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Analyse de circuits pneumatiques 1- Lois principales 1.1- Base de la pneumatiqu

Analyse de circuits pneumatiques 1- Lois principales 1.1- Base de la pneumatique 1.2- Lois fondamentales Introduction : Depuis bien longtemps déjà, on fait appel aux technologies de la pneumatique pour l'exécution de tâches mécaniques. Aujourd'hui, la pneumatique trouve de nouveaux champs d'application grâce au développement de l'automatisation. Sa mise en œuvre dans ce domaine, permet l'exécution d'un certain nombre de fonctions parmi lesquelles:  la détection d'états par le biais de capteurs ;  le traitement d'informations au moyen de processeurs ;  la commande d'actionneurs par le biais de préactionneurs ;  l'exécution d'opérations à l'aide d'actionneurs. Le pilotage des machines et des installations implique la mise en place d'un réseau logique souvent très complexe, d'états et de conditions de commutation. C'est l'action conjuguée des différents capteurs, processeurs, préactionneurs et actionneurs qui permet d'assurer le déroulement des enchaînements dans les systèmes pneumatiques ou semi pneumatiques. Le formidable bond technologique réalisé, autant pour ce qui concerne les matériaux que dans les méthodes de conception et de production, a permis d'une part d'améliorer la qualité et la variété des composants pneumatiques et d'autre part d'élargir les champs d'application des techniques d'automatisation. Les organes d'entraînement pneumatiques permettent de réaliser des déplacements du type: • Linéaire ; • Oscillant ; • Rotatif. Un aperçu ci-dessous donne quelques domaines d'application dans lesquels on fait appel à la pneumatique: Pour tout ce qui touche à la manutention en général ; • Serrage de matière d'œuvre ; • Transfert de matière d'œuvre ; • Positionnement de matière d'œuvre ; • Orientation de matière d'œuvre ; • Aiguillage du flux de matière d'œuvre. mise en œuvre dans divers domaines technologiques : • Emballage ; Remplissage ; Dosage ; Verrouillage ; • Entraînement d'axes ; • Ouverture et fermeture de portes ; • Transfert de matière d'œuvre ; • Travail sur machines-outils : tournage de pièces, perçage, fraisage, sciage, finissage, formage) ; • Démariage de pièces ; • Empilage de matière d'œuvre ; • Impression et emboutissage de matière d'œuvre. 1- Lois principales 1.1- Base de la pneumatique 1.2- Lois fondamentales Propriétés des gaz: La définition d’une propriété se lit comme suit : « Ce qui est propre de quelque chose, ses qualités particulières. » Cette définition peut s’appliquer à tous les phénomènes physiques, qu’ils soient mécaniques, chimiques ou encore électrique. Les gaz aussi possèdent des propriétés qui leur sont propres, et c’est que vous aurez l’occasion de découvrir au cours de cette section. Compressibilité : االنضغاطية Vous pouvez facilement réduire le volume d’un gaz en le comprimant. Prenez l’exemple d’une pompe à piston, bouchez l’orifice de sortie et appuyez ensuite sur la tige de la pompe, vous constatez que le piston descend. C’est donc que l’air se comprime. Selon la force que vous exercez sur la tige, le gaz est plus ou moins comprimé et la résistance, de plus en plus grande. Expansibilité : تمدد Pourquoi lorsque l’on ouvre la valve d’un réservoir d’air comprimé, entend-on un sifflement ? Comme les gaz ont la propriété d’occuper tout l’espace dans un volume donné, lorsqu’on ouvre la valve d’un réservoir pressurisé, l’air emprisonné sort au plus vite à cause du déséquilibre de pression entre l’intérieur et l’extérieur du réservoir. L’air a ainsi la propriété d’occuper tout l’espace offert. Elasticité : مرونة Les gaz sont compressibles et expansibles c’est-à-dire qu’ils ont la caractéristique d’être élastiques. En effet les gaz reprennent exactement leur volume primitif lorsqu’ils retrouvent les mêmes conditions que celle présentes avant leur compression ou leur détente. Pesanteur : ثقل L’air vraiment pesant. Sachez d’abord qu’il repose sur le sol et qu’il lui fait subir une pression. Pour démontrer que l’air est pesant, on place un réservoir pour l’air comprimé sur une balance et on relève la lecture. On démarre en suite le compresseur et on comprime l’air dans le réservoir. Il est facile de constater que le poids du réservoir a augmenté puisque l’air est pesant. L ‘air sec, à une pression atmosphérique normale et à une température de 0°C, pèse 1.293 gramme par litre (g/l). 