Hydra Uli Que

IUT de Snart Dpartement Gnie Industriel et Maintenance

HYDRAULIQUE INDUSTRIELLE Cours Magistral : 10 heures Travaux Dirigs : 10 heures Travaux Pratiques : 16 heures Niveau : Licence Gnie des Systmes Industriels Objectifs :

Permettre aux tudiants d'apprhender un systme hydraulique pour en modifier le cahier des charges et lui donner une fonctionnalit supplmentaire.

Permettre aux tudiants d'apprhender un systme hydraulique pour lui redonner

la fonctionnalit pour lequel il avait t prvu, en changeant, modifiant des lments n'assurant plus leur fonction ou ayant un mode de fonctionnement dgrad.

Bibliographie :

Mannesmann Rexroth : Le cours d'hydraulique Tome 1 3 Industries et Techniques : Mcanismes Hydrauliques et Pneumatiques chez

DUNOD par J. Faisandier L'Usine Nouvelle : Aide Mmoire Hydraulique Industrielle chez DUNOD

par J. Roldan Viloria Etapes : Gnie Mcanique Automatismes Industriels chez NATHAN

par J.M. Bleux et J.L. Fanchon Sciences Industrielles : Hydrostatique 1 chez ELLIPSES

par F. Esnault et P. Bnteau Sciences Industrielles : Hydrostatique 2 chez ELLIPSES

par F. Esnault et P. Bnteau Hydraulique : Machines et composants chez EYROLLES par G. FAYET Documentation Bosh

Auteur : Thierry Boulay Professeur Agrg de gnie Mcanique

Hydraulique Licence GSI 1 / 72 Thierry Boulay


SOMMAIRE 1. Principes gnraux ------------------------------------------------------------------------------------ 5

1A. Relations entre nergie mcanique et nergie hydraulique --------------------------------- 5 1A1. La pression ----------------------------------------------------------------------------------- 5 1A2. Thorme du travail ------------------------------------------------------------------------- 5 1A3. Thorme des puissances ------------------------------------------------------------------- 5 1A4. Comportement des fluides en mouvement ----------------------------------------------- 6 1A5. Les units fondamentales ------------------------------------------------------------------- 6 1A6. Relations importantes ----------------------------------------------------------------------- 7

1B. Viscosit ------------------------------------------------------------------------------------------- 7 1B1. Viscosit dynamique (Mu) --------------------------------------------------------------- 7 1B2. Viscosit cinmatique (Nu) -------------------------------------------------------------- 8 1B3. Autres viscosits ----------------------------------------------------------------------------- 8

1C. Rgimes dcoulements ------------------------------------------------------------------------- 8 1C1. Nombre de Reynolds Re -------------------------------------------------------------------- 8 1C2. Rgime laminaire ---------------------------------------------------------------------------- 8 1C3. Rgime turbulent----------------------------------------------------------------------------- 8 1C4. Rgime transitoire --------------------------------------------------------------------------- 9

1D. Compressibilit et dilatation -------------------------------------------------------------------- 9 1D1. Coefficient de compressibilit ------------------------------------------------------------- 9 1D2. Coefficient volumique de dilatation thermique ------------------------------------------ 9

1E. Pertes de charge----------------------------------------------------------------------------------- 9 1E1. Introduction----------------------------------------------------------------------------------- 9 1E2. Pertes de charge systmatiques en rgime laminaire -----------------------------------10 1E3. Pertes de charge systmatiques en rgime turbulent lisse -----------------------------10 1E4. Pertes de charge systmatiques en rgime turbulent rugueux -------------------------10 1E5. Pertes de charge singulires ---------------------------------------------------------------11

2. Le fluide hydraulique -------------------------------------------------------------------------------- 12 2A. Produits aqueux ---------------------------------------------------------------------------------12 2B. Huiles minrales---------------------------------------------------------------------------------12 2C. Huiles de synthse-------------------------------------------------------------------------------13 2D. Caractristiques----------------------------------------------------------------------------------13

2D1. Indice de viscosit Vi-----------------------------------------------------------------------13 2D2. Point d'aniline -------------------------------------------------------------------------------14 2D3. Onctuosit -----------------------------------------------------------------------------------14 2D4. Point clair ou d'inflammabilit-----------------------------------------------------------14 2D5. Point de feu ou point de combustion -----------------------------------------------------14 2D6. Point d'auto inflammation -----------------------------------------------------------------14 2D7. Points de conglation-----------------------------------------------------------------------14 2D8. Proprits anti-corrosives ou indice d'acide---------------------------------------------15 2D9. Carbone rsiduel ----------------------------------------------------------------------------15 2D10. Comportement vis--vis de l'air ou dsmulsion--------------------------------------15 2D11. Conductibilit thermique -----------------------------------------------------------------15 2D12. Non conductibilit lectrique ------------------------------------------------------------15 2D13. Autres caractristiques--------------------------------------------------------------------15

2E. Dsignation des huiles minrales--------------------------------------------------------------16 2F. Contrles------------------------------------------------------------------------------------------16

2F1. Qualitatif -------------------------------------------------------------------------------------16 2F2. Quantitatif ------------------------------------------------------------------------------------16



3. La symbolique hydraulique ------------------------------------------------------------------------- 17 3A. Autour du rservoir -----------------------------------------------------------------------------17 3B. Autour du groupe de pompage ----------------------------------------------------------------17 3C. Autour de la distribution------------------------------------------------------------------------18 3D. Autour des actionneurs -------------------------------------------------------------------------18

4. La technologie ---------------------------------------------------------------------------------------- 19 4A. Le rservoir (voir page suivante)--------------------------------------------------------------19 4B. Le filtre -------------------------------------------------------------------------------------------19

4B1. Techniques de filtration --------------------------------------------------------------------19 4B2. Filtre tamisage-----------------------------------------------------------------------------21

4C. Les canalisations --------------------------------------------------------------------------------21 4C1. Canalisation rigide--------------------------------------------------------------------------21 4C2. Canalisation souple -------------------------------------------------------------------------21 4C3. Les raccords ---------------------------------------------------------------------------------22 4C4. Dimensionnement---------------------------------------------------------------------------24 4C5. Abaque de pertes de charge pour tubes rigides de la srie millimtrique -----------25 4C6. Dtermination de la dimension nominale de passage ----------------------------------25

4D. Les accumulateurs ------------------------------------------------------------------------------26 4D1. Leur rle -------------------------------------------------------------------------------------26 4D2. Dtermination dun accumulateur --------------------------------------------------------27

4E. Le clapet anti-retour-----------------------------------------------------------------------------29 4E1. Standard --------------------------------------------------------------------------------------29 4E2. Pilot------------------------------------------------------------------------------------------30

4F. Le limiteur de pression rglable ---------------------------------------------------------------30 4G. Le rducteur de pression -----------------------------------------------------------------------32 4H. Le limiteur de dbit -----------------------------------------------------------------------------33 4I. Le rgulateur de dbit----------------------------------------------------------------------------34 4J. Le diviseur de dbit ------------------------------------------------------------------------------36 4K. Le distributeur -----------------------------------------------------------------------------------36

4K1. A tiroir ---------------------------------------------------------------------------------------38 4K2. A clapet --------------------------------------------------------------------------------------38 4K3. Synthse sur les distributeurs -------------------------------------------------------------40

4L. La pompe -----------------------------------------------------------------------------------------40 4L1. A engrenages --------------------------------------------------------------------------------40

4L1.1 A dentures extrieures,----------------------------------------------------------------- 40 4L1.2 A dentures intrieures, ----------------------------------------------------------------- 41

4L2. A palettes-------------------------------------------------------------------------------------44 4L2.1 A stator cylindrique -------------------------------------------------------------------- 45 4L2.2 A stator en forme de came------------------------------------------------------------- 46

4L3. A pistons axiaux-----------------------------------------------------------------------------47 4L3.1 Glace fixe, bloc cylindre tournant, axe dentranement bris, cylindre fixe, -- 49 4L3.2 Plateau tournant, bloc cylindre fixe, axe dentranement align, cylindre fixe,50 4L3.3 Glace fixe, bloc cylindre tournant, axe dentranement align, cylindre variable,------------------------------------------------------------------------------------------ 51 4L3.4 Plateau fixe mais inclinable, bloc cylindre tournant, axe dentranement align, cylindre variable,------------------------------------------------------------------------------ 52

4L4. A pistons radiaux----------------------------------------------------------------------------53 4L4.1 A systme bielle manivelle------------------------------------------------------------ 53 4L4.2 A excentrique --------------------------------------------------------------------------- 55 4L4.3 A bloc cylindres excentrs ------------------------------------------------------------ 56



4L5. A pistons en lignes--------------------------------------------------------------------------57 4L6. Synthse sur les pompes -------------------------------------------------------------------58

4M. Le vrin ------------------------------------------------------------------------------------------59 4M1. Le vrin simple effet -----------------------------------------------------------------------62 4M2. Le vrin double effet-----------------------------------------------------------------------62

4M2.1 Simple----------------------------------------------------------------------------------- 62 4M2.2 Diffrentiel ----------------------------------------------------------------------------- 62 4M2.3 Double tige ----------------------------------------------------------------------------- 62

4M3. Le vrin tlescopique ----------------------------------------------------------------------62 4M4. Le vrin rotatif------------------------------------------------------------------------------62

4M4.1 A pignon crmaillre ------------------------------------------------------------------ 62 4M4.2 A palettes ------------------------------------------------------------------------------- 62

4M5. Etude dynamique---------------------------------------------------------------------------63 4M6. Raideur du vrin----------------------------------------------------------------------------63 4M7. Flambage ------------------------------------------------------------------------------------64 4M8. Amortissement------------------------------------------------------------------------------64

