Présentation
RÉSUMÉ
Cet article traite des différentes technologies de vérins pneumatiques actuellement utilisés dans l’industrie : quels sont les différents types de vérins ? A quelles applications sont-ils adaptés ? Quels sont les matériaux utilisés pour leur fabrication ? En plus d’un état des lieux technologique, sont abordés les différents aspects nécessaires à la mise en œuvre de ces vérins : organes de commande, gestion des vitesses et des décélérations, et accessoires nécessaires à leur intégration dans une architecture mécanique ou encore d’automatisme. Pour conclure, il est question des méthodes de dimensionnement des vérins et des calculs de consommation d’air comprimé.
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This article is about the different pneumatic drives technologies used in the manufacturing industry these days: what are the different types of cylinders? For which application? Which materials are used to produce them? Besides this technical inventory, this article focuses on different topics related to the use of pneumatic cylinders: Motion Control, Speed and deceleration control, and needed accessories for mechanical and logic integration. As a conclusion, this article will also mention dimensioning and air consumption.
Auteur(s)
-
Frédéric MOULIN : Chef de produit - FESTO, Bry-sur-Marne, France
INTRODUCTION
Le vérin pneumatique est un organe clé utilisé dans l’automatisme industriel. À partir de la force de l’air comprimé, il permet de réaliser des mouvements rapides et puissants. Grâce à sa conception très simple, le vérin pneumatique est d'un faible coût par rapport à d’autres technologies de transmissions de puissance, il est de plus particulièrement léger ce qui le rend adapté à des applications mobiles ou embarquées.
Les concepts de bases ainsi que les termes utilisés dans cet article permettent de définir les principes de fonctionnement, d’utilisation et d’activation des vérins pneumatiques. Cet article aborde les différents designs et les principes de fonctionnement.
Nous pouvons distinguer différents types de vérins en nous appuyant sur les critères suivants :
-
conception : cylindrique, à profilé, à tirant, compact, en soufflet, ou autres types de conception,
-
type de mouvements : linéaire, rotatif, ou encore combinaison des deux,
-
fonction : préhension, manipulation, mouvement de charge lourdes, etc.
En plus de ces critères, il est possible d’ajouter d’autres moyens de différencier les vérins, comme par exemple, la vitesse (vérins à faible vitesse), les environnements spécifiques (production en salle blanche, vérins utilisés dans l’industrie minière…). Dans ces cas, les généralisations restent difficiles, car les utilisateurs énoncent des points de vue divergents.
Pour cet article, la première distinction est faite entre les vérins linéaires et les vérins rotatifs. Chaque type de fonction et de conception est ensuite détaillé.
Le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire et un tableau des symboles utilisés.
MOTS-CLÉS
KEYWORDS
drives | motion | automation | transmission
DOI (Digital Object Identifier)
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7. Consommation des vérins
À chaque cycle d’aller-retour, le vérin consomme un volume d’air nécessaire à réaliser son mouvement. On peut donc calculer la consommation d’air pour un cycle, puis en fonction du nombre de cycle par minute, la consommation d’air par minute, ou par heure. Cette valeur de consommation sera utile pour définir la taille du distributeur, l’unité de conditionnement d’air comprimé, jusqu’au compresseur. Voici comment la calculer :
![](figures/ul-bm6100niv10007/1/nv1922719771177-web.gif)
avec :
- C :
- consommation (en L.min−1),
- V :
- volume du vérin (en L),
- P :
- pression absolu (en bar),
- n :
- nombre de cycle d’aller/retour (en min−1)
- t :
- temps (en min).
Le volume est à calculer avec la formule de calcul d’un cylindre :
![](figures/ul-bm6100niv10007/1/nv1922719771178-web.gif)
avec :
- V :
- volume (en L),
- R :
- rayon du piston (en dm),
- C :
- course du vérin (en dm).
Dans la plupart des cas, le volume des tuyaux peut être considéré comme négligeable comparé au volume du vérin lui-même. En revanche, dans le cas de tuyaux longs de plusieurs mètres, il convient de prendre en compte le volume des tuyaux dans les calculs. Dans ce cas, on considèrera la pression relative dans le calcul de la consommation des tuyaux.
En 2022, la consommation énergétique des lignes de production est un aspect important dans le choix des technologies mises en œuvre. Pour réduire la consommation d’air comprimé, voici quelques pistes :
-
réduire les longueurs de tuyaux en plaçant les distributeurs au plus proche des vérins ;
-
baisser...
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BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Transmissions pneumatiques – Vérins à simple tige, série 1 000 kPa (10 bar), alésages de 8 mm à 25 mm – Dimensions de base et de montage. - ISO 6432 - novembre 2015
-
Transmissions pneumatiques – Vérins avec fixations détachables, série 1 000 kPa (10 bar), alésages de 32 mm à 320 mm – Dimensions de base, des fixations et des accessoires. - ISO 15552 - juin 2018
-
Transmissions pneumatiques – Vérins – Vérins compacts, série 1 000 kPa (10 bar), alésages de 20 mm à 100 mm. - ISO 21287 - juillet 2005
1 Sites internet des principaux fournisseurs de vérins pneumatiques
AIGNEP :
AIRTEC – France :
EMERSON :
FESTO :
NORGREN :
PARKER :
SMC :
HAUT DE PAGECet article fait partie de l’offre
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