Ch 6- les recepteurs pneumatiques et hydrauliques

Systèmes hydrau. et pneum. - Ch.6 -LES RECEPTEURS PNEUMATIQUES ET HYDRAULIQUES ISET de Sousse
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Ch. 6 - LES RECEPTEURS PNEUMATIQUES ET HYDRAULIQUES
Contenu
Les récepteurs (1.5h) : Les vérins et les moteurs : principe de fonctionnement, Types, Caractéristiques (Calcul de
flambement, choix, montage et démontage, calcul de la puissance hydraulique, le rendement, couple, effort).
I - Introduction
Dans une chaine de transmission d'énergie et principalement dans les systèmes à fluide sous pression
parmi les composantes actives on s'intéresse dans ce chapitre aux actionneurs (pneumatique et
hydraulique)
La fonction globale d’un actionneur est de convertir une énergie d’entrée disponible sous une certaine
forme en une énergie de sortie utilisable pour obtenir un effet donné.
Un actionneur transforme donc la nature de l’énergie
Comparaison Energie pneumatique/Energie hydraulique
Energie pneumatique Energie hydraulique
Avantages - production: air disponible partout et en
quantité illimitée.
- transport aisé dans des conduites bon
marché.
- composants peu couteux.
- maintenance facile.
- commande simple.
- démarrage en charge.
- réglage simple.
- vitesse importante.
- rapport poids/puissance
- charge importante
- précision position
- démarrage en charge
- réglage simple
Inconvénients - source d'énergie exigeant un excellent
conditionnement (filtration)
- position imprécise (gaz compressible)
- efforts limités (pression d'utilisation de 3
à 10 bars)
- maintenance délicate
- couteux
- risque d'accidents (pression élevée)
- vitesses lentes
Exemples
d'utilisation - automatisme industriel
- outillage à grande vitesse - véhicule avec charge importante - machine outil
Les actionneurs transforment l’énergie d’un fluide sous pression en énergie mécanique (mouvement
avec effort). Ils peuvent soulever, pousser, tirer, serrer, tourner, bloquer, percuter, …
Exemples d'utilisation
Figure 1 : exemples d'utilisation de vérins

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Leur classification tient compte de la nature du fluide, pneumatique ou hydraulique, et du mode
d’action de la tige : simple effet (air comprimé admis sur une seule face du piston), double effet (air
comprimé admis sur les deux faces du piston)…
A - LES RECEPTEURS PNEUMATIQUES
1.Actionneurs pneumatiques
L’actionneur encore appelé organe moteur, sert à transformer une énergie pneumatique en travail
mécanique. Elaboré dans la partie commande, le signal de sortie est ensuite dirigé vers des
préactionneurs qui, à leur tour, pilotent les actionneurs.
Les actionneurs pneumatiques sont classés en deux groupes selon que leur mouvement est
rectiligne ou rotatif :
- mouvement rectiligne (mouvement linéaire )
- vérin simple effet
- vérin double effet
- mouvement rotatif - moteur pneumatique
- vérin oscillant
Les actionneurs pneumatiques convertissent l’énergie de puissance pneumatique en énergie mécanique
de translation, de rotation ou d’aspiration.
Leurs principales caractéristiques sont : la course, la force et la vitesse.
Parmi les actionneurs pneumatiques, on retrouve principalement les vérins, les moteurs et les
ventouses.
Typologie des énergies d'entrée et de sortie
ENERGIE D'ENTREE
ENERGIE DE SORTIE
ACTIONNEURS
p
neumatique
mécanique
Vérin pneumatique linéaire
Vérin pneumatique rotatif
Moteur pneumatique
Ventouse
hydraulique
mécanique
Vérins hydrauliques
Moteurs hydrauliques
2. Les principaux types de vérins
Les vérins sont classés par type et par fonction.
La figure ci-dessous, montre un aperçu de la classification d’actionneurs pneumatiques.

