TC - 03/06/09 ENSIL

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Examen d’hydraulique industrielle Mix 2ème année 2008 / 2009

NOM : ……………….. Prénom : ……………….. CORRECTION Date : 27/05/2009

AUCUN DOCUMENT AUTORISE Durée : 1 heure ½

I- Eléments de circuit (8 points)

1) Vous disposez de la documentation du limiteur de pression VSPN-16A de Rexroth.

a) Sur l’extrait de ce document reproduit en page 4, indiquer par des couleurs les différentes fonctions sur le schéma et sur la vue en coupe. (Exemple : fonction réglage mécanique de la pression limite par ressort)

b) Expliquer la signification du graphique « débit-pression » donné sur ce document

2) Vous disposez de la documentation de la balance de pression VBSN-20A de Rexroth.

a) Exprimer le besoin auquel cet équipement répond et sa fonction. b) Expliquer pourquoi on associe toujours cet équipement aux limiteurs de débit. c) Dessiner les schémas développés et condensés d’un limiteur de débit réglable avec

balance de pression d) Expliquez comment est réalisée la fonction anti-retour sur ce produit (vous pouvez

numéroter les pièces sur la vue en coupe reproduit page 4 du sujet)

3) Montrer avec un schéma comment on peut construire une régulation de débit à partir d’un distributeur proportionnel.

4) Vous disposez d’un extrait de la documentation d’un distributeur 4/2 Rexroth. De quel type est-il (D, E ou F)? Justifiez votre réponse.

5) Vous disposez d’un extrait de la documentation d’un distributeur proportionnel 4/2 Rexroth du type 4WRBA. A partir de cette documentation et notamment de la vue en coupe :

a) dessiner son schéma normalisé

b) Expliquer ce qu’est le « dither » et en quoi il permet d’obtenir un « hystérésis minimal ».

6) Détermination d’un accumulateur Soit un accumulateur utilisé entre 160 et 200 bars pour des évolutions lentes à une température

constante. On désire que le volume restitué entre ces 2 pressions soit de 0,7 litre.

a) Déterminer la capacité minimale de cet accumulateur.

On choisit une capacité de 5 litres. La température de gonflage est 20°C.

b) Déterminer la pression de gonflage pour une température de fonctionnement de 40°C, puis pour une température de fonctionnement de 65°C.

II- Génération de débit (2 points) Donner les différents types de régulations de cylindrées de pompe avec des diagrammes Cy = f (P).

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III- réglage de vitesse d’une tige de vérin par la sortie. 1er cas (4 points)

Q = 30 l/mn q = 10 l/mn P0 = 150 bars S = 2s = 20 cm2

F = 1000 daN

Lors de la sortie de la tige de vérin, sa vitesse est réglée par le limiteur de débit qui ne laisse passer qu’un débit « q ».

1) Déterminer le débit q2 évacué par le limiteur de pression.

2) Déterminer la pression « p » dans la chambre annulaire du vérin (aux pertes de charges près).

3) Dans quel cas cette pression est maximale ?

4) Commenter ce résultat ; que doit on prendre comme précaution ?

5) Lors du mouvement de sortie de tige , déterminer :

a) la puissance hydraulique installée « Pi »

b) la puissance hydraulique utilisée « Pu »

c) la puissance hydraulique perdue par le laminage :

« P1 »dans l’étrangleur , « P2 » dans le limiteur de pression

d) En déduire la puissance perdue

e) Commenter ces résultats ; que doit-on préconiser pour améliorer le rendement ?

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2ème cas (6 points)

On souhaite réaliser le cycle suivant :

sortie rapide de la tige du vérin à la vitesse de 0,08 m/s (les bobines ED1 et ED2 des distributeurs 4/3 et 2/2 sont excitées)

avance contrôlée à une vitesse maximale de 0,01 m/s (la bobine ED2 est désexitée)

retour rapide de la tige du vérin

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1) calculer le débit « Q » de la pompe nécessaire pour réaliser l’avance rapide. Quelle est alors la vitesse de retour ?

2) Déterminer le tarage minimal P0 du limiteur de pression du circuit, en supposant :

• un effort résistant F = 8000 daN

• un rendement η = 0,9 du vérin

• une longueur L de canalisation de diamètre intérieur D entre la pompe et le vérin

L = 25m , D = 13,2 mm

• une huile hydraulique de densité ρ = 0,9 kg/litre et une viscosité ν = 33 cst

• une différence de pression aux bornes du distributeur Δp = 5 bars.

