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Auteur(s)
-
Robert AFFOUARD : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure des Arts et Métiers - Ingénieur-Conseil en installations hydrauliques et mécanique lubrifiée
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Lire l’articleINTRODUCTION
Un vérin est un organe qui transforme l’énergie d’un fluide (généralement de l’huile) sous pression en travail mécanique. Ce travail peut être produit par un déplacement linéaire ou angulaire (cependant, on convient d’appeler moteurs les organes qui fournissent une rotation de plusieurs tours).
Les vérins sont le plus généralement constitués par des pièces, considérées comme indéformables, qui se déplacent les unes par rapport aux autres. Cependant, il existe des vérins constitués par des enveloppes déformables par effet de pression. Le plus souvent, un vérin prend appui sur un bâti et déplace un élément mobile (figure 1).
Cette définition pourrait englober les cylindres de moteurs à vapeur, à combustion et pneumatiques, mais la notion de vérin sous-entend généralement un mouvement relativement lent.
De plus, on appelle plus facilement vérin un organe complet pouvant être placé sur une machine (le vérin de flèche d’une grue, par exemple) plutôt qu’une partie constitutive de celle-ci, qui prend alors le nom de cylindre (le cylindre d’avance de la table d’une rectifieuse, par exemple).
Le présent article se donne pour but de décrire succinctement les principaux paramètres qui gouvernent la construction et l’utilisation des divers types de vérins. Le lecteur désirant examiner plus en détail telle ou telle caractéristique pourra se reporter à des ouvrages spécialisés dans chaque discipline évoquée et en particulier à l’ouvrage de l’auteur .
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3. Vérifications du dimensionnement des vérins
3.1 Rendement des vérins
Comme tous les organes mécaniques, les vérins ont des pertes et leur rendement n’est pas unitaire. Cette notion, que l’on omet souvent devant l’apparente simplicité de l’organe, ne doit pas être ignorée.
Même s’il ne subit aucune réaction latérale, le vérin doit vaincre une force de frottement interne due principalement à l’action des joints. Le raisonnement est le même quel que soit le type de joint.
Le fluide qui agit en A presse le joint et, comme le pneu de la voiture qui exerce sur le sol une pression voisine de sa pression de gonflage, le joint exerce sur les pièces qui l’entourent une pression voisine de la pression d’alimentation. En particulier, l’anneau de tube, de diamètre D et de génératrice BC, reçoit une poussée due au joint, de valeur :
Le coefficient de frottement des joints sur les tubes de vérin étant de l’ordre de 0,03 à 0,06 lorsque la vitesse est supérieure à 2 cm/s, de l’ordre de 0,2 à l’arrêt lorsque la pression locale résiduelle est supérieure à 40 bar (pression initiale du joint + pression du système), on peut calculer l’ordre de grandeur des forces passives.
Les coefficients ci-dessus correspondent à un régime onctueux imposé par manque de place pour la création naturelle d’un film d’huile par effet de vitesse 2.5.2.
Par exemple, pour un alésage de 100 mm avec BC = 3 mm et une pression de 250 bar (en négligeant la force initiale du joint, ce qui ne serait plus possible dans le cas d’une basse pression), on obtient une force...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - AFFOUARD (R.) - Les installations hydrauliques : conception et réalisation pratique. - Entreprise Moderne d’Édition (1972).
-
(2) - CAUBET (J.J.) - Théorie et pratique industrielle du frottement. - 416 p., Dunod (1964).
-
(3) - La commande hydraulique : applications industrielles. - La Technique Moderne Dunod (1957).
-
(4) - Méthode Dutheil. Règles de constructions métalliques CM. - Documentation Technique du Bâtiment et des Travaux Publics, janv. 1966.
-
(5) - GUILLON (M.) - Commande et asservissement à fluide sous pression. - 4 tomes, École Nationale Supérieure des Techniques Avancées.
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