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L’énergie pneumatique

Fascicule d’exercices

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Composants pneumatiques / Renseignements pratiques 1 ACTIONNEURS PNEUMATIQUES

Les vérins pneumatiques convertissent d’une façon simple la pression d’air comprimé en un mouvement linéaire ou rotatif. Critères de choix des vérins :

Simple effet ou double effet

Pression du fluide de commande

Température ambiante

Encombrement normalisé ou non

Amorti ou non, fixation

Agressivité milieu ambiant

Effort à développer, Ø alésage, course

Cadences de fonctionnement

Prévus ou non pour détecteurs magnétiques de position

2 ELECTROVANNES ET DISTRIBUTEURS Les électrovannes et les distributeurs à 3 orifices, 2 positions (3/2) peuvent se présenter dans les versions suivantes :

Normalement Fermé à l’état repos (symbole : NF)

Normalement Ouvert à l’état repos (symbole : NO)

Universelle (symbole : U) permettant, avec un même appareil, de réaliser, suivant les raccordements, les fonctions NF ou NO ou distributrice (1 arrivée-2 départs) ou mélangeuse (2 arrivées - 1 départ)

Critères de choix entre les distributeurs à tiroir et à clapets

Dimension : Les distributeurs à tiroir de ØM5, G1/8 à G1 Les distributeurs à clapets de G1/8 à G11/2

Pilotage : Les distributeurs à tiroir possèdent deux positions stables par mémoire mécanique (bistable) Les distributeurs à clapets sont toujours à rappel par ressort (monostable).

Fonctions : Distributeurs à tiroir 3/2 NF-NO-U ; 5/2 ;5/3 Distributeurs à clapets 3/2 NF ; NO-4/2

Débit : Si dans les distributeurs à tiroir, les coefficients de débit ou Kv sont identiques aussi bien à l’admission qu’à l’échappement, ils sont plus importants à l’échappement pour certains distributeurs à clapets.

Temps de réponse : Le temps de réponse est une notion importante dans le cas de fonctionnement répétitif à cadence élevée. Les clapets ont un temps de réponse inférieur aux tiroirs.

Ces deux techniques de distribution ne se concurrencent pas, mais elles se complètent efficacement, et seuls les impératifs de fonctionnement, de débit, de temps de réponse, de cadence et de dimensions, doivent présider à leur choix.

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3 TYPES DE RACCORDEMENT DES DISTRIBUTEURS

Corps à APPLIQUE = Raccordement par l’intermédiaire d’embases simples ou juxtaposables

Corps TARAUDE = Raccordement direct sur le corps Les taraudages de raccordement des composants pneumatiques sont à la fois compatibles avec la norme ISO 228 : (G) et avec la norme ISO R7 : (Rp)

4 TRAITEMENT DE L’AIR Filtre, régulateur, lubrificateur, purgeur de canalisation, assurent un conditionnement et une protection efficaces des circuits d’air comprimé. Pour la lubrification, il est recommandé d’utiliser une huile non détergente sans additif agressif, classe VG 32 groupe 2 (ISO 3448).

5 FACILITE DE RACCORDEMENT DES CONNECTEURS Les électrovannes série 302, ainsi que les électrodistributeurs équipés de ces pilotes sont fournis avec connecteur taille 15 orientable de 90° en 90°, normalisé :

EN 175301-803, standard industriel forme C (9,4 mm) ou EN 175301-803, forme C (8 mm).

Les électrovannes série 189, ainsi que les électrodistributeurs équipés de ces pilotes sont fournis avec connecteur taille 22 orientable de 180° en 180°, normalisés:

EN 175301-803, standard industriel forme B (11 mm). Les électrovannes séries 190 et 192, ainsi que les électrodistributeurs équipés de ces pilotes sont fournis avec connecteur taille 30 orientable de 90° en 90°, normalisé :

ISO 4400 / EN 175301-803, forme A (18 mm). Possibilité d’équiper ces produits de connecteurs à sortie par câble longueur 2 mètres ou avec visualisation (Led) et protection électrique intégrées, ou avec protection par Transil (connecteur taille 30). En outre le couvercle supérieur démontable du connecteur taille 30 permet le contrôle de l’alimentation électrique de la bobine sans débrocher le connecteur et donc sans interrompre le fonctionnement de l’électrovanne.

