Cours Pneumatique
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Cours Pneumatique
Vanne de purge
Air comprimé
Air ambiant
Pour supprimer ces impuretés ou ces eaux stagnantes, il y a Le lubrificateur sert à éviter la corrosion et à
des purgeurs au point bas de chaque raccordement, et les améliorer le glissement.
canalisations ont une légère pente. 1.10.2 Sectionneur
Afin de mettre le système en ou hors énergie, on utilise un
sectionneur pneumatique. C’est une vanne de type 3/2, qui
peut être manœuvrée manuellement ou électriquement.
Son rôle est d’isoler le circuit pneu-
matique du système par rapport à la
source, et de vider ce circuit lors de
la mise hors énergie.
Une légère pente sur chaque canalisation [3] 1.10.3 Démarreur progressif
Il assure une montée progressive de la pression dans l’ins-
1.10 Conditionnement de l’air tallation en agissant sur la vitesse de remplissage du circuit.
Monté en sortie du FRL et avant le sectionneur général, il
1.10.1 Unité FRL protège les personnes d’une brusque remise en service des
Avant d’utiliser l’air, il faut le filtrer, l’assécher, le graisser actionneurs.
et réguler sa pression. Ainsi, avant chaque SAP (Système
Automatisé de Production), on place une unité de condi-
tionnement FRL (appelées aussi « Tête de ligne ») qui Montée progres-
sive de la pres-
adapte l’énergie pneumatique au système.
sion [3].
Cette unité FRL est constituée d’un Filtre, d’un mano-Ré-
gulateur et d’un Lubrificateur. 2 Ac-
tionneurs pneumatiques
L.ISAMBERT, 01/10/2023 Nom fichier : 694967249.doc Page 3 / 18
Constitution d’un vérin pneumatique double effet à amortissement réglable des deux côtés [1]
Si des blocs en élastomère suffisent lorsque l’énergie à
amortir est modérée, les dispositifs avec tampons amortis-
seurs sont recommandés aux plus hautes énergies. Dès que
le tampon entre dans son alésage, le fluide à l’échappement
est obligé de passer par l’orifice B plus petit, au lieu de
l’orifice A. La réduction du débit provoque une surpression
créant l’amortissement.
Principe du réglage de
débit [1]
d) Taux de charge :
d) Amortissement :
Une masse M en mouvement à une vitesse v possède une
énergie cinétique Ec = ½ * M.v², qu’il faut dissiper en fin
de course.
Les vérins non amortis doivent être réservés aux faibles
courses, ou associés à des amortisseurs extérieurs.
Les vérins standard disposent de dispositifs d’amortisse-
ment réglables dont les capacités sont limitées. Si le vérin
arrive en fin de course, il convient de vérifier qu’il peut ab-
sorber l’énergie cinétique des masses en mouvement. Pour
cela, il faut utiliser les abaques constructeur : on définit le
point de rencontre entre la vitesse de déplacement et la
masse à déplacer. Pour amortir cette charge, il faudra utili-
ser le vérin dont la courbe passe par ce point, ou le vérin
dont la capacité d’amortissement est immédiatement supé-
rieure à celle nécessaire.
3 Distributeurs
Ventouse [5]
Le passage de l’air dans le rétrécissement augmente la vi-
tesse de l’air et diminue sa pression (p 2 < p1). Il se crée
alors une dépression qui permet d’aspirer l’air de la ven-
touse, ou un fluide. Ce phénomène s’appelle l’effet Ventu-
ri.
Différents distributeurs [3]
3.2 Symbolisation
Un distributeur est caractérisé par :
par le nombre des orifices : 2, 3, 4 ou 5 ;
par le nombre des modes de distribution ou positions :
2 ou 3 ;
par le type de commande du pilotage assurant le chan-
gement de position : simple pilotage avec rappel par Distributeur normalement fermé (NF) : lorsqu’il n’y a
ressort ou double pilotage, avec éventuellement rappel pas de circulation du fluide à travers le distributeur en posi -
au centre par ressort dans le cas des distributeurs à 3 tion repos (ou initiale), le distributeur est dit normalement
positions ; fermé.
par la technologie de pilotage : pneumatique, électro- Distributeur normalement ouvert (NO) : c’est l’inverse
pneumatique ou mécanique ; du cas précédent ; au repos, il y a circulation du fluide à
travers le distributeur.
par la technologie de commutation : clapets, tiroirs
cylindriques, tiroirs plans. Distributeur monostable : distributeur ayant une seule po-
sition stable. Dans ce type de construction, un ressort de
3.2.1 Principe de la symbolisation rappel ramène systématiquement le dispositif dans sa posi-
Nombre de cases : il représente le nombre de positions de tion initiale, ou repos, dès que le signal de commande ou
commutation possibles, une case par position. S’il existe d’activation est interrompu.
une position intermédiaire, la case est délimitée par des Distributeur bistable : admet deux positions stables ou
traits pointillés. d’équilibre. Pour passer de l’une à l’autre, une impulsion
Flèches : dans chaque case ou position, les voies sont figu- de commande est nécessaire. Le maintien en position est
rées par des flèches indiquant le sens de circulation du assuré par adhérence ou par aimantation.
fluide entre les orifices. Leur fonctionnement peut être comparé à celui d’une mé-
T : les orifices non utilisés dans une position sont symboli- moire à deux états : 0 ou 1, oui ou non.
quement obturés par un T droit ou inversé. Le nombre des Centre fermé, pour 4/3 ou 5/3 : en position neutre ou re-
orifices est déterminé pour une position et est égal pour pos à centre fermé, le fluide ne peut pas circuler entre les
toutes les positions. chambres et les échappements, ce qui bloque la tige ou
l’arbre moteur. Il est intéressant pour un redémarrage sous
Source de pression : elle est indiquée par un cercle noirci
charge (ex : charges suspendues, etc.).
en hydraulique, clair en pneumatique.
