle fournisse 4 l/min à 200 bars ?

Il faut 1 CV pour 4 l/min à 100 bars. Il faut avoir 2 fois plus de pression, donc 2 fois plus de puissance. Réponse : 2 CV.

Exemple n° 3

Quelle puissance mécanique faut-il fournir à une pompe pour qu'elle fournisse 20 l/min à 200 bars ?

Il faut 1 CV pour 4 l/min à 100 bars. Il faut avoir cinq fois plus de débit donc cinq fois plus de puissance. Donc, 5 CV = 20 l/min à 100 bars.

Il faut avoir deux fois plus de pression, donc deux fois plus de puissance.

Réponse : Il faut donc 10 CV pour fournir 20 l/min à 200 bars.

Quant au débit, le graphique de droite de la figure 1.55 indique que la pompe D07 fournit un débit approximatif de 7,6 l/min à 172 bars et à 3 000 tr/min.

Dans le cas des pompes volumétriques à cylindrée variable, les graphiques sont présentés sous une autre forme, laquelle est montrée à la figure 1.56.

Ce type de graphique est très fréquemment utilisé par les fabricants. Il contient les informations suivantes :

  • le débit,
  • la puissance d'entrée à la pompe (puissance mécanique ou puissance absorbée),
  • la puissance hydraulique nécessaire pour actionner le compensateur de pression,
  • le rendement volumétrique,
  • et le rendement total.

Les graphiques de la figure 1.56 sont ceux de pompes à pistons axiaux à axe droit à cylindrée variable. Ils concernent les pompes de modèles PV 250 et PV 500. Toutes les informations sont en fonction de la pression au refoulement de la pompe à 1 500 tr/min et d'un type de fluide donné.

Figure 1.56   Graphiques - Pompes à cylindrée variable.

Parker

La figure 1.56, indique:

  • le débit de cette pompe à pistons décroît lentement avec l'augmentation de la pression.
  • la puissance mécanique ou puissance absorbée à l'entrée de la pompe en fonction de la pression, et ce, pour la cylindrée maximale de la pompe.
  • La puissance hydraulique nécessaire pour actionner le compensateur de pression représente,
  • la puissance hydraulique fournie par la pompe pour maintenir une condition de cylindrée nulle (ou débit nul), c'est-à-dire pour compenser les fuites volumétriques de la pompe.

    Par exemple, pour maintenir une pression de 200 bars dans un circuit hydraulique, la pompe PV 250 doit fournir une puissance hydraulique approximative de 9 KW pour uniquement compenser ses propres fuites internes. Il est à noter que la puissance est lue sur la partie droite du graphique.

  • Finalement, cette même figure indique le rendement volumétrique et total.
 Puissance totale = puissance mécanique + puissance hydraulique

Par exemple, à une pression de 200 bars, le rendement volumétrique se situe aux alentours de 98 % et le rendement total est approximativement de 90 %, et ce, pour les deux pompes. Notez qu'à une pression de 25 bars, le rendement total chute à 65 % environ.

Ces pompes ne représenteraient donc pas les meilleurs choix pour une application à faible pression.

Schémas des pompes hydrauliques

On trouve des schémas de pompes dans les manuels des fabricants.

Sur ces schémas apparaissent les mesures dimensionnelles des pompes. Cette information peut s'avérer très importante lorsqu'on dispose d'un espace restreint pour installer une pompe.

La figure 1.57 montre des schémas types qu'on retrouve dans les manuels des fabricants.

Figure 1.57   Schémas types d'une pompe hydraulique.

Vickers

Ces schémas fournissent des informations:

  • sur l'identification des orifices d'admission et de refoulement en fonction du sens de rotation,
  • sur leur positionnement ainsi que sur la grosseur et le type de filet.

De plus, on y trouve des données relatives à l'accouplement de l'arbre de la pompe ainsi qu'au type de flasque servant au montage.

Texte des pompes hydrauliques

Plusieurs informations très importantes figurent également sous forme de texte dans les manuels.

Selon le fabricant, on peut retrouver des informations telles que :

  • des recommandations sur l'accouplement de la pompe avec sa source motrice ;
  • la filtration à respecter ;
  • le fluide hydraulique à utiliser ;
  • le poids de la pompe ;
  • le niveau sonore de la pompe ;
  • le sens de rotation (la référence est toujours prise face à l'arbre d'accouplement) ;
  • les accessoires disponibles ;
  • les précautions à prendre lors du démarrage ;
  • la vitesse et la pression de pointe (maximales).

On doit clarifier ici la notion de vitesse et de pression maximales. En fonctionnement intermittent, la pompe peut tolérer une vitesse ou une pression de pointe supérieure à la vitesse ou à la pression nominale.

 La vitesse nominale et la pression nominale sont la vitesse de rotation et la pression recommandées par le fabricant pour que la durée de vie de la pompe soit satisfaisante en fonctionnement continu.