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2.1. Les vérins à simple effet (VSE)
L’ensemble tige-piston se déplace dans un seul sens sous l’action du fluide sous pression. Le retour est
effectué par un autre moyen que l’air comprimé : ressort, charge, … Pendant le retour, l’orifice
d’admission de l’air comprimé est mis à l’échappement.
Les vérins à simple effet ne sont alimentés en air comprimé que d’un seul côté. Ils ne peuvent donc
fournir un effort que dans un seul sens. Le rappel de la tige du piston est assuré par un ressort
incorporé ou par une force extérieure. Le ressort est dimensionné de manière à ramener le plus
rapidement possible le piston dans sa position initiale.
Le vérin à simple effet est doté d’un joint de piston simple, monté sur le côté où s’applique la pression.
L’étanchéité est assurée par un matériau flexible (perbunan) encastré dans un piston métallique ou en
matière plastique. Pendant le mouvement les bords d’étanchéité glissent à la surface du cylindre.
Figure 1 : exemples de vérins à simple effet
La course du vérin à simple effet est fonction de la longueur du ressort. De ce fait, les vérins à simple
effet ne dépassent jamais 80 mm environ.
a) - Principe de réalisation
 Avantages : les vérins simple effet sont économiques, simples de commande, mouvement de
retour par ressort ou par la charge et la consommation de fluide est réduite.
 Inconvénients : à course égale, ils sont plus longs que les vérins double effet ; la vitesse de la
tige est difficile à régler en pneumatique et les courses proposées sont limitées (jusqu’à
100mm).
 Utilisation : travaux simples (serrage, éjection, levage, emmanchements, …)
 Force statique développée Fs : il faut tenir compte de la force Rc du ressort comprimé, d’où:
CS RSpF
.
Figure 3 : Force statique développée par un VSE en fin de sortie de tige

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b) - Principes de réalisation et symboles normalisés
Vérin simple effet classique, rappel par ressort
Vérin simpl
e effet plat à diaphragme
Vérin simple effet à membrane, rappel par ressort
Vérin à simple effet à soufflet
Fig. : Principaux types de vérins simple effet
Exemples d'utilisation du vérin à soufflet :
Figure 4 : Utilisation du vérin à soufflet
2.2. Vérins à double effet (VDE)
L’ensemble tige-piston peut se déplacer dans les deux sens sous l’action du fluide sous pression (air
comprimé).
L’effort en poussant (sortie de la tige) est légèrement plus grand que l’effort en tirant (entrée de la tige)
car la pression n’agit pas sur la partie de surface occupée par la tige.

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Figure 5: Vérin à double effet
a) - Principe de réalisation
 Avantages : plus grande souplesse d’utilisation; réglage plus facile de la vitesse, par contrôle
du débit à l’échappement; amortissements de fin de course, réglables ou non, possibles dans un
ou dans les deux sens. Ils offrent de nombreuses réalisations et options.
 Inconvénients : ils sont plus coûteux.
 Utilisation : ce sont les vérins les plus utilisés industriellement, ils présentent un grand nombre
d’applications.
Figure 6: Vérin double effet à amortissement non réglable Figure 7 : Vérin double effet à amortissement réglable
Si des blocs en élastomère suffisent lorsque l’énergie à amortir est modérée, les dispositifs avec
tampons amortisseurs 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.
b) - Constitution d'un vérin double effet
Le vérin se compose d’un cylindre, d’une culasse avant, d’une culasse arrière, d’un piston avec joint,
d’une tige de piston, d’un coussinet, d’un joint racleur, d’un certain nombre de pièce de liaison et de
joints. Le cylindre est généralement constitué d’un tube en acier étiré sans soudure. Pour augmenter la
longévité les surfaces de glissement de cylindre sont généralement superfines. Dans certains cas, le
cylindre en alliage d’aluminium, en laiton ou en tube d’acier, la surface de glissement est alors
chromée dur.