4N. Les moteurs --------------------------------------------------------------------------------------64 4O. Synthse sur la technologie des composants ------------------------------------------------64

5. Les solutions technologiques ----------------------------------------------------------------------- 65 5A. Le circuit ouvert ---------------------------------------------------------------------------------65 5B. Le circuit ferm----------------------------------------------------------------------------------65 5C. Diffrentes applications ------------------------------------------------------------------------65

6. Les servo mcanismes----------------------------------------------------------------------------- 65 7. Risques et Prvention en intervention ------------------------------------------------------------- 66

7A. Les risques ---------------------------------------------------------------------------------------66 7A1. Dfinition du risque et utilisation des systmes ----------------------------------------66 7A2. Le systme normatif------------------------------------------------------------------------66 7A3. Liste des risques ----------------------------------------------------------------------------67 7A4. Pour fixer les ides -------------------------------------------------------------------------68

7B. La prvention ------------------------------------------------------------------------------------68 7B1. Principales causes daccidents ------------------------------------------------------------68 7B2. Mesures prventives------------------------------------------------------------------------69

7C. La maintenance corrective ---------------------------------------------------------------------69 7D. Lhabilitation ------------------------------------------------------------------------------------70

7D1. Petite mise au point-------------------------------------------------------------------------70 7D2. La formation---------------------------------------------------------------------------------70 7D3. Les niveaux dhabilitation -----------------------------------------------------------------71

7E. Logigramme de scurit ------------------------------------------------------------------------72



HYDRAULIQUE

1. Principes gnraux

1A. Relations entre nergie mcanique et nergie hydraulique

1A1. La pression Soit une surface quelconque, ABCD (S) de centre M, le liquide exerce de chaque cot de la surface une force. Les forces sont gales et opposes.

F1=F2=F

Si on fait tendre ABCD vers O le rapport dSdF tend vers une valeur finie p que lon appelle

la pression.

1A2. Thorme du travail

Systme de transfert

(2) (1)

F2

F1 A

BC

D

M

Volume V1 Volume V2 Pression p1 Pression p2

Pour faire passer un volume V de (1) vers (2) si p1


1A4. Comportement des fluides en mouvement Principe

Q2 ; S2 ; c2 Q3 ; S3 ; c3 Q1 ; S1 ; c1

Equation de continuit Dans le cas d'un fluide qui s'coule dans un tube de section variable, le volume ou dbit qui passe par une section en un temps dtermin est le mme quelle que soit la section considre.

333222111 cSQcSQcSQ ===== On obtient alors :

- c puisque 21 c 21 SS - c puisque 23 c 23 SS

Equation de l'nergie selon Bernoulli L'nergie contenue dans un fluide qui passe dans un tube se dcompose en :

- nergie potentielle : elle dpend de la hauteur de la colonne de fluide et de la pression statique ;

- nergie cinmatique : elle dpend de la vitesse du fluide et de la pression dynamique.

De la loi de conservation de l'nergie dcoule l'quation de Bernoulli :

cstecgzp =++ 21

1A5. Les units fondamentales Par dcret du 03/05/61 modifi le 04/12/75 le systme lgal est le S.I. soit :

Le mtre (m) longueur Le kilogramme (kg) masse La seconde (s) temps Lampre (A) intensit Le kelvin (K) temprature La mole (mol) matire Le candela (cd) intensit lumineuse

A retenir : 1 bar =105 Pa 1 N/mm=1 MPa 1 N/m=1 Pa 1 ch. = 736 W T (K) = T () + 273,18



En hydraulique : Lunit est le bar. 1 bar = 1 daN/cm Les units retenues sont alors : le cm longueur la tonne masse le dca newton force En hydraulique aronautique : L'unit est le psi (Pound per Square Inch). 1000 psi = 68,944 bar Pour fixer les ides : 200 bars sont quivalents 20 000 volts

1A6. Relations importantes Travaux ou nergies F : force l : longueur

C : couple : angle p : pression V : volume U : tension I : intensit t : temps

W = F . l systme en translation W = C . systme en rotation W = p .V systme hydraulique W = U . I . t systme lectrique

Puissances

P = F . c systme en translation c : vitesse linaire : vitesse angulaire q : dbit volumique

P = C . systme en rotation P = p .q systme hydraulique P = U . I systme lectrique

1B. Viscosit

1B1. Viscosit dynamique (Mu)

dvdS

dyFd t

.

.

=

1

2 v

dy dFt

dFn dF1/2

dS

v +dv

Lunit est le Pa.s ou le Poiseuille.

fluide Temprature (C) Viscosit dynamique

(Pa.s) Masse volumique

(kg/m 3) Eau 20 10-3 998 Eau 50 0,55.10-3

Ptrole 15 1,85.10-3 800 Huile 20 10-2 4.10-2 880 950

Glycrine 20 1,49 1260



1B2. Viscosit cinmatique (Nu)

=

est la masse volumique du fluide considr. Lunit est le m/s ou le St (Stocke). Le plus souvent on utilise le centi-Stocke. 1 cSt = 1 mm/s

1B3. Autres viscosits Il existe dautres viscosits utilises mais non conformes au systme international. En Europe le degr Engler E En Angleterre la seconde de Redwood " R Au USA la seconde de Saybolt " S Il existe une numrotation SAE mais elle nest utilise que pour le graissage des moteurs thermiques.

1C. Rgimes dcoulements

1C1. Nombre de Reynolds Re : viscosit cinmatique (m/s) ou (St) d : diamtre intrieur de la conduite (m) c : vitesse d'coulement (m/s)

Re est sans unit. R

dce

=

1C2. Rgime laminaire

Champ de rpartition des vitesses Les filets fluides restent // entre eux. Dans les conduites hydrauliques de sections circulaires et lisses, on obtient un rgime laminaire tant que :

Re < 2000 A retenir : Un systme en rgime laminaire peut devenir turbulent sous l'action des vibrations induites par un moteur ou pompe.

1C3. Rgime turbulent Les filets fluides s'orientent de faon alatoire. Dans les conduites hydrauliques de sections circulaires et lisses, on obtient un rgime turbulent si :

Re > 3000



Remarque : Si Re > 105, on qualifie l'coulement de turbulent rugueux et entre 3000 et 105 de turbulent lisse.

1C4. Rgime transitoire Entre 2000 et 3000 il existe une plage d'coulement dont le rgime est dit incertain.

1D. Compressibilit et dilatation

1D1. Coefficient de compressibilit Pour les calculs de puissance et de travail dans le domaine hydrostatique le fluide utilis est considr comme incompressible mais cette notion reste essentielle pour le calcul des servomcanismes. Soit un fluide, sous une pression p dans un rcipient de volume V et obtur par un piston mobile. VOn fait varier le volume V d'une quantit V ngatipression augmente d'une quantit p positive. V Le coefficient de compressibilit est not et est df

dpdV

V= 1

On parle galement de module de compressibilit du

1=FE

A retenir : Pour les huiles minrales on a [ 10.60 EF[1250 ; 1700] exprim en MPa. 1D2. Coefficient volumique de dilatation tCe coefficient est dfini, pression constante, par :

TVV

=

A retenir : Pour les huiles minrales on a =0,7.10-3

1E. Pertes de charge

1E1. Introduction Ds qu'il y a une chute de pression p entre la sortie perte de charge.

z

So

Entre (E)

Hydraulique Licence GSI 9 / 72 ve, alors la V V-ini par : p p+p

fluide EF il est dfini par :

]1111 10.80; exprim en Pa-1. hermique

V : volume initial V : variation de volume T : variation de temprature (C)

C-1

et l'entre d'un systme, on dit qu'il y a

rtie (S)

Thierry Boulay


L'quation de Bernoulli s'crit donc pour une canalisation correspondant au schma prcdent : L'quation de Bernoulli s'crit donc pour une canalisation correspondant au schma prcdent : p : pression (Pa) c : vitesse d'coulement (m/s)

: masse volumique (kg/m3) z : cote (m) g : acclration de la pesanteur (m/s2)

( )( ) ( ) ( ) SEESESES Jzzgccpp =++ 2

22

avec JSE est l'nergie correspondant aux pertes de charge (0) en J/kg. Dans le cas d'une conduite hydraulique, la variation de cote (z) est ngligeable ainsi que la variation d'nergie cintique . On obtient alors : )( 22 ES cc ( ) SESE Jppp == Il existe 2 types de pertes de charges :

Les systmatiques ; En rgime laminaire ; En rgime turbulent lisse ; En rgime turbulent rugueux.

Les singulires. On retrouve les pertes de charges systmatiques dans les canalisations simples et les pertes de charges singulires pour toutes les anomalies dans les circuits (tranglements, coude,).

1E2. Pertes de charge systmatiques en rgime laminaire

l : longueur de la conduite (m) c : vitesse d'coulement (m/s) : masse volumique (kg/m3) d : diamtre intrieur de l'coulement (m) : viscosit cinmatique (m2/s)

d

cp2

2

= l

avec eR

64=

et dcRe

= A noter : La temprature influence la viscosit, elle influence donc aussi les pertes de charges.

1E3. Pertes de charge systmatiques en rgime turbulent lisse

dcp

2

2= l avec et 25,0316,0 = eR dcRe

=

1E4. Pertes de charge systmatiques en rgime turbulent rugueux

dcp

2

2= l avec d

= 79,0

: hauteur moyenne des asprits (mm) En pratique pour les tubes en acier souds [ ]25,0;15,0

A noter : Pour atteindre le rgime turbulent rugueux, il faut des vitesses d'coulement trs rapides donc inutilises en transmission de puissance hydrostatique.