Centre ouvert, pour un 4/3 ou un 5/3 : en position neutre,
Echappement : il est symbolisé par un triangle noirci en
à centre ouvert, le fluide peut circuler librement. La purge
hydraulique, clair en pneumatique.
des chambres et la libre circulation de la tige (libre rotation
de l’arbre moteur) sont ainsi possibles. Ce cas est intéres-
sant pour supprimer les efforts développés et faire des ré -
glages.
Il existe d’autres types de centre pour ces distributeurs.
Nor-
mali-
[1] [1]
[8]
[8]
- A partir du taux de charge et de la pression du vérin, on définit le point Y. - La course et le diamètre du vérin définissent sa cylindrée.
- A partir du temps de course, on obtient le point X. - La droite liant le point X et le point caractérisant la cylindrée du vérin per-
met d’obtenir le Kv minimum du distributeur.
3.5
Di
[8]
glage. [1]
Bloqueur 2/2 et un exemple d’implantation [1]
[3]
Sectionneur général : voir § 1.10.2.
Démarreur progressif : voir § 1.10.3. Clapet anti-retour.
Réducteurs de débit : voir § 2.2.2.
4 Accessoires
Capteurs de position sur vérin : pour indiquer à la partie
commande la position de la tige. Ce sont souvent des ILS.
6 Exercices sur les vérins [1] a. Déterminer la charge totale : effort de levage +
forces de frottement + force dynamique due à l’ac-
célération.
6.1 Exercice 1
b. En déduire le diamètre du piston.
L’effort de serrage que doit
exercer le vérin de bridage 7 Exemple d’une installation [5] [10]
est de 6500 N. Si le diamètre
d’alésage D est de 125 mm,
déterminer la pression théorique nécessaire. Que devient
cette pression s’il existe des frottements engendrant des
pertes de 5 % ?
6.2 Exercice 2
Calculer les efforts théoriquement développables, en pous-
sant et en tirant, d’un vérin (D = 100 mm et d = 25 mm) si
la pression d’utilisation est de 500 kPa (5 bars). Refaire la
question si les pertes par frottements sont de 12 %.
6.3 Exercice 3
La masse de la charge à soulever est de
700 kg (avec l’accélération de la pesan-
teur g = 9,81 m/s²). Les pertes par frotte-
ments internes sont estimées à 12%, la
pression d’alimentation en air est de 600
kPa (6 bars). Si les forces d’inertie et la
contre-pression sont négligées, détermi-
ner le diamètre du piston.
6.4 Exercice 4
Déterminer le diamètre d’un vérin capable de soulever une
charge de 100 daN lorsque la pression d’air utilisée est de
700 kPa (7 bars) et le taux de charge de 0,7. Choisir un dia -
mètre normalisé.
6.5 Exercice 5
Calculer la consommation d’air (débit par minute) d’un vé-
rin de diamètre D = 80 mm (diamètre de tige 22 mm) et
d’une course de 400 mm. 5 cycles (aller / retour) sont ef-
fectués par minute sous une pression de 600 kPa (6 bars).
6.6 Exercice 6
La course d’accélération de
la masse (800 kg) est de 10
mm dans les deux sens, puis
la vitesse reste constante à
0,5 m/s. Le frottement entre
la charge et le support est f = 0,10. La pression de l’air du
système est de 600 kPa (6 bars). Déterminer le diamètre
normalisé du piston.
6.7 Exercice 7
La course d’amortissement de la
charge de 150 kg est de 30 mm
pour une pente de 45° (vitesse
de translation 0,6 m/s, pression
d’utilisation 600 kPa). La course
d’accélération est supposée
identique à la course d’amortissement. Les pertes par frot-
tements sont évaluées à 12 %.
Le schéma de puissance pneumatique précédent représente les cir-
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Lycée Lislet Geoffroy Cours sur la pneumatique 1TSELEC, 2005 – 2006
cuits de chaînes d’action et d’alimentation en énergie. Ce schéma est constitué d’une association d’éléments permettant le
conditionnement et la distribution d’air comprimé vers l’utilisation (on peut donc distinguer trois zones). Noter qu’il existe deux
types de liaison : les liaisons en débit (puissance) en traits pleins
et les liaisons en pression (commande) en traits pointillés .
Pour le conditionnement :
Re-
Type d’appareil Fonction assurée
père
1 Raccord Raccordement à la source de pression
2 Vanne Isolement
Filtration des impuretés (eau, pous-
3 Filtre
sières…)
Régulateur de pres-
4 Maintien de la pression à une valeur réglée
sion
5 Manomètre Indication de la pression
Autorisation ou non de l’alimentation en
6 Electrovanne générale Exemple d’armoire
Exemple d’armoire
de commande
de commande
[3] [3]
air
7 Contact à pression Attestation de la présence de pression