Pneumatique Electropneumatique

Manuel
Festo Didactic
573032 FR
Pneumatique
Electropneumatique
Principes de base
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Référence : 573032
Version : 12/2009
Auteurs : Frank Ebel, Siegfried Idler, Georg Prede, Dieter Scholz
Graphiques : Doris Schwarzenberger
Lay-out : 26/11/2010, Frank Ebel
© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, Allemand, 2010
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Table des matières
Avant-propos ___________________________________________________________________________ 11
1 Applications d'automatisation ______________________________________________________ 13
1.1 Aperçu __________________________________________________________________________ 13
1.2 Propriétés de la pneumatique _______________________________________________________ 14
1.2.1 Critères pour fluides de travail _______________________________________________________ 15
1.2.2 Critères pour fluides de commande ___________________________________________________ 15
1.3 Développement de systèmes de commande pneumatiques _______________________________ 16
2 Terminologie de base de la pneumatique _____________________________________________ 17
2.1 Bases physiques __________________________________________________________________ 17
2.1.1 Loi de Newton ____________________________________________________________________ 17
2.1.2 Pression _________________________________________________________________________ 18
2.2 Propriétés de l'air _________________________________________________________________ 19
2.2.1 Loi de Boyle-Mariott _______________________________________________________________ 19
2.2.2 Loi de Gay-Lussac _________________________________________________________________ 20
2.2.3 Équation générale des gaz __________________________________________________________ 21
3 Production d'air comprimé et alimentation en air comprimé ______________________________ 22
3.1 Conditionnement de l'air comprimé __________________________________________________ 22
3.1.1 Conséquences d'un mauvais conditionnement de l'air comprimé __________________________ 22
3.1.2 Niveau de pression ________________________________________________________________ 23
3.2 Compresseurs ____________________________________________________________________ 23
3.2.1 Compresseurs à piston alternatif _____________________________________________________ 23
3.2.2 Compresseurs à membrane _________________________________________________________ 24
3.2.3 Compresseurs à piston rotatif _______________________________________________________ 24
3.2.4 Compresseurs à vis ________________________________________________________________ 25
3.2.5 Compresseurs non volumétriques ____________________________________________________ 25
3.2.6 Régulation _______________________________________________________________________ 25
3.2.7 Facteur de marche ________________________________________________________________ 26
3.3 Accumulateur pneumatique _________________________________________________________ 27
3.4 Déshydrateurs ___________________________________________________________________ 29
3.4.1 Déshydrateur à froid _______________________________________________________________ 30
3.4.2 Déshydrateur à adsorption _________________________________________________________ 30
3.4.3 Déshydrateur à absorption _________________________________________________________ 31
3.5 Distribution de l'air ________________________________________________________________ 34
3.5.1 Dimensionnement des tuyauteries ___________________________________________________ 34
3.5.2 Perte de charge ___________________________________________________________________ 34
3.5.3 Matériau des tuyauteries ___________________________________________________________ 35
3.5.4 Disposition des tuyauteries _________________________________________________________ 36

Table des matières
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3.6 Unité de conditionnement __________________________________________________________ 37
3.6.1 Filtres à air comprimé ______________________________________________________________ 37
3.6.2 Manodétendeur __________________________________________________________________ 39
3.6.3 Lubrificateur _____________________________________________________________________ 41
3.6.4 Combinaisons d'appareils __________________________________________________________ 43
4 Actionneurs et organes de sortie ____________________________________________________ 45
4.1 Vérins à simple effet _______________________________________________________________ 45
4.1.1 Mode de construction ______________________________________________________________ 46
4.1.2 Muscle pneumatique ______________________________________________________________ 46
4.2 Vérins à double effet ______________________________________________________________ 48
4.2.1 Vérins à amortissement en fin de course ______________________________________________ 48
4.2.2 Vérins tandem ____________________________________________________________________ 49
4.2.3 Vérins à tige de piston traversante ___________________________________________________ 50
4.2.4 Vérins multipositions ______________________________________________________________ 50
4.2.5 Vérins rotatifs ____________________________________________________________________ 51
4.2.6 Vérins oscillants __________________________________________________________________ 51
4.3 Vérins sans tige ___________________________________________________________________ 52
4.3.1 Vérins à bande ___________________________________________________________________ 52
4.3.2 Vérins à bande d'étanchéité ________________________________________________________ 52
4.3.3 Vérins à accouplement magnétique __________________________________________________ 53
4.4 Technique de manipulation _________________________________________________________ 53
4.4.1 Vérin roto-linéaire _________________________________________________________________ 54
4.4.2 Pinces pneumatiques ______________________________________________________________ 54
4.4.3 Ventouses _______________________________________________________________________ 56
4.4.4 Venturis _________________________________________________________________________ 56
4.5 Propriétés des vérins ______________________________________________________________ 58
4.5.1 Force du piston ___________________________________________________________________ 58
4.5.2 Course __________________________________________________________________________ 59
4.5.3 Vitesse du piston _________________________________________________________________ 60
4.5.4 Consommation d'air _______________________________________________________________ 60
4.6 Moteurs _________________________________________________________________________ 62
4.6.1 Moteurs à pistons _________________________________________________________________ 63
4.6.2 Moteurs à palettes ________________________________________________________________ 63
4.6.3 Moteurs à engrenages _____________________________________________________________ 64
4.6.4 Moteurs à turbine (turbomoteurs) ____________________________________________________ 64