1E5. Pertes de charge singulires

2

2cp = avec (Xi) une constante fonction de la singularit.

Configuration Valeur de la constante

1,2

Forme en "T"

0,1

0,5

2,5 3 Forme en "Y"

0,06 0,15

d/D 0,1 0,4 0,81 0,2 0,38 0,64 0,4 0,3 0,36 0,6 0,18 0,16 0,8 0,05 0,04

Rtrcissement : sens de

l'coulement

Elargissement : sens de

l'coulement

0,9 0,015 0,01

Coude

Rtrcissement

dD

R

d

90

d

D



2. Le fluide hydraulique Il existe 3 types de fluide :

les produits aqueux ( base d'eau) les huiles minrales les huiles de synthse

Les huiles minrales sont de loin les plus utilises dans les transmissions de puissances hydrauliques. Pour des cas spcifiques, on peut utiliser les 2 autres. Les produits aqueux sont des liquides base d'eau. L'huile de synthse est compose d'une structure molculaire unique.

2A. Produits aqueux L'eau est le fluide qui remplit le mieux la caractristique d'ininflammabilit. On y rajoutait souvent de la glycrine pour abaisser sa temprature de conglation ainsi qu'amliorer son pouvoir graissant. Aujourd'hui c'est le glycol qui remplace la glycrine. A noter : Le principal problme est l'vaporation de l'eau. Cela change les proprits initiales du fluide, il faut donc vrifier rgulirement les proportions du mlange et rajouter de l'eau. Les produits eau + glycol sont utiliss dans les systmes agroalimentaires. Ils retrouvent aujourd'hui aussi un intrt dans les systmes "cologiques". Eau + glycol Eau + huile Plage de temprature -20 + 60 C +5 +60 C Masse volumique (kg/dm3) 1,1 1 Prix De 2 4 fois plus cher que l'huile minrale Applications Fonderie, sidrurgie, mines, aronautique Caractristiques Prcautions d'emploi

Faible pouvoir lubrifiant Trs faible viscosit Faible dure de vie Gonflement des organes en polyurthane Utilisation de cartouches filtrantes adaptes Agressivit envers le cadmium, le zinc, le magnsium

2B. Huiles minrales L'huile minrale est obtenue par transformation chimique du ptrole.

Ptrole brut

Paraffine normale Isoparaffine naphtne

Aromatique

Hydrocarbure non satur

Hydrocarbure satur

Huile brute

Distillation sous vide

Distillation pa

benzne thylne

La composition de l'huile minrale est une chane complexe comportant gnralement : Une huile aromatique Un hydrocarbure satur de type naphtne Un hydrocarbure satur de type paraffine normale



A noter: On ajoute trs souvent des additifs pour rpondre des fonctions spcifiques assurer par le fluide. Pour viter une usure prmature du fluide hydraulique, on limite sa temprature en tout point du circuit 60C. A retenir : Le fluide hydraulique est cancrigne ; si une blessure sinfecte la suite dun contact avec un fluide hydraulique, consulter un mdecin.

2C. Huiles de synthse Esther phosphatique Hydrocarbure chlor Plage de temprature -20 + 150 C -20 + 150 C Masse volumique (kg/dm3) 1,2 1,4 Prix De 2 4 fois plus cher que l'huile minrale Applications Mines Caractristiques Prcautions d'emploi

Masse volumique importante Agressivit envers les matriaux non ferreux (tflon) Utilisation de joint en viton Filtration lente Utiliser des tuyaux de grosses sections

2D. Caractristiques

2D1. Indice de viscosit Vi Cet indice est fondamental dans le domaine de l'hydraulique industrielle. Il s'agit en effet d'un indice qui prend en compte la variation de la viscosit en fonction de la temprature.

"S

L U H

100 F 210 F temprature

Huile examine

Huile srie H

Huile srie L L'huile de srie L est une huile asphaltique ayant une variation de viscosit importante avec la temprature et laquelle on attribue un indice 0. L'huile de srie H est une huile paraffinique ayant une faible variation de viscosit avec la temprature et laquelle on attribue un indice 100. L'indice de viscosit Vi est calcul la temprature de 100F (38 C) tandis que les deux huiles de rfrence ont une viscosit 210 F (99 C) identique.

100=

HLULVi



A retenir : Pour les fluides hydrauliques, on exige un indice de viscosit proche de 100. Plus l'indice est lev moins il y a de risque que le fluide subisse un changement de viscosit avec une variation de la temprature. A froid on observe souvent des phnomnes de cavitation. La viscosit double au-del de 350 bars.

2D2. Point d'aniline Le point d'aniline est la temprature correspondant au changement d'aspect d'un mlange d'aniline et d'huile (en parties volumtriques gales) pendant son refroidissement. A haute temprature, le mlange est limpide et lors de son refroidissement il se trouble, c'est ce changement d'aspect qui donne le point d'aniline. Hydrauliquement, cette notion est trs importante car 2 huiles de caractristiques voisines (acidit, viscosit, puret,) auront des comportements diffrents envers le caoutchouc, lment largement utilis dans la fabrication des joints d'tanchit. Ce point d'aniline permet dans la plupart des cas d'utilisation de caoutchouc synthtique, de dterminer si celui-ci gonflera ou rtrcira. L'objectif est que la variation de volume du joint soit la plus faible possible. En gnral, plus le point d'aniline est lev et plus le joint se contracte, devient donc dur et cassant, et inversement plus le point d'aniline est bas (en dessous de 80) et plus le joint gonfle et devient donc mou. Une bonne valeur de PA est aux environs de 100. A retenir : Attention aux nettoyages aux hautes pressions avec des agents solvants, ils agressent les joints.

2D3. Onctuosit L'onctuosit est l'aptitude rduire les frottements entre deux surfaces. Plus la pellicule fluide interpose entre les surfaces est permanente et plus le glissement est facile et plus l'onctuosit est importante.

2D4. Point clair ou d'inflammabilit C'est la temprature laquelle il faut chauffer le fluide pour que les vapeurs produites s'enflamment au contact d'une flamme ET s'teignent aussitt. A retenir : Pour les huiles minrales il est aux environs de 120 C.

2D5. Point de feu ou point de combustion C'est la temprature laquelle il faut chauffer le fluide pour que les vapeurs produites s'enflamment au contact d'une flamme ET demeurent allumes au moins 5 secondes.

2D6. Point d'auto inflammation C'est la temprature laquelle il faut chauffer le fluide pour qu'il s'enflamme spontanment au contact de l'air.

2D7. Points de conglation Il y a 3 moments : Point de trouble : C'est la temprature o apparat une opacit due la cristallisation de la paraffine lorsque la temprature s'abaisse. Point de figeage ou d'coulement : C'est la temprature o l'huile ne peut plus s'couler. Pour les huiles minrales il est de 30C. Point de fluage : C'est le point inverse du figeage mais en partant d'une huile congele. Lorsque deux pices congeles, avec l'huile qui les entoure, redeviennent mobiles par un rchauffement lent on obtient le point de fluage.



2D8. Proprits anti-corrosives ou indice d'acide En hydraulique de nombreuses pices sont en cuivre et en acier. Il est important que le fluide n'agresse pas ces matriaux. En plongeant une lame de cuivre dans le fluide pendant 3 heures 100C on apprcie ou non la prsence d'acide dans celui-ci si il y a un changement d'aspect de la lame. L'indice d'acide est le nombre de milligramme de potasse ncessaire neutraliser 1 gramme du fluide.

2D9. Carbone rsiduel Aprs chauffage sous certaines conditions du fluide tudi il ne reste plus que du coke. L'importance et l'aspect de celui-ci renseigne sur l'aptitude du fluide ne pas trop se dposer sur les parois lors d'utilisation des tempratures trs leves.

2D10. Comportement vis--vis de l'air ou dsmulsion Tout fluide est capable d'absorber une certaine quantit d'air sans pour autant que ses caractristiques soient notablement modifies.

Molcules d'huile

Molcules d'air

Au del d'une certaine quantit d'air le fluide est "diminu" car les molcules d'air se juxtaposent. On dfinit donc un coefficient de solubilit appel coefficient de Bunsen ou d'Oswald. La quantit d'air est proportionnelle la pression. Il est donc trs important dans les systmes hydrauliques d'en tenir compte. Plus la pression est leve et moins il y a d'air. A retenir : Pour l'air dans l'huile le coefficient vaut 0,09soit environ 10 % Pour l'air dans l'eau le coefficient vaut 0,02 A noter : Pour des tempratures, du fluide, suprieures 60C, chaque tranche de 10C supplmentaire, double loxydation lair ; il faut penser alors le refroidir.

2D11. Conductibilit thermique Elle caractrise l'aptitude du fluide vacuer la chaleur produite par les divers frottements mcanique ou hydraulique. Un mauvais refroidissement par conduction du fluide peut obliger l'adjonction d'un changeur huile air.

2D12. Non conductibilit lectrique Elle caractrise l'aptitude du fluide ne pas conduire l'lectricit en cas de court-circuit. Il est important pour le bon fonctionnement des organes lectriques que la continuit lectrique ne soit pas remise en cause par une fuite de courant par le fluide hydraulique.

2D13. Autres caractristiques Un certain nombre d'autres caractristiques permet d'amliorer le fluide, il s'agit :

Du pouvoir dtergent : Caractrise l'aptitude du fluide nettoyer en permanence les surfaces contamines dans lequel il circule.

Du pouvoir de dsaration : Caractrise l'aptitude du fluide permettre aux bulles d'air de remonter la surface, au niveau de la bche.



