VERINS 11 oct. 00 Le Toquin Joliot-Curie 1-15

TECHNOLOGIE DES VERINS PNEUMATIQUES

1. Actionneurs pneumatiques

L'a actionneur pneumatique typique est le vérin.

Les courses peuvent aller de 1 mm à 3000 mm et les diamètres de 8 à 300 mm.

Avec des pressions usuelles de 4 à 8 bars les efforts développés vont de ...................daN à ....................daN

Autres actionneurs pneumatiques: .................................................................................................................

1. Action des vérins sur les machines :

1.1. Mouvements rectilignes :

Les vérins sont montés de manière fixe sur lamachine.

La tige du vérin est solidaire de l'outillage:

→ Les paliers et guidages de piston encaissentles efforts radiaux.

Le piston du vérin peut faire butée sur ses fondsaux deux extrémités de la course, ou la course peut êtrelimitée par un obstacle externe:....................................................

1.1. Mouvement de rotation :

Rotation inférieure à 135°→vérin monté surfixations oscillantes.

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Rotation supérieure à135°→transformation de mouvement.

1.1. Fixations oscillantes :

Les accessoires standard permettre deréaliser des systèmes de transformation demouvement de toutes sortes.

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1. Généralités sur les vérins double effet :

1.1. Vérin standard :

Produits en grande série, ce sont les moins chers et donc les plus courants.

1.1.1. Construction

Piston plus tige se déplacent dans un ensembleconstruit en trois parties:

1. le fut qui définit la ................

1. le fond ....................

1. le fond .....................coté ......................

Ces trois parties sont assemblées par....................si le fut est un tube ou par .................si lefut est un profilé de forme.

1.1.1. Matériaux

Le fut peut être en..................................................

ou en ........................si il est un profilé de forme.

La tige est en .....................................................

Sur demande, la tige peut être construite résistanteaux acides, le vérin être recouvert de plastique.

1.1.1. Étanchéité

Les joints sont de type en .............., ainsi lapression ...........................

Sur demande les joints peuvent résister jusqu'à150°.

Le joint de palier assure la double fonction:

1.

1.

1.1.1. guidage

Le guidage est assuré par des bagues auto-lubrifiantes:

1.

1.

1.1.1. amortissement

Ce type de vérin est généralement utilisé avec unamortissement pneumatique interne. Fonctionnement:

Démarrage :

Amortissement :

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Deux technologies :

→ Amortissement à joint fixe ou à joint mobile.

1.1.1. maintenance

Dans les vérins démontables certaines piècesd'usure peuvent être facilement remplacées. Dans lecas d'un vérin non démontable ou peu cher celui-ci esttout simplement remplacé.

La durée de vie varie en fonction de :

• la charge et de la course

• de l'état de lubrification de l'air d'alimentation.

(certains vérins peuvent se passer delubrification)

1. Détermination dimensionnelle des vérins

1.1. Normes dimensionnelles

1.1.1. les différentes normes

CNOMO

CETOP

ISO

Objectif ?

→ .................................

..............................

Sont ainsi normalisées les :

.........

...........

............

.............

1.1.1. Diamètres standard

Une série géométrique de RENARD de raison 1.25 aété choisie conduisant à des sections et des efforts dansle rapport........................................................

Diamètres normalisés (Normes CETOP) :

8 mm,......................................................................

1.1.1. Course standard ou pas

Les courses standard sont recommandées mais lescourses spéciales sont possibles pour certains types devérins.

Prix indicatif pour course sur mesure:

1.1.1. Orifices

ø vérin 8 à 20 25-32 40-50 63-80 100-125 160-200

orificefileté

Remarque : filetage gaz BSP (British StandardPipe

1.1. Détermination de la course

La course est déterminée à partir de la longueur dudéplacement.

Selon les cas :

1. butée sur les deux fonds de vérin.

1. Limitation de la course extérieure au vérin.

• Par

• Par

• Par

Micro-vérins et vérins non démontables : course

Si un amortissement pneumatique est prévu l'arrêtdu vérin doit se faire dans la zone d'efficacité del'amortissement.

1.1. Détermination du diamètre

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1.1.1. Poussée théorique

L'effort de poussée F exercée par une pression P surune section S s'exprime par :

F = x

unités :

Soit en sortie de tige la poussée théorique :

F1=

Soit en rentrée de tige la poussée théorique :

F2=

Rappel : 1 Bar =

Exemple: D=80mm, d=22mm, P=6bars.

Calculer F1 et F2.

1.1.1. Charges pratiques, taux decharge

Lorsqu'un vérin déplace une charge C l'effort depoussée réel est toujours inférieur à la pousséethéorique à cause :

1. ...................................................................

1. ...................................................................

On utilise un taux de charge défini par:

t =

t =

1.1.1. Charge dynamique, chargestatique

Le taux de charge dépend du type de charge pourlequel le vérin est prévu.

Vérin utilisé en statique t =

Vérin utilisé en dynamique t =

1.1.1. Charge radiale, course,durée de vie.

Un vérin est généralement soumis en plus descharges axiales à des charges radiales qui sollicitent lesguidages:

→ poids d'un outillage, poids du vérin lui-mêmelorsque il est monté en oscillant arrière.

Ce phénomène s'accroît pour les vérins à courselongue en position tige sortie.

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Or la durée de vie des joints ne dépend que de.........................................................alors que celle desguidages ne dépend que des charges radiales.

Valeurs de R1 et R2 tige sortie et tige rentrée:

Il faut donc s'assurer que le vérin est correctementdimensionné ou prendre des dispositions constructivespour compenser la charges radiales.

Guidage extérieur au vérin

Si la charge radiale est trop forte un guidage peutêtre envisagé mais le poids du vérin sollicite quandmême les guidages.

