covertir4p Les convertisseurs hydrauliques Vérins

N.L.Technique FONCTION CONVERTIR: CONVERTISSEURS HYDRAULIQUES S.CHARI

SI - Convertir – Vérins page 1/4 Classe : 2 STE

Les convertisseurs hydrauliques transforment l’énergie hydraulique en énergie mécanique. On distingue : Les récepteurs pour mouvement de translation: les vérins. Les récepteurs pour mouvement de rotation: les moteurs hydrauliques.

I. VérinsI.1. DefinitionUn vérin est l’élément récepteur de l’énergie dans un circuit hydraulique. Il permet de développer uneffort très important avec une vitesse très précise.

I.2. Principaux types de vérinssymboles schémas

Vérin simple effetL’ensemble tige piston se déplace dans unseul sens sous l’action du fluide souspression. Le retour est effectué par unressort ou charge.Avantages : économique etconsommation de fluide réduite.Inconvénients : encombrant, courselimité.Utilisation : travaux simples (serrage,éjection, levage…)Vérin double effetL’ensemble tige piston peut se déplacerdans les deux sens sous l’action du fluide.L’effort en poussant est légèrement plusgrand que l’effort en tirant.Avantages : plus souple, réglage plusfacile de la vitesse, amortissement de finde course réglable.Inconvénients : plus coûteux.Utilisation : grand nombre d’applicationsindustrielsVérins spéciaux1- Vérin à tige télescopique : simple effetpermet des courses importantes tout enconservant une longueur repliéeraisonnable.

2- Vérin rotatif : l’énergie du fluide esttransformée en mouvement de rotation.L’angle de rotation peut varier de 90° à360°. Les amortissements sont possibles.

Energiehydraulique Transformer

l’énergie

Energie mécanique(Mouvement de translation)

Vérin hydraulique

Commande



I.3. Dimensionnements des vérins

I.3.1. Pour déterminer la pression (p) d’utilisation d’un vérin, il faut connaître :

La force F nécessaire à développer. La section annulaire S.

I.3.2. Détermination de la section :Application :On doit déplacer une charge de 10 T à l’aide d’un vérin. Sachant que le diamètre de la tige du vérin est de20 mm et que son alésage est de 100 mm. Calculer la pression p1 nécessaire pour pousser la charge et lapression p2 . On donne g = 9,81. Vous exprimerez vos résultats en unité légale puis en unité pratique.

I.3.3. Détermination des vitesses de sortie et de rentrée des tiges de vérins hydrauliques :

Formule classique : V = Q/S2 Avec: V est en [m/s] ; Q est en [m3/s] et S2 est en [m2]Formule pratique: V = Q/ (0.06xS2) Avec: V est en [cm/s] ; Q est en [L/mn] et S2 est en [cm2]

Application:Le piston d’un vérin a une surface de 40 cm². Ce vérin reçoit un dédit de 24 L/min. Quelle est :

La vitesse V de déplacement en sortie de tige. V = … La durée de la course si celle-ci fait 20 cm. t = ….

I.3.4. Travail et rendement d’un vérin :

Travail : L’unité de travail est le Joule. Le symbole est JApplication : Pour élever une charge de 6 000 N de 1,5 m il faut fournir un travail de : W = …………Rendement : On appelle rendement () le rapport :

dépenséePuissance

utilePuissance

dépenséeW

utileW

dépenséeEnergie

utileEnergie

I.3.5. Puissance d’un vérin :

S2S1

S = S2 – S1

Fd

S2 S1

S = S2 – S1S = x d² ou S = x r²

4

F = force utile du vérinTravail utile effectué par le vérinW = F x d

S2 )daN–N(F=P:Pression

(Pa – Bar) S (m2 – cm2 )



I.3.6. Puissance utile :P = W/t or W = F x d d’où P = F.d /t mais comme d (course) égale la vitesse v/t. Donc :

I.3.7. Puissance absorbée (hydraulique) :Caractérisée par deux grandeurs : le débit noté Q et la pression notée P. donc :

Application :Un vérin D.E. a pour section côté piston 40 cm². Il reçoit un débit de 36 L/min. La pression de service estde 80 bar. Calculer :La puissance fournie par le vérin.La puissance nécessaire au récepteur sachant que le rendement global de l’installation est de 60 %.

I.4. Application en commande proportionnelle

I.4.1. Variation de vitesse de la tige d’un vérin

I.4.2. Régulation et asservissement de la vitesse de la tige d’un vérin

P = F . V(Watt) (N) (m/s)

Consigne

- Potentiomètre- Clavier- Automate- etc ….

Tension deconsigne Uc

Carteélectronique de

puissanceUc = f(I)

Distributeurproportionnel

Débit d’huileprovenant de la

pompeA

B

1C

A

B

1C

Carteélectroniquede puissance

Uc = f(I)



pompe

Carte derégulationConsigne



Dispositif permettant demesurer la vitesse de

déplacement du vérin etde la transformer par

exemple en signal ( -10 +10 V cc )

P = Q . P(Watt) (m3/s) (Pa)



I.4.3. Asservissement en position de la tige d’un vérin

A

B

Carteélectroniquede puissance

Uc = f(I)



pompe

Carte derégulationConsigne



Potentiomètre permettantde donner une résistance

proportionnele audéplacement

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