Du pouvoir anti-usure : Caractrise l'aptitude du fluide limiter l'usure des pices mtalliques en mouvement son contact.

Du pouvoir anti-mousse : Caractrise l'aptitude du fluide s'opposer la formation de mousse en surface lors des remontes de bulles d'air.

2E. Dsignation des huiles minrales Elle est tablie partir de la norme ISO ASTM. International Standard Organisation American Society for Testing and Materials.

ISO VG 100

100 : viscosit cinmatique en mm2/s 40 C Il s'agit d'une classe de viscosit, on aura donc une valeur mini et une valeur maxi autour de la valeur nominale. Il existe 7 classes : 15 ; 22 ; 32 ; 46 ; 68 ; 100 et 150.

Classe 15 22 32 46 68 100 150 Mini 13.5 19.8 28.8 41.4 61.2 90 135 Maxi 16.5 24.2 35.2 50.6 74.8 110 165

Viscosit exprime en mm/s Pour chaque classe il existe 5 catgories HH ; HL ; HM ; HV et HG allant de la plus simple la plus labore.

HH : huile minrale brute HL : HH + pouvoir anti-rouille + pouvoir anti-oxydation HM : HL + pouvoir anti-usure HV : HM + viscosit leve HG : HM + anti-stick-lip (broutement)

2F. Contrles

2F1. Qualitatif Effets Causes

Visuel Mousse couleur particules Eau, air Oxydation par l'air mtaux Auditif Bruits anormaux Air dans le circuit Olfactif Odeurs anormales Fluide en dcomposition du leve

2F2. Quantitatif Il est effectu sur un chantillon prlev ( 1 l ). C'est le fabricant d'huile qui fournit le flacon et effectue le contrle, il vrifie :

La couleur ; La viscosit ; La teneur en eau ; La prsence de composes ; La prsence d'additifs ; La prsence de sdiments ; Le nombre de particules et leur taille ;



Il existe 14 classes de pollution. On fait passer sur un filtre de 1m 100cm3 de fluide, on dnombre alors les particules en fonction de leur taille. Norme AFNOR E 48-651 de novembre 1973.

Classe Taille des particules

(m) 00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5-15 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000 32000 64000 128000 256000 521000 1024000

15-25 22 44 89 178 356 712 1425 2850 5700 11400 22800 45600 91200 182400 25-50 4 8 16 32 63 126 253 506 1012 2025 4050 8100 16200 32400 50-100 1 2 3 6 11 22 45 90 180 360 720 1440 2880 5760 >100 0 0 1 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024

Bon circuit hydraulique Critique mdiocre Liquide l'tat de rception A ne pas utiliser

A noter : Lhuile se retraite, avec 3 litres dhuile usage, on en refait 2 litres. Attention toutefois ce quelle ne soit pas chlore car lopration est alors impossible. Si elle est trop pollue, elle est incinre.

3. La symbolique hydraulique On peut dcomposer la constitution d'un systme hydraulique en 4 zones.

Le rservoir ; Le groupe de pompage et sa protection : c'est lui qui dlivre le dbit ; Le systme de distribution ; Les actionneurs : ce sont eux qui demandent la pression en fonction de la charge.

3A. Autour du rservoir

Canalisation de retour

Canalisation de travail

Accumulateur

Rchauffeur

RefroidisseurFiltre

Manomtre

Canalisation de pilotage

Rservoir

3B. Autour du groupe de pompage

Pompe cylindre fixe et un sens de flux Clapet anti-retour

Sans ressort

Pompe cylindre variable et un sens de flux

Pompe cylindre fixe et deux sens de flux

Limiteur de pression rglable

Clapet anti-retour pilot

Clapet anti-retour

avec ressort



3C. Autour de la distribution Distributeur

Commande lectrique

5 voies / 2 positions

Poussoir Poulie Ressort

Gnral Poussoir Pdale Levier

Commande manuelle

Commande mcanique

deux enroulements un enroulement Exemple :

Distributeur 4 voies / 3 positions commandes lectrique et position normale au centre

Vanne d'isolement

3D. Autour des actionneurs robinet

Moteur cylindre fixe et deux sens de flux

Moteur cylindre fixe et un sens de flux

Schma simplifi d'un vrin simple effet rappel par ressort

Vrin rotatif

Schma dtaill d'un vrin double effet avec amortisseur arrire rglable

Rducteur de dbit rglable



4. La technologie

4A. Le rservoir (voir page suivante) Il sert stocker le fluide, une grande capacit est ncessaire pour assurer le refroidissement et sa dsaration. En outre il doit permettre la vidange et la visualisation du niveau. Sur le couvercle est fix le groupe moto-pompe avec un manomtre et clapet by-pass. A retenir :

La cloison sert de refroidisseur par conduction avec le milieu extrieur. Cette cloison de stabilisation permet aussi de sparer la chambre d'aspiration de la chambre de retour.

En circuit ouvert la quantit convenable estime est de 3 fois le volume refoul par la pompe pendant 1 minute.

Le filtre l'admission est en gnral une crpine de 150 m. La vidange s'effectue gnralement toutes les 2000 3000 heures ou au moins une

fois par an. Au niveau du remplissage un filtre de 10 20 m est install, le filtre doit en fait avoir un pouvoir suprieur au besoin.

Les tuyauteries de refoulement et daspiration seront coupes en biseau et tournes vers lextrieur de la paroi.

Sur lun des bouchons de vidange, placer un robinet qui permettra dvacuer leau du fond du bac. Pour les systmes qui fonctionnent souvent, il y a condensation rgulire et il faut prvoir une purge toute les semaines.

Pour respecter les nouvelles directives environnementales, il doit y avoir autour du rservoir un bac de rcupration du fluide hydraulique, ce bac doit tre capable daccueillir la quantit de fluide quil y a dans le circuit.

Le clapet by-pass est ouvert au repos et permet au dmarrage dviter le pic de pression Quand la pompe est en rgime tablie, on actionne le by-pass.

4B. Le filtre Elment indispensable, il retient les particules solides et vite les grippages, les rayures et donc participe l'augmentation de la MTBF. Si les jeux dun mcanisme hydraulique sont de lordre de 5 m, il est ncessaire de filtrer le fluide avec un tamis de 3 4 m. 4B1. Techniques de filtration Il existe 3 techniques.

Par tamisage : le fluide passe dans un filtre (papier, toile, fibres,) Inconvnient : occasionne des pertes de charge singulires leves ;

Par effet magntique : les particules magntiques sont attires Inconvnient : ne retient que les particules magntiques ;

Par dcantation : les particules tombent dans la rserve Inconvnient : la masse volumique de la particule doit tre suprieure celle du fluide.



LE RESERVOIR



4B2. Filtre tamisage C'est le filtre le plus utilis. On le trouvait au niveau de l'aspiration mais il cre des cavitations et est donc maintenant install sur la boucle de retour. Il est galement install sur les lments eux mmes pour les protger. Les toiles mtalliques ont un pouvoir de filtration jusqu' 20 m. Les toiles de papier imprgn ont elles un pouvoir de rtention des particules jusqu' 5 m. Pour le nettoyage des toiles mtalliques on utilise des bains ultrasons. Les toiles de papier sont jetables. Pour les systmes pollus rapidement (systmes avec beaucoup de vrins), on peut dialyser le systme pendant les priodes de repos.

4C. Les canalisations Elles doivent rsister la pression et aux agressions intrieures et extrieures. Elles ne doivent pas engendrer de grandes pertes de charge. Leur dimensionnement est normalis. Il existe deux types de canalisations :

Les rigides ; Les souples.

A retenir : Au niveau des raccordements, le diamtre de passage du fluide est souvent plus petit que le diamtre intrieur de la canalisation. Il faut donc limiter les raccords inutiles qui engendrent de nombreuses pertes de charge. Les nouvelles directives europennes imposent pour les canalisations flexibles un anti-fouettement et une anti-aspersion. Elle est principalement ralise par un cble qui empche le tuyau de fouetter et donc aussi dasperger.

4C1. Canalisation rigide Il s'agit le plus souvent de tube sans soudure (tirage froid) vitant ainsi, lors du cintrage, de faire apparatre des particules. Matriau : - Tu 37 b (type standard) E235 lectro-zingu l'extrieur - 35 Cr Ni Ti 72 40 (si risque d'oxydation important) A noter : Les tubes doivent tre livrs bouchs aux extrmits et remplis de gaz neutre. S'il n'en est pas ainsi il faut les nettoyer nergiquement avec de la soude pour enlever les particules organiques puis les rincer puis les nettoyer une nouvelle fois au tri chlore pour enlever les graisses.

4C2. Canalisation souple Il s'agit d'lastomre renforc de fibres mtalliques soit en nappes soit en tresses, sur plusieurs couches. La temprature d'utilisation doit tre comprise entre 40C et +120C.



A retenir : Si lon peut maintenir la main sur une canalisation flexible alors le fluide lintrieur est en dessous de 70C. A noter : Les pertes de charge dans les canalisations flexibles sont trs importantes, il convient donc de limiter leur utilisation aux systmes ayant des mouvements de translations.

Rgles de montage des tuyauteries souples :

4C3. Les raccords Il s'agit des lments de jonction entre les conduits ou appareils. Ils sont raliss selon diffrentes techniques :

Raccord bride ; Raccord viss ; Raccord panouissement ; Raccord olive ; Raccord de flexible ; Raccord dmontable tanche.



RACCORD A BRIDE Il est ralis sur le principe de la compression d'un joint intercal entre deux faces d'appui.

RACCORD VISSE

Une zone sphrique est rapporte la canalisation par soudage. Un crou concentrique au tube assure le maintien entre les lments. Il est moins encombrant que le prcdent.