Table des matières
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5 Distributeurs _____________________________________________________________________ 65
5.1 Missions ________________________________________________________________________ 65
5.1.1 Électrodistributeurs _______________________________________________________________ 65
5.1.2 Pilotage d'un vérin à simple effet ____________________________________________________ 65
5.1.3 Pilotage d'un vérin à double effet ____________________________________________________ 66
5.2 Architecture ______________________________________________________________________ 67
5.2.1 Distributeurs à clapets _____________________________________________________________ 68
5.2.2 Distributeurs à tiroir _______________________________________________________________ 68
5.2.3 Caractéristiques pneumatiques ______________________________________________________ 69
5.2.4 Modes de commande des distributeurs _______________________________________________ 71
5.3 Distributeurs 2/2 _________________________________________________________________ 72
5.4 Distributeurs 3/2 _________________________________________________________________ 72
5.4.1 Distributeur 3/2 à douille coulissante manuelle ________________________________________ 72
5.4.2 Distributeur 3/2 à poussoir _________________________________________________________ 73
5.4.3 Distributeur pneumatique 3/2 _______________________________________________________ 74
5.4.4 Électrodistributeur 3/2 _____________________________________________________________ 76
5.5 Distributeurs pilotés _______________________________________________________________ 78
5.5.1 Mode de fonctionnement du pilote pour distributeurs à commande manuelle ou mécanique ____ 78
5.5.2 Distributeur 3/3 piloté à galet _______________________________________________________ 78
5.5.3 Mode de fonctionnement du pilote pour distributeurs à commande électrique ________________ 80
5.5.4 Électrodistributeur 3/3 piloté _______________________________________________________ 81
5.5.5 Comparaison des distributeurs pilotés et des distributeurs à commande directe ______________ 82
5.6 Distributeurs 5/2 _________________________________________________________________ 82
5.6.1 Distributeur pneumatique 5/2 _______________________________________________________ 82
5.6.2 Distributeur pneumatique 5/2 bistable ________________________________________________ 83
5.6.3 Électrodistributeur 5/2 piloté _______________________________________________________ 85
5.6.4 Électrodistributeur 5/2 piloté bistable ________________________________________________ 86
5.7 Distributeurs 5/3 _________________________________________________________________ 87
5.7.1 Distributeurs pneumatiques 5/3 _____________________________________________________ 87
5.7.2 Électrodistributeur 5/3 piloté à centre à l'échappement __________________________________ 88
5.7.3 Influence de la position centrée ______________________________________________________ 90
5.8 Débits des distributeurs ____________________________________________________________ 91
5.9 Fonctionnement fiable des distributeurs _______________________________________________ 92
5.9.1 Montage de distributeurs à galet _____________________________________________________ 92
5.9.2 Montage des distributeurs __________________________________________________________ 92
6 Clapets, vannes de contrôle de débit et de pression, combinaisons ________________________ 93
6.1 Clapets _________________________________________________________________________ 93
6.1.1 Clapets anti-retour ________________________________________________________________ 93
6.1.2 Organes de traitement _____________________________________________________________ 93
6.1.3 Sélecteur à deux entrées : fonction ET logique __________________________________________ 94
6.1.4 Sélecteur de circuit : fonction OU logique ______________________________________________ 94
6.1.5 Soupape d'échappement rapide _____________________________________________________ 95
6.1.6 Vannes d'arrêt ___________________________________________________________________ 96