Action des charges radiales et axiales

La tige du vérin est sollicitée au .............................sous l'action de Câblage. Avec l'action radiale lasollicitation devient du ...............................................

Diagramme

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Différents types de flambage.

Diagramme charge radiale-course-durée de vie.

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1.2. Fixation modulaire

1.2.1. Généralités

C'est la modularité de mise en oeuvre des fixationsde vérin qui permet d'apporter une réponse économiqueà la variété des implantations nécessaires sur lesmachines. Chaque vérin standard est équipé à lademande du type de fixation le mieux adapté à sasituation sur la machine. Certaines de ces fixationscorrespondent aux normes dimensionnelle, d'autresviennent compléter les versions normalisées.

1.2.2. Aspect constructionLa finalité est de concevoir des montage les plus

isostatiques possible afin de soulager les guidagespropres du vérin ou la machine elle-même.

Il est souhaitable de schématiser le montage, de fairele bilan isostatique et enfin de choisir la combinaison lamieux adaptée.

LIAISONS RIGIDES CORPS DE VERIN

pattes defixation

pattes defixation

flasque

ACCOUPLEMENTS DE TIGE TOURILLONS

accouplement accouplement rotule chape femelleM10 : 318F M10:120F M16

280FM10: 28F

ARTICULATIONS DE TIGE ARTICULATIONS DE FOND DE VERIN

chape de pied chape de pied flasqueoscillant

chape de pied

ø40: 304F ø40: 210F

rotule flasqueorientable

chape de piedoscil.

chape de pied

M10: 100F ø40: 338F à souder ø40: 173F

oscillante

chape de tige chape de pied

M10: 336F oscillanteø40:173F

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2. Les différents types de vérin :

2.1. Vérins classiques à simple et double effet

2.1.1. tube et tige acierinoxydable; disponible avecamortissement et détectionmagnétique

ø20-100 amort.élastique : 289Famort. réglable: 353F

plus détect.magnét. 369F

2.1.2. tube en profiléd'aluminium et tigeinoxydable; disponible avectige carré.

(ø32-100: 575; ø100-400 1821F)

2.1.3. A tirants tube aluminiumet tige inoxydable.

(ø32-200: 616,90F)

2.1.4. A tirants et tourillons,tube aluminium et tigeinoxydable.

(ø32-200 719,50F; 100-400: 2438F)

2.2. Vérins spéciaux

2.2.1. Vérin à double tige

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Faciles à obtenir dans les constructions standard, ilsdonnent les possibilités suivantes:

→ butée extérieure, capteur facilement accessible.

→ Guidage constant de la tige quelle que soit laposition du piston.

2.2.2. Tandem

Deux fois ou trois fois plusde force au niveau de la

tige grâce au couplage dedeux ou trois pistons.

2.2.3. Dos à dos ou nez à nez

Kit de montage pour lier deux vérins par leurarrière.

2.2.4. À Blocage

Vérin équipé par un système de blocage qui permetd'immobiliser la tige dans toute les positions: pendantles panne d'énergie, les variation de charge ou depression.

2.2.5. À piston elliptique

Blocage en rotation par le biais d'un pistonelliptique. (Ø32-200 773F)

Pour ø32 M = 1Nm. Soit pour d=100mm F=......

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2.2.6. Vérins compacts

Faible course, très polyvalent: 13 types deconstruction différente: antirotation, tige filetée,taraudée, carrée, barres anti-rotation...

(ø20-25 255F, 380F en anti-rotation)

2.2.7. Oscillant ou rotatif

Rotation de 0° à 180°. (Ø25-180°: 854F)

Deux butées de fin de course permettent un réglageprécis de la grandeur et de la position 0 de l'angled'oscillation. Amortissement élastique aux fin decourse.

Pour ø32 couple de 10 Nm sous 10 Bars.

Soit pour d=100mm F=......

2.2.8. Vireurs

Le mouvement linéaire de la tige est transformé enun mouvement rotatif par un système pignoncrémaillère à compensation de jeu. (Ø32-180mm :2887F)

Pour ø32 couple de 5 Nm, Soit pour d=100mmF=......

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2.2.9. À membrane

Pour le serrage rapide de pièces délicates et pastout à fait plates. (20x120: 192F)

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2.2.10. Souple

Utiles pour obtenir simplement et pour un faibleencombrement de poussées importantes , endéplacement rectiligne ou angulaire.

2.2.11. Antirotation

Quasiment tous les vérins standards peuvent êtretransformés en vérin antirotation par l'adjonctiond'accessoires ou le remplacement de la tige ronde parune tige carrée.

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2.2.12. à section rectangulaire

Vérin plat antirotation à tige rectangulaire;juxtaposables.

2.2.13. Sans tige

De tels vérins sont utiles pour permettre laréalisation d'ensembles compacts destinés à de longstransferts.

2.2.13.1. Vérin sans tige à couplagemécanique.

Transmet sa force par le biais d'un étrier.

L'absence de tige permet un gain de placeimportant par rapport aux vérins classiques. Antirotation.

2.2.13.2. Vérin sans tige à couplagemagnétique.

Le vérin pneumatique transmet sa force aucoulisseau par le biais d'un accouplement magnétique :pour ø32 force d'arrachement 680N pour une force utilede 385 N.

Un étrier est fortement conseillé pour éviter lescouples de basculement.

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pour ø32 366F

2.2.14. Unités de translation

Guidage par douilles à billes. (ø32-100 1805F)

Utilisées pour les opérations de transfert et depositionnement dans le domaine de la manutention.Équipées ou non d'amortisseurs et de capteurs. Deuxunités ou plus peuvent être combinées pour former dessystèmes multi-axes.