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TD 2 Travail

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TD 2

Exercice 1
Mise en situation
Dans une aluminerie, on doit installer un mécanisme de transfert de lingots. Vous devez calculer
les paramètres, élaborer les schémas, sélectionner des composantes et prendre des mesures de
rendement à partir des caractéristiques suivantes :
- Le vérin doit travailler dans les deux sens et à 170 bars
- La pompe débite 45 l/min
- La commande du distributeur est électrohydraulique
- La vitesse de transfert est contrôlée mais le retour est libre
- La vitesse du vérin se situe entre 4.5 m/min et 9 m/min
- On doit pouvoir arrêter et maintenir la palette en position grâce au distributeur.
L’installation devra correspondre au schéma d’implantation ci-dessous

1 : distributeur
3 2 : contrôle de débit
2 3 : vérin
a : solénoïde de transfert
T b : solénoïde de retour
R
T : bouton de transfert
R : bouton de retour
S S : bouton d’arrêt
aa bb

1) Montrer en vous basant sur un croquis le sens de l’installation du clapet dans le contrôle
de débit.
2) Quel type de centre possède le distributeur ?

3) Le contrôle de débit contrôle-t-il la rentrée de fluide ou la sortie de fluide ?


La sortie de fluide
4) Quelle est l’aire du piston du vérin
S= Q/V = 45*10-3/4.5 = 0.01 m2
5) Quelle est le diamètre du piston D en mm ?
D= (4*S/pi)1/2 = (4*0.01/pi)2= 0.113 m = 113 mm
6) Quelle est la force développée par le vérin ?
F = p*S = 170*105*0.01 = 17000 N
7) Comment trouver la puissance théorique de l’unité hydraulique d’alimentation sans se
préoccuper du rendement ?
P = p*Q = 170*105*45*10-3/60 = 1 250 W = 1,25 kW
8) Choisir les composantes adéquates.
- Vérin double effets D 113x80
- Distributeur 4/3 centre P->T, A et B fermer. Commande electro-hydraulique. Rappel par
ressort
- Limiteur de débit unidirectionnel
- Pompe hydraulique à cylindré constante avec Q= 45 l/min.
- Filtre
- Limiteur de pression réglé à 180 bars.
- Moteur électrique P= 1.25 kW
- Réservoir
9) Elaborer le schéma symbolique du circuit hydraulique.
F : 85 000 N

Ø80x56x
650

a b

Circuit
hydraulique
180 bar

15 KW M 50 l/min Unité
de puissance

Exercice 2
Mise en situation
Dans une usine de fabrication, on doit exécuter le nettoyage intérieur d’une pièce en fonte. La
pièce est maintenue en place par un vérin hydraulique (étau) tandis que la rotation du mandrin est
assurée par un moteur hydraulique. Les caractéristiques de la machine sont :
- La force de maintien du vérin (6) est contrôlée par le tarage de 50 bars de la soupape de
séquence (5)
- La pression de travail maximale dépend de la soupape de sécurité de l’unité de puissance
- Le moteur hydraulique à attachement direct doit maintenir un RPM de 300 + ou – 15
RPM
- La force développée par le vérin de serrage (6) équivaut à 4000 N + ou – 100N
- Le distributeur peut être un 4/2 ou un 4/3, ce qui change la version du schéma électrique.

1 : distributeur
2 : manomètre
3 : moteur hydraulique
5 3
2 4 : clapet de retenue
4
5 : soupape de séquence
6 : vérin de serrage
1

Travail demandé
1) Exécuter les calculs des paramètres hydrauliques et mécaniques suivantes :
a- Diamètre de piston du vérin
S= F/p = 4000/(50*105) = 8 10-4 m2 = 8 cm2
D = (4*S/pi)1/2 = (4*8*10-4/pi)1/2 = 0.032 m = 32 mm
b- Cylindrée du moteur hydraulique en admettant que le débit générer par la pompe est
Qv=44 l/min (ηvp = 0.82)
Qm = Qv* ηvp = 44*0.82 = 36 l/min
Cylm = Qm/N = 36/300 = 0.12 m3
c- On donne la cylindré de la pompe Cyl = 60 cm3/tr. Calculer le couple à l’arbre de la
pompe.
Cp = p*Cyl/2*pi = 50*105*60*10-6/2*pi = 47.77 Nm
d- Déterminer la puissance à l’entraînement du moteur électrique.
P = p*Qv = 50*105*44*10-3/60 = 3 666 W = 3,6 kW

2) Choisir les composantes adéquates


- Vérin double effet D32x16
- Distributeur 4/2 a commande électrohydraulique rappel par ressort
- Valve de séquence réglé à 50 bars
- Manomètre
- Moteur hydraulique avec Cylm = 0.12 m3
- Moteur électrique de puissance P = 3.6 kW
- Limiteur de pression réglé à 60 bars
- Pompe hydraulique à cylindré fixe Cyl 60 cm3 et à un débit Qv = 44 l/min
- Réservoir
- Filtre

3) Élaborer le schéma symbolique de cette installation

50 bar 3
4
η =0.92
1 Cyl = 120 cm3
/tr
a b

60 bar

3.75 KW M 45 l/min

4) Pourquoi le moteur hydraulique amorce t-il sa rotation seulement au moment où le vérin


(6) a atteint son maximum de force ?
Le moteur hydraulique amorce sa rotation au moment ou le vérin atteint son maximum de force
car le moteur est commandé avec la valve se séquence qui s’ouvre lorsque le vérin atteint son
maximum de force (50 bars).
5) Pourquoi la soupape de séquence (5) ne possède-t-elle pas de clapet de dérivation ?
La valve de séquence ne possède pas de clapet anti-retour car le fluide n’aura jamais à circuler du
moteur vers le distributeur. Et on a déjà un clapet (4) pour fermer ce retour d’huile.
6) Quelle procédure faudrait-il employer pour faire varier la force de serrage du vérin (6) ?
Pour faire varié la force de serrage du vérin il s’agit simplement de changer le tarage de la valve
de séquence.
7) Le départ du moteur hydraulique influence-t-il la force de serrage du vérin (6) ?
Le départ du moteur hydraulique n’influe pas la force du serrage de vérin, puis que la pression
qui tient la valve de séquence ouverte doit rester constant.

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