RACCORD A EPANOUISSEMENT Ce raccord est plus simple que le prcdent mais moins rsistant aux vibrations et donc moins endurant.

RACCORD A OLIVE

L'olive est en laiton et vient se dformer lors du serrage. Le montage est trs rapide mais pour des dmontages frquents il est dconseill.

L'olive peut tre en acier trait. Elle doit alors prsenter une arte vive. Systme trs utilis en aronautique.

RACCORD DE FLEXIBLE Ils sont livrs monts par le fabricant et par consquent non rparables.



RACCORD DEMONTABLE ETANCHE Ils doivent tre exclusivement utiliss pour les essais des quipements hydrauliques. Les deux jonctions s'obturent automatiquement. L'accouplement peut s'effectuer soit par vissage soit par clips billes.

4C4. Dimensionnement Il faut y faire particulirement attention. En effet il en existe deux sries, soit en millimtres soit au pas du gaz ; les deux tant bien sr non compatibles. A noter : il existe une pression dpreuve pour les canalisations, elle est 1.5 fois suprieure la pression de service.

Srie millimtrique pour les tubes rigides : Dsignation

(mm) D extrieur

(mm) d intrieur

(mm) Epaisseur

(mm)

Pression de service (bar)

Pression de rupture (bar)

Masse linique (kg/m)

4 x 6 6 4 1 508 1385 0,123 6 x 8 8 6 1 367 1000 0,173 8 x 10 10 8 1 287 783 0,222 10 x 12 12 10 1 236 643 0,271 12 x 14 14 12 1 200 545 0,321 14 x 16 16 14 1 174 474 0,370 15 x 18 18 15 1,5 238 643 0,610 17 x 20 20 17 1,5 211 575 0,684 19 x 22 22 19 1,5 191 519 0,758 19 x 25 25 19 3 351 956 1,630 22 x 28 28 22 3 309 867 1,850 24 x 30 30 24 3 287 783 2,000 30 x 38 38 30 4 303 828 3,354 40 x 50 50 40 5 287 873 5,548

Srie gaz pour les tubes rigides :

Dsignation (pouce)

D extrieur (mm)

d intrieur(mm)

Epaisseur (mm)

Pression de service

(bar)

Pression de rupture

(bar)


13,25 8,75 2,25 528 1440 0,610 3/8 16,75 12,25 2,25 397 1084 0,805 21,25 15,75 2,75 382 1043 1,250 26,75 21,25 2,75 296 800 1,630 1 33,50 27,00 3,25 278 758 2,420

1 42,25 33,75 3,25 216 590 3,130 1 48,25 40,15 4,04 238 648 4,404



Srie gaz pour les tubes souples 6 nappes d'acier : Dsignation

(pouce) D extrieur

(mm) d intrieur

(mm)

Pression de service

(bar)

Pression de rupture

(bar)


27,5 22 200 2068 1,37 32,5 29 240 1379 1,70 1 39,7 36 300 1379 2,28

1 50,6 47 419 1379 3,71 1 58,1 54 508 1379 4,91 2 73 68 635 1379 7,36

4C5. Abaque de pertes de charge pour tubes rigides de la srie millimtrique

Dans une mme installation hydraulique, les dimensions des canalisations sont diffrentes selon leur destination et donc les vitesses d'coulement aussi : Aspiration : 0,6 m/s si =150 mm/s 0,75 m/s si =100 mm/s 1,2 m/s si =50 mm/s 1,3 m/s si =30 mm/s Travail sur machines fixes : avec entre 30 et 150 2,8 m/s si p=25 bar 3,8 m/s si p=50 bar 4,8 m/s si p=100 bar 5,5 m/s si p=200 bar 6 m/s si p>200 bar Sur les machines mobiles les vitesses sont multiplier par 1,2 2 Retour : 2 3 m/s Drainage : 1 1,5 m/s

4C6. Dtermination de la dimension nominale de passage Le diamtre intrieur di est fonction du dbit et des caractristiques du fluide hydraulique. On obtient partir de l'quation de continuit :

cqdi

= 4 c : vitesse d'coulement (m/s)

q : dbit (m3/s) di : diamtre intrieur de l'coulement (m)



4D. Les accumulateurs

4D1. Leur rle Leur rle est de stocker un certain volume de fluide sous pression pour le restituer en fonction des besoins. Ils sont aussi utiliss pour les commandes d'urgence (terminer un mouvement, actionner un frein,) ou pour amortir les chocs dans les dmarrages des installations. Le principe est simple : une chambre deux orifices spars par un lment tanche. L'un des orifices est reli au systme et l'autre permet le remplissage avant utilisation d'un gaz gnrant un contre effort. Le gaz utilis est l'azote (gaz inerte). Il en existe 3 principaux types :

A membrane (soude ou visse). A piston ; A vessie ;

Pour viter l'extrusion de la membrane

Orifice de la tuyauterie de service

Orifice de remplissage de l'azote

Clapet d'ouverture automatique

A noter : La vrification des accumulateurs est rglemente. Le premier contrle est effectuer au bout de 10 ans et ensuite tous les 5 ans.



A retenir : Lors des arrts des systmes pour les maintenir, faire attention aux accumulateurs qui conservent la pression sauf si celle-ci est vacue. Mettre si cela est possible le systme de protection de laccumulateur et de lagent conformment la solution suivante :

Limiteur de pression NON rglable de surcharge

Vers le circuit

Vanne disolement

Vanne de purge

A penser : mettre un clapet anti-retour entre la pompe et laccumulateur pour protger celle-ci dune dcharge imprvue. Dans ce cas faire attention la charge restante dans le circuit.

4D2. Dtermination dun accumulateur Lobjectif habituel est de fournir un volume v de fluide. Laccumulateur est caractris par le volume dazote V1 et la pression de gonflage de lazote p1. En fonctionnement simple quand le systme est au repos laccumulateur est dans la configuration de ltat 1.

Il ny a alors pas de fluide hydraulique dans laccumulateur. Quand le systme fonctionne, si la pression dans le circuit hydraulique est suprieure p1 alors le fluide hydraulique pntre dans laccumulateur.

Pour viter de dcharger compltement laccumulateur de son huile et donc de mettre le clapet de protection en contact avec la vessie, on conserve dans la phase dutilisation un petit volume dhuile dans laccumulateur. On obtient alors la configuration de ltat 2. On bloque la pression de gonflage < la pression dutilisation soit : p1= 0.9 x p2

Quand laccumulateur est compltement charg on obtient ltat 3. La pression du fluide hydraulique est au maximum et le dbit excdentaire retourne au rservoir par le LdP. Dans les accumulateurs vessie pour viter de trop dformer la membrane

on limite : 32

3 pp



En conclusion il faut, pour dterminer un accumulateur, connatre : v1 : volume dazote p1 : pression de gonflage de lazote v = v2 v3 : volume de fluide restituable par laccumulateur

Remarque : Dans les calculs de thermodynamique, on utilise toujours les pressions absolues pa. En hydraulique en revanche on utilise les pressions relatives (indication des manomtres).

pa = pr +patmos. Pour lazote on utilise les pressions absolues. 1bar Dtermination du volume restituable par laccumulateur v : Q (l/min) Sans accumulateur la pompe doit

dbiter au dbit maximum soit Q3.

=

i

ii

ttQ

Qmoy le volume v est : ( ) ( )60

max besoindutempsQQv moy=

Temps de cycle (s) t4 t3 t2 t1

Q3

Q1 Q4

Q2

Qmoy Avec accumulateur la pompe doit dbiter au dbit moyen soit Qmoy.

v est en litre, Q en l/min et le temps en seconde. Le temps du besoin serait pour le schma propos t 3. Dtermination du volume dazote Si la charge/dcharge est rapide (cycle dutilisation de laccumulateur


Pour la dcharge de 3 vers 2 : 2233 vpvp =v = v2 v3 p3 : pression maximum du circuit (LdP ouvert) p2 : pression du rcepteur qui aura besoin de laccumulateur p1= 0.9 x p2

On obtient alors un calcul thorique du volume dazote dont on a besoin :

/1

3

1

/1

2

1

1

=pp

pp

vv

On dtermine par la lecture dans un catalogue fournisseur laccumulateur appropri. On aura sur celui-ci le volume dazote nominal et le volume dazote rel. Cest ce dernier qui permettra de calculer la pression de gonflage rel. Dtermination de la pression de lazote : En utilisant les mmes quations on obtient :

( )

/12

/131

321

ppvvppp

=

4E. Le clapet anti-retour

4E1. Standard Comme son nom l'indique il permet le passage du fluide dans un sens et l'interdit dans l'autre.

Le fluide passe de A vers B aprs avoir vaincu la force dveloppe par le ressort sur le clapet conique. Dans le sens inverse le fluide maintient en

sige. plus du ressort le clapet conique sur son

'utilisation en pont de Graetz de 4 CAR peut permettre

soit le sens de circulation du fluide.

Composant Ll'utilisation de composant dans les mmes conditions quelque



4E2. Pilot

Le principe de base reste le mme mais dans certaines utilisations on peut avoir besoin d'annuler le blocage du fluide. Il suffit pour cela d'alimenter hydrauliqueme l'orifice X

rant ainsi le clapet conique s'ouvrir. Pour annuler la commande on alimente l'orifice Y

4F

portante. CAR mais le ressort exerce une action

t tiroir.

ntfoou on laisse le ressort de rappel agir ; attention toutefois au retard de fermeture dans ce cas.