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Composants pneumatiques / Symbolisation pneumatique 1 ACTIONNEURS PNEUMATIQUES

Vérin simple effet tige rentrée à l’état repos (SER)

Vérin double effet avec amortissement pneumatique réglable

Vérin simple effet tige sortie à l’état repos (SES)

Vérin double effet avec tige traversante

Vérin double effet non amorti

Vérin rotatif double effet

2 ELECTROVANNES ET DISTRIBUTEURS Orifices/positions :

Le repérage de la fonction (3/2, 4/2, 5/3,...) est traduit par deux chiffres :

Le premier correspond au nombre d'orifices; (Sans tenir compte des orifices de pilotage)

Le second au nombre de positions. Exemple : 3/2 = 3 orifices - 2 positions

5/3 = 5 orifices - 3 positions Le symbole comprend autant de cases que l’électrovanne ou la vanne comporte de positions.

La case de droite = position repos La case de gauche = position de travail.

2 positions 3 positions

Fonctions :

NF = normalement fermée (état repos)

NO = normalement ouverte (état repos)

U = universelle (alimentation de pression sur n’importe lequel des orifices)

Ecoulement du fluide : Les flèches dans les cases indiquent le sens de passage du fluide. Les conduites de connexion doivent aboutir à la case représentant la position repos.

Commande et rappel : Des symboles sont ajoutés sur le côté des cases pour indiquer le type de commande (à gauche) et de rappel (à droite). Exemple :

Commande électrique

Rappel ressort

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Alimentation interne et externe :

Interne Externe

3 SYMBOLISATION DES ELEMENTS DE COMMANDE ET DE RAPPEL

4 Numérotation des orifices Suivant la norme ISO 5599

Repérage des orifices principaux

Pour vanne ou distributeur 2/2 ou 3/2 : 1 : Arrivée de pression

2 : Utilisation

3 : Echappement

Sur une vanne 3/2 NO il arrive que la pression soit sur l’orifice 3 et l’échappement en 1.

Pour vanne ou distributeur 4/2 5/2 ou 5/3 : 1 : Arrivée de pression

2 et 4 : Utilisation

3 et 5 : Echappement

Repérage des orifices de pilotage : basé sur un principe fonctionnel, le repérage s'exprime par un numéro à deux chiffres (12 - 14 ou 10). Il indique la mise en liaison des orifices principaux suite à l'apparition du dit signal.

Signal 12 : établi la liaison entre orifices 1 et 2

Signal 14 : établi la liaison entre orifices 1 et 4

Signal 10 : interrompt la liaison entre 1 et 2 (cas des 2/2 et 3/2)

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EXEMPLES DES PRINCIPAUX SYMBOLES DE DISTRIBUTEURS

(1) Avec commandes manuelles sur les pilotes électriques.

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DISTRIBUTEURS A COMMANDE MUSCULAIRE ET MECANIQUE

TRAITEMENT DE L’AIR

Vanne de coupure et démarreur progressif :

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ACCESSOIRES PNEUMATIQUES Réducteur de débit unidirectionnel réglable

Silencieux Pressostat Cellule ET Cellule OU

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Liste de matériels disponible sur le tableau et leur schéma :

Capteur de type micro valve 3/2 NF (C1 à C4)

Ensemble avec Vanne de coupure + filtre régulateur + mise en air progressive

Cellule logique ET (CEL ET)

Cellule logique OU (CEL OU)

Silencieux d’échappement plastique G1/4

Régulateur, G1/4 manomètre intégré 0 10 bars

Pressostat mécanique réglable 0.5 10 bars avec raccordement pneumatique par orifice G1/4 (PR1)

Distributeur à tiroir 5/2, bistable commande et rappel pneumatique (D2)

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Distributeur à tiroir 5/2, monostable commande pneumatique et rappel différentiel (D5), Il existe aussi la version à commande électropneumatique (D9)

Distributeur à tiroir 5/2, monostable commande pneumatique et rappel par ressort (D1), Il existe aussi la version à commande électropneumatique (D4)