1- Lois principales 1.1- Base de la pneumatique 1.2- Lois fondamentales Avantages : Pour rappeler on donne les caractéristiques et les avantages de la pneumatique: • Quantité: L'air est disponible pratiquement partout en quantité illimitée. • Transport: L'air peut être facilement transporté par canalisations, même sur de grandes distances. • Stockage: L'air comprimé peut être stocké dans un réservoir d'où il est prélevé au fur et à mesure. Le récipient lui-même peut en outre être transporté (bouteilles). • Température: L'air comprimé est pratiquement insensible aux variations de la température, d'où la fiabilité d'utilisation même en conditions extrêmes. • Sécurité: Aucun risque d'incendie, ni d'explosion avec l'air comprimé. • Propreté: Des fuites d'air comprimé non lubrifié n'ont aucune conséquence sur l'environnement. • Structure des différents équipements : La conception des différents équipements est simple, donc peu onéreuse. • Vitesse: L'air comprimé est un fluide de travail qui s'écoule rapidement, ce qui permet d'atteindre des vitesses de piston et des temps de réponse très élevés. • Surcharge: Les outils et les équipements pneumatiques admettent la charge jusqu'à leur arrêt complet, donc aucun risque de surcharge. Inconvénients : Pour déterminer avec précision les domaines d'utilisation de la pneumatique, il importe de connaître aussi ses éventuels inconvénients: • Préparation: L'air comprimé doit subir un traitement préalable de façon à éviter toute usure immodérée des composants pneumatiques par des impuretés ou de l'humidité. • Compressibilité: L'air comprimé ne permet pas d'obtenir des vitesses de piston régulières et constantes. • Force développée: L'air comprimé n'est rentable que jusqu'à un certain ordre de puissance. Pour une pression de service normale de 6 à 7 bar (600 à 700 kPa) et selon la course et la vitesse, la force développée limite se situe entre 20000 et 30000 Newton. • Echappement: L'échappement de l'air est bruyant, mais ce problème est aujourd'hui en majeure partie résolu grâce à la mise en œuvre de matériaux à bonne isolation phonique et à des silencieux. 1- Lois principales 1.1- Base de la pneumatique 1.2- Lois fondamentales Avant d'opter pour le pneumatique comme fluide de commande ou de travail, il convient de procéder à une comparaison avec d'autres sources d'énergie. Une telle démarche doit prendre en compte l'ensemble du système, depuis les signaux d'entrée (capteurs) jusqu'aux pré-actionneurs et actionneurs, en passant par la partie commande (processeur). Les énergies de travail sont: • L'électricité ; • L'hydraulique ; • La pneumatique ; • Une combinaison des énergies ci-dessus. Critères de choix et caractéristiques du système dont il faut tenir compte pour la mise en œuvre des énergies de travail: • Force ; • Course ; • Type de déplacement (linéaire, oscillatoire, rotatif) ; • Vitesse ; • Longévité ; • Sécurité et fiabilité ; • Coûts énergétiques ; • Facilité de conduite ; • Capacité mémoire. Les énergies de commande sont: • La mécanique ; • L'électricité ; • L'électronique ; • La pneumatique ; • La dépression ; • L'hydraulique. Critères de choix et caractéristiques du système dont il faut tenir compte pour la mise en œuvre des énergies de commande: • Fiabilité des composants ; • Sensibilité à l'environnement ; • Maintenabilité et facilité de réparation ; • Temps de réponse des composants ; • Vitesse du signal ; • Encombrement ; • Longévité ; • Possibilités de modification du système ; • Besoins en formation. La pneumatique se décompose en plusieurs groupes de produits: • Actionneurs ; • Capteurs et organes d'entrée ; • Processeurs ; • Accessoires ; • Automatismes complets. 1- Lois principales 1.1- Base de la pneumatique 1.2- Lois fondamentales L'air est un mélange gazeux composé des éléments suivants:  Azote : environ 78 vol. % ;  Oxygène : environ. 21 vol. % ; On y trouve en outre des traces de gaz carbonique, d'argon, d'hydrogène, de néon, d'hélium, de krypton et de xénon. Afin d'aider à la compréhension des différentes lois, on indiquera ci-dessous les grandeurs physiques selon le "Système international" dont l'abréviation est SI. Unités de base : Unités dérivées : Les unités dérivées ont été obtenues à partir des lois fondamentales en physique. Parfois on a attribué aux unités les noms des savants qui ont découvert et exprimé les lois. Loi de Newton: force = masse x accélération F = m . a En chute libre, on remplace a par l'accélération due à la pesanteur g = 9,81 m/s² (Constante gravitationnelle ) Grandeur Sbl Unité Longueur L Mètre (m) Masse M Kilogramme (kg) Temps t Seconde (s) Température T Kelvin (K, O°C = 273 K) Grandeur Symbole Unité Force F Newton (N) 1 N = 1 kg. m/s² Surface A Mètre carré (m²) Volume V Mètre cube (m3) Débit Q m3/s Pression p Pascal (Pa) 1Pa = 1N/m² 1 bar = 105 Pa Pression : Force qui agit sur une surface donnée ; mesure de cette force par unité de surface. 1- Lois principales 1.1- Base de la pneumatique 1.2- Lois fondamentales La pression qui s'exerce directement sur la surface du globe terrestre est appelée pression atmosphérique uploads/s3/ systeme-pneumatique.pdf