. Le limiteur de pression rglable C'est un appareil indispensable dans toute installation hydraulique, il sert protger les diffrents organes d'une lvation de pression imIl est labor sur le mme principe que le fondamentale et la valeur de l'effort est parfaitement dtermine. Il en existe trois principaux types : clapet, avec dash-pot eDans le cas d'utilisation de systme clapet : La force d'ouverture est modifie par la

30 / 72 Thierry Boulay

valeur de pression rgnant dans la canalisation de retour. Plus le dbit est important et plus la pression sera importante et moins le limiteur de pression ragira au moment opportun. Par ailleurs, s'il y a galement des variations importantes de la pression, un phnomne d'oscillation risque d'apparatre. Dans le cas d'utilisation d'un systme dash-pot :

e systme dash-pot est un amortisseur

. Plus le fluide

Lattel sur le clapet du cot de la pression. L'objectif de ce systme est d'attnuer les oscillationsest visqueux et plus le systme est efficace.

Hydraulique Licence GSI


Dans le cas d'utilisation d'un C'est la pression dans

systme tiroir : la canalisation de

rain qui modifie l'ouverture. Il en

noter :

drsulte que ce deuxime limiteur est plus prcis que celui clapet. A Le limiteur de pression principal doit tre plomb, empchant ainsi le rglement. d

A retenir : Sur les cycles courts, sur les dbits importants ou sur les cycles rapides, le limiteur de pression est souvent le point chaud du systme ; 20 C de plus que dans le

servoir.

e 200 bars et aux faibles dbits. Au del on utilise des limiteurs de pression ommande indirecte.

dbit d tranglement (6). Il assure toujours le

t au tiroir

tations qui sont plus longs ue pour les limiteurs de pression

r Le limiteur de pression commande directe a des limites d'utilisation qui se situent aux environs dc Le clapet (1) existe toujours mais ne reoit qu'un faiblel'pilotage mais un tiroir (4) permet l'essentiel du passage du fluide en cas de surpression. Le maintien en position du tiroir (4) est assur par un ressort de faible raideur (5). Ds qu'il y a une surpression le clapet s'ouvre crant une forte dpression du cot du ressort (5) permettande se dplacer pour laisser le fluide s'couler. Il faut juste faire attention aux temps de commuqdirects.



Exemple de ralisation : Le clapet est ralis par une bille (4).

4G. Le rducteur de pression Le rle du rducteur de pression est diffrent, il permet de limiter la pression dans toute une branche d'une installation, cette pression tant bien sr infrieure la pression dlivre par la pompe. Le schma est donc diffrent.

Limiteur de pression rglable Pompe

cylindre fixe et un sens de flux

rducteur de pression rglable

Filtre

Vers circuit principal

Vers branche secondaire

Il peut tre commande directe ou commande indirecte.



RdP commande directe : Ds que la pression p2 est atteinte, le tiroir se dplace pour obturer l'alimentation. Si p2 vient encore augmenter, rien ne protge le rducteur, on prfre donc utiliser des rducteurs 3 voies. RdP commande indirecte : Les commandes indirectes sont utilises pour les grands dbits. L'tage de pilotage est ralis par un limiteur de pression action directe. A noter : Il faut prendre en compte dans les calculs de dbit, le dbit de fuite d la commande de ce rducteur sur le circuit secondaire.

4H. Le limiteur de dbit On vient de voir comment limiter ou rduire la pression il reste maintenant travailler sur le dbit. Le principe est simple. Il suffit d'trangler la canalisation pour diminuer le dbit.

En appliquant Bernoulli entre les points 1 et 2 ainsi que les pertes de charges singulires pour le rtrcissement entre les deux zones, on obtient :

2 1

= psq 2.

s est la section de la zone trangle.



On voit que cette fonction n'est pas simple et qu'elle prsente un certain nombre d'inconvnients d'utilisation dans les limiteurs de dbits. Nanmoins en regardant de plus prs, on voit que l'influence de la section rtrcie est plus importante que les autres valeurs. Si le rgime est turbulent, est pratiquement une fonction exclusive de la forme de la restriction (aire de la surface mouille sur la section de la restriction) ; grandit avec le rapport prcdent. Avec toutes ces remarques, on obtient quand mme un limiteur de dbit utilisable. Exemple de ralisation :

A retenir : Plus la surface mouille est grande et plus le frottement est important. On aura donc une lvation de la temprature quil conviendra de surveiller et donc une viscosit variable.

4I. Le rgulateur de dbit Pour les cas o la diffrence de pression doit tre matrise, on prfre le rgulateur de dbit. La balance de pression est soumise chaque extrmit pc et pi. Ces deux pressions sont prises en amont et en aval de la rgulation de dbit et permettent d'asservir l'tranglement variable pour conserver le dbit, quelque soit la variation de pression.



Exemples : A noter : Les rgulateurs de dbit sont utiliss selon trois types de montage : En alimentation du rcepteur : montage traditionnel, En retour au rservoir : pour les vrins verticaux, En drivation : pour un meilleur rendement.

M

Montage en drivation : L'intrt rside dans le fait que le dbit excdentaire retourne au rservoir par le rgulateur de dbit et non par le limiteur de pression.



4J. Le diviseur de dbit Son rle est simple, il doit diviser le dbit entrant en deux parties toujours proportionnelles.

Si on souhaite une division en parties ingales il suffit de modifier les caractristiques de l'un des deux diaphragmes.

Exemple de ralisation :

4K. Le distributeur Il en existe 3 principaux.

A tiroir, A robinet, A clapet.

A clapet A tiroir

Nous ntudierons pas le deuxime, il nest pas utilis en hydraulique industrielle car il demanderait des efforts trop important pour le manuvrer. Sils sont utiliss en basse pression le corps sera en fonte sinon on aura un corps en acier mi-dur. Le systme mobile sera lui toujours en acier trait rectifi. Les principales commandes sont :

Mcanique, Manuelle, Hydraulique, la pression de pilotage est de lordre de 10 bars ; Electrique.



Dans le cas de dbit trs important (suprieur 30 l/min) les efforts sont trop important pour une commande directe (manuelle ou lectrique). On utilisera alors un distributeur de commande en 1/4" donc sur ce principe :

Distributeur pilote commande lectrique

Reprsentation simplifie

B A

T P

Distributeur de puissance commande

Les distributeurs sont monts sur des embases. Il existe plusieurs principes : Empilage

Embase aucun Vertical Horizontal

Individuelle Systme simple un rcepteur

Tous les composants servant la

rgulation du rcepteur sont

monts la suite

Multiple Type bloc foret

Tous les composants servant la

rgulation des rcepteurs sont

monts la suite

Tous les distributeurs reoivent la

mme nergie partir dun mme

bloc. Pour le raccordement hydraulique il existe des normes (DIN 24-340 ; CETOP R35 H ; ISO 4401 ; NF E48-422) pour les plans de pose. Diamtre interne

des canalisations (mm)

Rfrence Raccord filetage

gaz A ; B ; P ; T

Dbit maxi conseill (l/min)

5 NG4 15 7.5 NG6 ou CETOP 3 ou 3/8 ou 25 9.2 NG8 ou CETOP 4 ou 3/8 35 10.5 NG10 ou CETOP 5 3/8 ou 50 14.5 CETOP 6 ou 100 19 NG16 ou CETOP 7 ou 1 150

24.5 NG25 ou CETOP 8 1 ou 1 200 38 NG32 1 ou 1 300

Les rfrences NG 6 correspondent des calibres 6 avec un filetage gaz. Dans le cas des commandes lectriques on doit raliser le raccordement avec des connecteurs respectant les normes NF E48-411 ; DIN 43650 ; ISO 4400. On utilise soit le courant alternatif soit le courant continu. En courant continu, le temps de commutation est 30 60 ms, il faut donc en tenir compte. Par contre le solnode est trs fiable et particulirement souple. On lutilisera pour des systmes en ambiance difficile et pour des commutations leves.



En courant alternatif, le temps de commutation est lui trs souvent 3 fois plus court. Par contre si le solnode est bloqu en position intermdiaire il grille trs rapidement. Les solnodes peuvent tre soit sec (pour les ambiances non humides) soit bain dhuile ; dans ce cas sassurer que le remplacement de la bobine est prvu facilement sans perte dhuile et que le pourcentage deau dans lhuile soit minimal.

4K1. A tiroir

Il est utilis pour les faibles et moyennes pressions. Les jeux internes provoquent des fuites, il est donc dconseill de les utiliser dans les systmes asservis. A noter : Les jeux internes entre le piston et la chambre sont de lordre de 15m. Il convient donc lors du montage sur une semelle dutiliser une clef dynamomtrique et de suivre une logique de serrage (celles des culasses) pour ne pas dformer les lments. A noter : Lors du changement dtat il peut y avoir deux solutions constructives. On parle de recouvrement de transfert. Il est soit ngatif soit positif.

Recouvrement ngatif (underlap) : Pendant un court instant les orifices communiquent il en rsulte une absence de choc lors de linversion mais le rcepteur peut se dplacer ou laccumulateur se vider partiellement.

Recouvrement positif (overlap) : Les diffrents orifices ne sont jamais en communication mais des pointes de pressions risquent de perturber le systme en gnrant du broutement au dmarrage.

4K2. A clapet Le sige de ltanchit est soit ralis par un sige, un clapet ou une bille.

Ltanchit est parfaitement assure. On peut donc les utiliser pour de fortes pressions. Le schma du distributeur clapet est identique sur le fond mais la symbolique des obturateurs de voies est remplace par le schma dun CAR :

Distributeur clapet Distributeur tiroir



On utilise ces distributeurs pour des systmes en 3/2 et pour des faibles pressions car sinon les efforts de commutation sont trop important. Dans le cas de fortes pressions on utilise le principe des distributeurs de pilotage.