Rappels : le coefficient de perte de charge λ dépend du type d’écoulement.

Laminaire : λ =64 / Re ; turbulent lisse : λ =0,316.Re-1/4

; turbulent rugueux : λ =0,79.(ε/D)1/2

3) Déterminer le diamètre de la tuyauterie d’aspiration en admettant une vitesse du fluide maximale de 1,5 m/s

4) Déterminer la vitesse du fluide dans la tuyauterie de refoulement lors de l’avance rapide du vérin.

5) Calculer la puissance du moteur électrique d’entrainement de la pompe en supposant :

• Un rendement total de la pompe ηt =0,85

• Un rendement du moteur électrique ηelec = 0,9

Question I-1)

Question I-2), d)

RELIEF, PILOT OPERATED SPOOL TYPECOMMON CAVITY

VSPN-16A SIZE 16 04.12.07 - X - 27 - Z

Rev.0605 Page. AA1.060

Flow is blocked from 1 to 2 until pressure increases to meet the selected valve setting, lifting the conical, pilot-stage poppet from its seat. This action exhausts oil above the main-stage piston (spool type), allowing it to shift and provide relief flow through 2 to tank. Pressure at 2 is additive to the relief setting of the valve. Pilot operation is protected from contamination by a filter screen at the bottom of the main piston.

SPRINGSZ Adj. press.

range psi (bar)

Press. increase psi / turn (bar/turn)

Standard setting psi (bar)

(Q=5 l/min)

X=03 X=04

10 500-2000(35-140)

696(48)

551(38)

1450(100)

20 1000-4000(70-280)

1276(88)

1015(70)

2900(200)

35 2000-6000(140-420)

2030(140)

1595(110)

5000(350)

TECHNICAL DATA

Max. pressure: 6000 psi (420 bar)

Max. flow: 79 gpm (300 l/min)

Int. leakage ave. : 2900 psi 21 in3/min

(200 bar) (350 cm3/min)

Cavity : CA-16A-2N (see page CT.A.001.U)

Line bodies : see page MN1.A…

External seal kit : see page A11.012

Installation torque : 80-90 ft-lb (108-122 Nm)

Weight: 1.587 lbs (0.720 Kg)

X ADJUSTMENTS

03 Leakproof hex. socket screw

04 Handknob and locknut

OPTIONS

Ordering code Description

11.04.23.002Tamper resistant cap

Special settings available. Contact factory authorized representative for ordering code.

RELIEF, PILOT OPERATED SPOOL TYPECOMMON CAVITY

VSPN-16A SIZE 16 04.12.07 - X - 27 - Z

COUNTERBALANCE, STANDARD POPPET TYPE DIFFERENTIAL AREACOMMON CAVITYVBSN-20A SIZE 20 04.52.25 - X - 58 - Z

Rev.0605 Page. AA5.060

When pressure at 2 rises above the spring bias pressure, the check seat is pushed away from the piston and flow is allowed from 2 to 1. When load pressure at 1 rises above the pressure setting, the direct-acting, differential area relief function is activated and flow is relieved from 1 to 2. With pilot pressure at 3, the pressure setting is reduced in proportion to the stated ratio of the valve, until fully open with free-flow from 1 to 2. The spring chamber is drained to 2, and any back-pressure at 2 is additive to the pressure setting in all functions.

SPRINGSZ Adj. press.

range psi (bar)

Press. increase psi / turn (bar/turn)

Standard setting psi (bar)

(Q=5 l/min)

20 1000-3000(70-210)

1015(70)

2900(200)X = 03

35 2000-5000(140-350)

1566(108)

5000(350)

X = 10 40 2000-6000(140-420)

1958(135)

5000(350)

TECHNICAL DATA

Pressure setting: at least 1.3 times the load induced pressure

Max. pressure: 5000 psi (350 bar)

Max. flow: 85 gpm (320 l/min)

Cavity : CA-20A-3C (see page CT.A.002.U)

Line bodies : see page MN1.A…

External seal kit : see page A11.012

Installation torque : 95-110 ft-lb (128-149 Nm)

Weight: 2.469 lbs (1.120 Kg)

X PILOT RATIO

03 4 : 1

10 8 : 1

OPTIONS

Ordering code Description

11.04.23.004Tamper resistant cap

Special settings available. Contact factory authorized representative for ordering code.

COUNTERBALANCE, STANDARD POPPET TYPEDIFFERENTIAL AREACOMMON CAVITY

VBSN-20A SIZE 20 04.52.25 - X - 58 - Z