La signification de "fonctionnement intermittent" peut varier d'un fabricant à l'autre.

Il est donc préférable de ne jamais dépasser la vitesse ou la pression nominale sans avoir préalablement fait une vérification auprès du fabricant.

Numéro de modèle des pompes hydrauliques

Le numéro de modèle du fabricant apparaissant sur la plaque signalétique d'une pompe permet d'obtenir une foule d'informations concernant les caractéristiques de fonctionnement de celle-ci.

La figure 1.58 vous présente un exemple de numéro de modèle avec sa signification. Il s'agit d'une pompe à pistons axiaux à cylindrée variable de marque Parker.

Figure 1.58   Signification du numéro de modèle d'une pompe Parker.

Parker

En observant les données inscrites sur cette figure, on peut connaître les caractéristiques de fonctionnement d'une pompe de marque Parker dont, par exemple, le numéro de modèle est PVP 16 36 _ 9R _ _ _ V.

En décomposant ce numéro de modèle on obtient les informations suivantes :

• PVP : Pompe à piston axial à cylindrée variable

• 16 : cylindrée de 16 cm3

• 36 : plage de pression au refoulement (20-250 bars)

• 9 :

- orifices d'admission et de refoulement situés sur le coté de la pompe

- raccordement de l'admission effectué à l'aide de quatre vis (filet 3/4'' SAE) et d'une bride

- raccordement du refoulement effectué à l'aide de quatre vis (filet 3/4'' SAE) et d'une bride

• R : rotation de l'arbre d'accouplement en sens horaire c'est-à-dire à droite (la pompe vue de face, face à l'arbre d'accouplement)

• V : joints d'étanchéité en Viton

Note : Viton est une marque de commerce. Ce type de joint est composé d'élastomère (caoutchouc synthétique) et de fluor (fluorélastomère).

La figure 1.59 nous montre un schéma de la pompe dont le numéro de série est PVP 1636_9R___V.

Figure 1.59   Pompe à pistons axiaux à axe droit (n° PVP 16 36 _ 9R _ _ _ V).

Parker

Notez que chaque fabricant établit son propre code relatif à la signification du numéro de modèle de ses pompes.

Cet exemple s'applique donc uniquement aux pompes de la série PVP 16 du fabricant Parker.

Il faut donc toujours s'assurer d'avoir le manuel qui correspond à la pompe.

Fiche de spécifications des pompes hydrauliques

Une fiche de spécifications est une fiche sur laquelle les caractéristiques de fonctionnement d'une pompe apparaissent d'un seul coup d'œil.

Elle est construite à partir des manuels du fabricant et permet d'éviter de perdre un temps précieux à retrouver un manuel ou une information particulière y apparaissant.

Une fiche de spécifications permet de planifier un travail d'installation ou de réparation d'une pompe.

En connaissant les caractéristiques physiques de la pompe, on est en mesure de prévoir les outils et pièces nécessaires (type de vis, flexible, de raccord), les pièces de rechange correspondant au numéro de modèle de la pompe, etc.

Il est essentiel d'avoir accès à une fiche de spécifications lors d'essais en fonctionnement d'une pompe. En effet, comment pourrait-on effectuer un essai d'une pompe et conclure à son bon fonctionnement si l'on ne connaît pas ses caractéristiques ?

Une fiche de spécifications permet donc de comparer les caractéristiques en fonctionnement avec celles fournies par le fabricant. On est ainsi en mesure de conclure au bon ou au mauvais état d'une pompe.

La figure 1.60 vous présente un exemple de fiche de spécifications d'une pompe hydraulique, tandis que la figure 1.61 montre une fiche de spécifications complétée.

Figure 1.60   Exemple de fiche de spécifications d'une pompe hydraulique.

Figure 1.61   Fiche de spécifications complétée.

En résumé sur l'utilisation appropriée des manuels du fabricant

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

Les manuels des fabricants contiennent des informations très importantes qui sont présentées sous forme de tableaux, de graphiques, de schémas ou tout simplement de textes.

- Puisque le débit d'une pompe dépend de la cylindrée, de la vitesse de rotation, de la pression existant au refoulement et de la viscosité du fluide déplacé par la pompe, ces informations sont regroupées dans un même tableau dans les manuels des fabricants.

- Le numéro de modèle du fabricant, qui apparaît sur la plaque signalétique d'une pompe, permet d'obtenir plusieurs caractéristiques de fonctionnement de cette dernière.

- Chaque fabricant établit son propre code relatif à la signification du numéro de modèle de ses pompes.

- Une fiche de spécifications est une fiche sur laquelle les caractéristiques de fonctionnement d'une pompe apparaissent d'un seul coup d'œil.

Une fiche de spécifications est construite à partir des manuels du fabricant.

- Une fiche de spécifications permet de planifier un travail d'installation ou de réparation d'une pompe.

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