1 : valve pilote 2 : tiroir de distribution 3 : lment de fermeture (bille) 4 : chambre de pilotage 5 : douille qui permet un recouvrement positif

Le schma associ est : A noter : Lutilisation des distributeurs clapeblier.

Hydraulique Licence GSI 39 / 72 Bobine non excite, la chambre de pilotage est la pression P et comme la surface est plus grande Bobine excite, la chambre de

pilotage va vers T et le tiroir, la bille et la douille se dplace pour laisser passer le fluide vers A sans passage par T.

t est viter si le circuit gnre des coups de

Thierry Boulay


4K3. Synthse sur les distributeurs A noter : Prfrer toujours un distributeur 4/3 avec centre ouvert pour limiter le couple au dmarrage et ainsi limiter la casse de laccouplement moteur lectrique / pompe. On peut utiliser un distributeur 2 positions si un seul actionneur est prvu dans le systme. La position centrale permet le plus souvent de bloquer (prfrer un CAR pilot ou non) ou dlester les actionneurs et surtout de permettre la pompe de dbiter vers le rservoir sans difficult (pas de passage par le LdP principal). Les normes utilises sont :

ISO, (International Organisation for Standardisation) CNOMO, CETOP, (Comit Europen des Transmissions Olohydrauliques et Pneumatiques) JIC, (Joint Industry Conference) DIN

Mme si elles sont diffrentes, elles permettent lassociation des lments entre eux. A retenir : On peut approximer les pertes de charges dans les distributeurs 2 bars quelques soit leur taille, et ce dans une premire tude. Il convient dans ltude terminale de suivre les donnes constructeurs.

4L. La pompe Il existe deux sortent de pompes :

Les non volumtriques qui possdent un dbit lev mais irrgulier, Les volumtriques qui sont gnratrices dun dbit. Celui-ci peut tre fixe ou

variable. Nous ntudierons ici que les pompes volumtriques qui sont utilises en hydraulique industrielle.

4L1. A engrenages Cest la pompe standard, elle a une cylindre fixe et fonctionne entre 10 et 170 bars. Il en existe deux types, dentures extrieures et dentures intrieures.

4L1.1 A dentures extrieures, Elles sont bruyantes donc utilises dans le monde agricole, industriel lourd,. Elles peuvent fonctionner jusqu 170 b. Elles ont un rendement denviron 0,8. Lun des engrenages est moteur tandis que lautre est men. Pour diminuer le bruit on peut augmenter le nombre de dents. Elles ne ncessitent pas de haute filtration.



Calcul du dbit moyen : qv :Dbit moyen thorique (m3/s) b : largeur de denture (m) : vitesse angulaire du moteur

dentranement (rad/s) m : module de la denture (m) z : nombre de dents dun pignon

En premire approximation en assimilant une

dent un rectangle de volume bhpas 2

on peut

prendre q avec zmbv = 2 Un calcul plus prcis peut tre donn par :

+= zzzmbqv 12cos11

22 avec : angle de pression de la denture

Coefficient dirrgularit sur le dbit :

moyen

iins

Maxiins

i qqqC

mintantantantan.100 =

zi2cos=C


Remarques constructives : Les coussinets sont en matriau composite et fretts dans les paliers mobiles. Sous laction des efforts du la pression dans la zone de refoulement, ils se dforment radialement favorisant ltanchit radiale dans la zone daspiration. Le joint spcial permet dassurer par sa forme spcifique une pression axiale sur les paliers et ainsi assurer une meilleure tanchit et donc limiter les fuites et donc amliorer le rendement volumtrique.

4L1.2 A dentures intrieures, Elles sont compactes et silencieuses, car leur dbit est beaucoup plus rgulier, donc utilises pour les MO ou affaires spciales. Leur limite dutilisation est autour de 250 b. Elles ont un rendement denviron 0,9. Il en existe deux types, avec ou sans croissant.



Systme dentures intrieures avec croissant Le croissant est li la forme des dents en dveloppante de cercle. Sans croissant il y aurait communication entre refoulement et aspiration. Calcul du dbit moyen : Le calcul du dbit est identique au cas des pompes engrenages extrieurs et le nombre de dents est celui du pignon dentures extrieures.

+= zzzmbqv 12cos11

22


2int

cos1121

=

zzC

exti


Remarques constructives : Le nombre de pices rduit et labsence dtanchit complexe en font une pompe dun prix attractif (par rapport aux pompes palettes) pour un rendement aussi bon.



Systme dentures intrieures sans croissant. Les dents ont des profils circulaires. Les deux lumires en forme dharicot (aspiration et refoulement) sont ralises dans le stator. Le pignon dentures intrieures en liaison pivot avec le carter une dent de plus que le pignon dentures extrieures entran par le moteur. Calcul du dbit moyen : Les volumes cellulaires a, b et c sont en phase daugmentation tandis que les volumes d, e et f sont rduction donc au refoulement ; les fonctions daspiration et de refoulement sont donc symtriques par rapport laxe horizontal x. Quand une dent du pignon 1 fait un tour elle chasse z+1 volumes cellulaires.

qv :Dbit moyen thorique (m3/s) : vitesse angulaire du moteur

dentranement (rad/s) z : nombre de dents du pignon 1 Vcm : volume cellulaire mini VcM : volume cellulaire maxi

( ) ( cmcMv VVzz += 12 )q avec


2cos1

1121

+= extexti zzC




Remarques constructives : Les zones daspiration et de refoulement ne sont pas ralises sur le cot comme dans ltude thorique mais radialement. Cela est rendu possible grce aux videments E ralis dans la couronne. Des coussinets 2 sont placs aux extrmits des dents de la couronne pour assurer une meilleure tanchit. La vitesse de glissement cet endroit est faible donc lusure est limite.

4L2. A palettes Elle est aussi standard, fonctionne sur la mme plage de pression que les pompes engrenages. Elles sont en revanche trs silencieuses. Pour accepter les 200 b elles doivent tre quilibres, en effet le dsquilibre pression daspiration dun cot et pression de refoulement de lautre cot cre des efforts sur les paliers, en revanche si on arrive doubler le refoulement et laspiration de faon symtrique les efforts squilibrent. Elles ont un rendement denviron 0,9. Lunit dentranement est accouple au rotor. Celui est constitu de palette libre radialement. Par la force centrifuge elles viennent frotter sur la surface interne du stator et dans la partie dagrandissement des volumes aspirer le fluide et dans la partie de rtrcissement des volumes refouler le fluide sous pression. Il en existe deux types :

A stator cylindrique, rarement quilibre A stator en forme de came, trs souvent quilibre.

Elles sont aussi bien cylindre fixe qu cylindre variable. La variabilit consiste juste faire varier lexcentricit entre le stator et le rotor.



4L2.1 A stator cylindrique

Calcul du dbit moyen :

qv :Dbit moyen thorique (m3/s) i : profondeur des palettes (m) : vitesse du moteur dentranement

(tr/min) e : distance dexcentration (m) R : rayon du stator (m) n : nombre de palettes

nsin= iNRenqv 60

4

Exemple de ralisation cylindre variable :

Remarques constructives : Cette pompe est galement dite annulation de dbit, en effet sous une pression de refoulement importante le ressort de compression flchit et annule lexcentration.



4L2.2 A stator en forme de came

Calcul du dbit moyen :

( ) qv :Dbit moyen thorique (m3/s) i : profondeur des palettes (m) : vitesse du moteur dentranement (tr/min) R : rayon du stator dans la zone CD (m) R : rayon du stator dans la zone AB (m)

22 '60

2 RRiNqv = Exemple de ralisation cylindre fixe non quilibre :



4L3. A pistons axiaux Le principe est celui de la pompe vlo mais pour amliorer le dbit il y a plusieurs pistons sur la couronne circulaire. On obtient un coefficient dirrgularit en mettant un nombre impair de pistons. On les utilise pour des pressions de 250 350 bars. Elles sont relativement bruyantes. Elles ont un rendement denviron 0,9. En fonction de la technologie utilise elles sont cylindre fixe ou variable. On peut en dfinir 4 configurations :

Glace fixe, bloc cylindre tournant, axe dentranement bris, cylindre fixe, Plateau tournant, bloc cylindre fixe, axe dentranement align, cylindre fixe, Glace fixe, bloc cylindre tournant, axe dentranement align, cylindre variable, Plateau fixe mais inclinable, bloc cylindre tournant, axe dentranement align,

cylindre variable, Calcul du dbit moyen :

Chaque piston passe du PMB au PMH

==

+=1

0

2

tantan sin421 ni

iins itgR

dq

qid R n

On obtient pour un cylindre unique pour une

Hydraulique Licence GSI 47 / 72

++

2sin2n

in

nstantan : Dbit instantan thorique (m3/s) : diamtre du piston (m) : rayon des blocs cylindres (m) : vitesse angulaire des blocs cylindres (rad/s) : angle de brisure : abscisse angulaire positionnant le piston n1: nombre de pistons

rotation complte et pour 5 pistons :

Thierry Boulay


En sommant pour chaque position on obtient le dbit instantan :

Le dbit moyen vaut :

tgRdnqv = 4

2


nn

nCi

=2

sin2

)2

cos1



4L3.1 Glace fixe, bloc cylindre tournant, axe dentranement bris, cylindre fixe, Schma de principe :

La glace de distribution fixe possde deux lumires oblongues (en forme de haricot) Exemple de ralisation :

Remarque constructive : Ce systme peut aussi fonctionner en moteur.