Distributeur à tiroir 5/3, centre ouvert W3 prévu pour commande et rappel électropneumatique (D7)

Réducteur de débit unidirectionnel en ligne (R1 à R5)

Distributeur à tiroir 5/3, centre ouvert à la pression W2 prévu pour commande et rappel électropneumatique (D6)

Distributeur à tiroir 5/3, centre fermé W1 prévu pour commande et rappel électropneumatique (D8)

Electrovanne 3/2 NF tension de pilotage 20 V DC (EV1 à EV4)

Distributeur à tiroir 5/2, bistable commande et rappel électropneumatique (D3)

Vérin compact ISO 21287 ø50 course 200mm, non amorti, double effet (V1)

Vérin ISO 15552 ø50 course 200mm, amorti pneumatique, double effet (V2)

Vérin rond ISO6432 ø25 course 50 mm, non amorti, simple effet tige rentrée (V3)

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LES EXERCICES Conseil : Avant de commencer à raccorder les tuyaux, réfléchissez à l’exercice en faisant des

schémas.

Exercice 1 :

Représenter le circuit de puissance pneumatique d’un vérin double effet piloté par un distributeur pneumatique 5/2 monostable à commande électrique.

Réaliser le tuyautage avec le vérin du haut (Vérin compact ISO 21287 ø50 course 200mm, non amorti, double effet V1).

Puis réaliser avec le vérin du milieu (Vérin ISO 15552 ø50 course 200mm, amorti pneumatique, double effet V2).

Jouer sur les vis de réglage des amortisseurs pneumatiques. Vis de réglage

Etablir vos conclusions…

Exercice 2 :

Ajouter dans le schéma un composant pour réguler la vitesse de sortie de tige. Puis réaliser avec le vérin du milieu (Vérin ISO 15552 ø50 course 200mm, amorti

pneumatique, double effet V2).

Jouer sur le réglage de la vitesse. Etablir vos conclusions..

Exercice 3 :

Refaire la même opération avec le vérin simple effet. C’est le vérin du bas du tableau (Vérin rond ISO6432 ø25 course 50 mm, non amorti, simple effet tige rentrée V3). Etablir vos conclusions.

Exercice 4 :

Représenter le circuit de puissance pneumatique d’un vérin double effet piloté par les différents distributeurs.

Réaliser les différents tuyautages avec le vérin du milieu (Vérin ISO 15552 ø50 course 200mm, amorti pneumatique, double effet V2).

Activer les différentes électrovannes et décrivez ce qui se passe. Etablir vos conclusions.

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Exercice 5 :

Réaliser le circuit suivant :

Réglage du régulateur de pression à 1.5 bars

Que se passe-t-il quand on active les électrovannes ? Réaliser le circuit suivant :

Réglage du régulateur de pression à 1.5 bars

Que se passe-t-il quand on active les électrovannes ? Etablir vos conclusions.

Exercice 6 :

Faire sortir la tige d’un vérin simple effet seulement quand deux éléments de commande sont

actionnés (Proposer deux manières).

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Exercice 7 :

Raccorder les éléments pneumatiques suivant les schémas. Et observer le comportement du

système puis expliquer.

Alimenter en air les deux chambres d’un vérin double effet.

Exercice 8 :

Raccorder les éléments pneumatiques suivant les schémas. Et observer le comportement du

système puis expliquer.

Mise en œuvre d’un régulateur de pression progressive

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Exercice 9 :

A partir de la vue en coupe des composants si dessous retrouver son nom, son schéma et

tuyauter pour piloter un vérin.

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Exercice 10 :

A partir des chronogrammes suivant définir le schéma pneumatique équivalent.

S1 : un élément de commande, S2 : capteur de fin de cours

Exercice 11 :

Mise en œuvre de deux vérins à double effet. Le premier lance le départ du second à partir de la

fin de sa course (=Départ dissocié).

0

1

0 5 10 15 20 25

S1

S1

0

1

0 5 10 15 20 25

S2

S2

-1

0

1

0 5 10 15 20 25

vérin

verin

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Exercice 12 :

Expliquer le principe de fonctionnement du système pneumatique suivant.