CIRCUITS DE PUISSANCE PNEUMATIQUES

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CIRCUITS DE PUISSANCE PNEUMATIQUES
I/ STRUCTURE DES SYSTEMES A ACTIONNEURS PNEUMATIQUES.
Les systèmes automatisés possèdent 3 circuits :
- un circuit de puissance ( en rouge sur les schémas suivants )
- un circuit de commande ( en vert )
- un circuit de contrôle ( en bleu )
1) STRUCTURE "TOUT PNEUMATIQUE"
Une machine à structure "tout pneumatique" comporte :
- des vérins pneumatiques,
- des distributeurs pneumatiques,
( commande et puissance )
- des capteurs pneumatiques,
- une commande pneumatique.
puissance pneumatique
capteurs
pneumatiques
signaux
pneumatiques
Commande pneumatique
2) STRUCTURE "ELECTRO-PNEUMATIQUE"
Une machine à structure "électro-pneumatique" comporte :
- des vérins pneumatiques,
- des distributeurs électro-pneumatiques,
( commande électrique et puissance
pneumatique )
- des capteurs électriques,
- une commande électrique.
capteurs
électriques
puissance pneumatique
signaux
électriques
Commande électrique
3) CRITERES DE CHOIX :
Avec l'aide du dossier "TECHNIQUES COMPAREES" complétez la page suivante
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- Quelles sont les quatres exigences qui déterminent le choix de la technologie adoptée pour
l'élaboration d'un système ?
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- Comparez les temps de commande d'un distributeur pour une distance de 1m, puis 9m, entre un
automatisme "tout pneumatique" et un automatisme "électro-pneumatique".
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- Quel type de commande choisira-t-on dans les deux cas suivants :
* Un système automatisé composé de 30 vérins fonctionne dans une atmosphère saine. Le
système ne demande pas de calcul, ni de programmation. Les capteurs peuvent être électriques
ou pneumatiques. Le personnel de maintenance est majoritairement de type mécanicien.
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* Un système automatisé remplit des cartouches de gaz inflammable. Ce système doit répondre à
plusieurs types de fabrication et s'adapter souvent à de nouveaux produits.
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Remarque : Actuellement les commandes sont presque toujours électriques sauf pour des cas très
particuliers.
II/ LES VERINS.
1) LES VERINS DOUBLE EFFET
orifices de branchement
piston
tige
flasque arrière
flasque avant
Schéma d'un vérin double effet :
Ce sont les vérins les plus couramment utilisés. Ses orifices sont alternativement soit à l'admission,
soit à l'échappement.
2) LES VERINS SIMPLE EFFET
orifice de branchement
orifice d'échappement
piston
tige
flasque arrière
ressort
flasque avant
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Schéma d'un vérin simple effet :
Dans ce cas, il n'existe qu'un orifice de mise en pression. La rentrée de la tige s'effectue par
l'intermédiaire du ressort de rappel. Ces vérins sont surtout utilisés pour des raisons de sécurité car ils
rentrent automatiquement en cas de panne d'air comprimé.
3) AMORTISSEMENT DES VERINS EN FIN DE COURSE.
Pour éviter une usure rapide des vérins due aux chocs en fin de course, on utilise le système
d'amortissement suivant :
clapet de
démarrage rapide
Un petit piston, concentrique et faisant partie du piston
principal, pénètre, en fin de course, dans un alésage pratiqué
dans le flasque ( le fond ) du vérin.
L'air prisonnier dans l'espace annulaire entre le flasque et
le piston ne peut s'échapper que par un orifice réglable,
incorporé au flasque.
Un clapet anti-retour, également intégré au flasque,
permet un démarrage à pleine puissance et aussi rapide
que le reste de la course.
échappement réglable
Remarque : Souvent, les amortisseurs non réglables sont tout simplement des butées en caoutchouc.
4) CHOIX D'UN VERIN
- type de vérin :
On choisit un vérin, simple ou double effet, avec ou sans amortissement, en fonction de son
utilisation.
Il est évident que plus on choisira un vérin performant, plus il sera cher.
- dimensions du vérin :
On calcule les dimensions d'un vérin ( diamètre et course ) en fonction de son utilisation. Puis on
choisit un vérin standard compatible avec nos résultats.
On détermine le diamètre du vérin grâce à la formule suivante :
F
effort maxi à fournir
T=
=
effort théorique que peut délivrer le vérin
P.S
T est le taux de charge du vérin compris entre 0,5 et 0,9; P la pression du fluide utilisé et S la
section du vérin.
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Exemple : Calculez les dimensions du vérin de poinçonnage suivant :
- course de poinçonnage : 20 mm
- effort maxi à fournir : 500 daN
- taux de charge : 0,8
- pression du réseau d'air comprimé : 8 bars.
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III/ LES DISTRIBUTEURS.
1) FONCTIONS PRINCIPALES D'UN DISTRIBUTEUR.
- C'est l'interface entre le signal de commande et l'actionneur.
Il permet avec un signal de commande de faible puissance de contrôler un actionneur de forte
puissance.
- Dans certains cas, il mémorise le signal de commande et évite ainsi le déplacement de la partie
opérative non commandée.
2) MODE DE FONCTIONNEMENT.
- Distributeur monostable :
Un ressort permet le retour automatique en position initiale du distributeur.
commande
ressort de rappel automatique
Dès que le distributeur n'est plus commandé, il revient en position initiale grâce au ressort.
- Distributeur bistable :
Pour changer d'état il faut nécessairement un signal commande. En l'absence de signal le
distributeur reste dans sa position.
commande 1
commande 2
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3) LA COMMANDE
- Distributeur pneumatique
La commande et la puissance sont pneumatiques :
commandes pneumatiques
puissance pneumatique
- Distributeur électro-pneumatique
La commande est électrique et la puissance est pneumatique :
commandes électriques
puissance pneumatique
4) L'APPELLATION
On repère un distributeur par 2 nombres, le premier est le nombre d'orifices du distributeur, le
second son nombre de positions.
Par exemple un distributeur 4/2 aura 4 orifices et 2 positions.
- les distributeurs 2/2 ( bloqueurs )
- les distributeurs 3/2
Remarque : Avec un distributeur 3/2 on ne peut commander qu'un vérin simple effet.
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- les distributeurs 4/2
- les distributeurs 5/2
- les distributeurs 5/3
Remarque : Les distributeurs 3 positions ne sont utilisés qu'en hydraulique pour qu'en position
centrale la pompe tourne à vide.
5) LE CALIBRE DE PASSAGE D'AIR
Ce paramètre détermine le débit d'air. Plus le distributeur est volumineux, plus il aura un débit
important.
Remarque : Vous pouvez commander un gros vérin avec un tout petit distributeur, l'effort sera le
même, mais, du fait du faible débit du distributeur, le vérin sortira tout doucement.