4L3.2 Plateau tournant, bloc cylindre fixe, axe dentranement align, cylindre fixe,

Schma de principe :

Une partie de la distribution (aspiration) seffectue entre le support tournant et le plateau fixe en rotation. Pour assurer cette liaison et ltanchit, on place des ressorts de compression dans les cylindres. Une lumire oblongue est ralise sur le support et le passage du fluide axialement est assur par un perage des pistons. Le refoulement est ralis par les clapets en bout de chambres des pistons. Exemple de ralisation :

Remarque constructive : Pompe utilise dans le monde automobile. Les trous radiaux permettent ladmission du fluide et lobturateur 3 empche le retour en arrire du fluide. La pression peut atteindre 150 bars pour une frquence de rotation de 3000 tr/min.



4L3.3 Glace fixe, bloc cylindre tournant, axe dentranement align, cylindre variable,

Schmas de principe :

Les blocs cylindres sont entrans en rotation par larbre dentranement moteur. Le support est non tournant mais inclinable, on peut passe donc dun sens de flux lautre par une annulation de celui-ci. La distribution aspiration, refoulement est assur comme dans la premire configuration. Entre le premier schma et le second la seule diffrence est linclinaison des blocs cylindres. Exemple de ralisation :

Remarque constructive : La variation de cylindre est ralise par la translation de laxe 5 suivant z. La came axiale au niveau de F sur le plateau gnre alors une rotation daxe z. A lextrmit droite une petite pompe de gavage est directement connecte larbre dentranement.



4L3.4 Plateau fixe mais inclinable, bloc cylindre tournant, axe dentranement align, cylindre variable,

Schma de principe :

Les blocs cylindres sont entrans par larbre dentranement. Le support est fixe mais inclinable par lintermdiaire du vrin. La liaison patin glace est assure par les ressorts de compression placs dans les cylindres. Laspiration est assure dans la glace par une lumire oblongue et un perage des patins tandis que le refoulement et non retour est assur par les clapets. Exemple de ralisation :

Remarque constructive : Pour les faibles dbits, le fluide ne se rgnre pas chaque oscillation il en rsulte des contractions rptes et donc une lvation de la temprature, pour y remdier lorifice P permet le renouvellement du fluide vers la zone basse pression. Laxe de rotation C du plateau 4 nest pas plac sur laxe dentranement. Cela est du la volont dassurer une liaison relle entre 4 et 5 et entre 4 et rgulateur de puissance.



4L4. A pistons radiaux On les utilise pour des pressions suprieures 350 bars. Elles sont trs silencieuses. Elles sont utilises dans les cas de forts dbits. Elles ont un rendement denviron 0,9. Il en existe trois types :

A systme bielle manivelle, A excentrique, A blocs cylindres excentrs.

Dans les deux premiers systmes on a des cylindres constantes. Dans le dernier cas lexcentration peut tre modifie on aura alors une pompe cylindre variable.

==

++

+=1

0

2

tantan2sin2sin

421 ni

iins n

in

iRdq Calcul du dbit moyen :

qinstantan : Dbit instantan thorique (m3/s) d : diamtre du piston (m) R : rayon de la manivelle ou distance de

lexcentration (m) : vitesse angulaire des blocs cylindres (rad/s) : abscisse angulaire positionnant le piston n1n : nombre de pistons (valeur impaire)

Cette formule est applicable aux 3 types de pompes radiales si : R



Remarque constructive : La solution propose est un moteur hydraulique et non une pompe mais le principe reste totalement identique. On enlverai bien videment le rducteur. La glace de distribution est repre 4 et est entrane par larbre principal dentranement. Dans cette solution il nexiste pas de clapet.



4L4.2 A excentrique Schma de principe :

Les ressorts assurent la liaison entre lexcentrique et les pistons. Pour laspiration et le refoulement on peut utiliser le systme des clapets comme prcdemment ou comme propos ci-dessus. On a alors un clapet unique dans chaque cylindre et laspiration seffectue par la rainure sur lexcentrique et surtout un rservoir toujours en charge. Exemple de ralisation :

Remarque constructive : Ltanchit et les liaisons entre le piston, le patin et lexcentrique sont assurs par le ressort 10.



4L4.3 A bloc cylindres excentrs Schma de principe :

Le rotor est dsax du stator et est constitu des blocs cylindres. La bielle qui relie le piston au stator est donc l par un patin de frottement. Laspiration et le refoulement sont raliss dans un arbre fixe de centre A par lintermdiaire dorifices entrant en communication avec les parties suprieures des blocs cylindres. Exemple de ralisation :

Remarque constructive : La variation de lexcentration est obtenue par le doigt 8. Le CIR du stator est en C. La glace de distribution 4 est ralise avec deux lumires oblongues qui permettent laspiration et le refoulement du fluide. Une petite pompe de gavage place en bout darbre rattrape les fuites ventuelles.



4L5. A pistons en lignes Schma de principe :

Il sagit dune pompe cylindre constante. La distribution du fluide se fait par des clapets amnags dans la partie suprieure des cylindres. Exemple de ralisation :



4L6. Synthse sur les pompes Fuites internes : Pour les calculs sur les pompes il faudra tenir compte des fuites internes. Elles interviennent gnralement entre le rotor et le stator pour les pompes engrenages et palettes et entre les liaisons pivots/glissants (piston/cylindre), distribution (piston/patin et patin/glace) pour les pompes pistons radiaux et axiaux. Ces fuites favorisent la lubrification hydrodynamique des lments et aussi la stabilit en temprature des lments. Attention toutefois aux systmes basse vitesse pour lequel la disparition du film entrane le phnomne de stick-slip. Rodage : A lachat les pompes mme si elles ont t rodes ont encore des zones de frottement importantes. Il conviendra de mettre les additifs anti-usure dans le fluide autorisant des pressions de contact importantes. Les constructeurs prvoient galement la filtration ncessaire, elle est souvent de lordre de 25 m. Cavitation : Il sagit dune dpression dun volume de fluide, celui-ci se transformant localement en phase gazeuse. Il y a alors naissance dune variation de dbit et de pression. Des vibrations se propagent alors dans tout le circuit. Les raisons peuvent tre :

Frquence de rotation trop leve, Filtre daspiration trop exigent en terme de cration de pertes de charge, Viscosit du fluide trop importante, Dpression dans le rservoir (absence de reniflard par exemple).

Une pompe qui cavite aura une usure prmature, en effet les pressions/dpressions peuvent amener des arrachements localiss et ainsi favoriser les fuites internes et surtout des rayures dans les zones de frottements. Niveau sonore : Lirrgularit du dbit des pompes, lie la cinmatique, entrane des acclrations locales du fluide et donc des variations de pressions certaines frquences. Ces phnomnes sont lorigine des bruits. Ci-dessous un tableau de synthse des bruits enregistrs pour une frquence de rotation de 1500 tr/min :

Tableau de caractristiques : Page suivante vous est prsent un tableau de synthse des caractristiques dj vues. Il relve les principales fonctions mais les caractristiques du constructeur sont bien videmment plus pertinentes et surtout bien plus compltes.



Types de pompes

Pression maxi

(bars) Dbit

Constant/Variable Faible/Moyen/

Important

caractristiques

Vitesse mini/ maxi

Tr/min Engrenage ext. simple

80 0.7 C F

Bon march, simple, robuste auto-amorage

500 / 2500

Engrenage ext. complexe

170 0.8 C F

Bon march, simple, robuste auto-amorage

500 / 6000

Engrenage int. 250 0.9 C F

Prix moyen, robuste, bonne alternative aux pompes palettes auto-amorage

500 / 3000

Palettes fixes ou rglables

170 0.9 C ou V F ou M

Silencieuse 500 / 2000

Palettes fixes ou rglables et quilibres

200 0.9 C ou V F ou M

Cylindre variable 500 / 2000

Pistons axiaux barillet inclin

350 0.9 C F ou M

Lusinage soign impose une filtration leve

1500 / 3500

Pistons axiaux plateau inclin et barillet fixe

400 0.9 C F ou M


Un seul sens de rotation

1500 / 3500

Pistons axiaux plateau inclin et barillet tournant

250 0.9 Cou V F ou M


1500 / 3500

Pistons radiaux 400 0.9 C ou V M ou I

Filtration leve. Elles sont utilises pour les forts dbits

50 / 2000

Pistons en lignes 500 0.95 C M ou I


100 / 1800

4M. Le vrin Le vrin est priori un systme simple connu de tous. Pourtant en hydraulique de part sa fonction, les risques de phnomnes drangeant sont importants. Dans un cycle on peut tre amen grer lacclration du mouvement (tude dynamique), le positionnement statique en cours de mouvement (raideur du vrin), le flambage et enfin lamortissement en fin de course. Il existe 4 principaux types de vrins :

Le vrin simple effet (VSE) Le vrin double effet (VDE)

o Le vrin diffrentiel o Le vrin double tige

Le vrin tlescopique simple ou double effet (VTSE ou VTDE) Le vrin rotatif (VR)

o A pignon crmaillre o A palettes

Avant mme de parler de technologie nous allons aborder le principal problme li aux vrins qui est ltanchit. En effet il sagit de llment essentiel aussi bien de lintrieur vers lextrieur du systme (risque de fuite du fluide et donc perte de contrle) que de lextrieur vers lintrieur (risque de souillure du fluide).



4M1. Problmes dtanchit Il existe deux types dtanchit sur les vrins :

Ltanchit statique ES, Ltanchit dynamique en translation EDT.

EDT

EDT

ES

ESES

4M1.1 Etanchit statique On la retrouve entre les fonds de cylindre et le cylindre ou ft et entre le piston et la tige. Il exis t systmes utiliss qui sont :

, e BS.

te rois principaux Le joint plat, Le joint torique La ba

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