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Le Guide Norgren pour le choix des vérins pneumatiques G Théorie de conception

Le Guide Norgren pour le choix des vérins pneumatiques G Théorie de conception G Applications G Sélection de l’alésage et de la course SOMMAIRE Introduction 5 Versions de base 5 Vérins à simple effet 5 Vérins à double effet 6 Vérins avec piston magnétique 6 Vérins sans tige 6 Vérins rotatifs 6 Vérins à faible course 7 Vérins à soufflet 7 Choix d’un vérin en fonction de la force de poussée 8 Force de poussée utile 8 Applications statiques de serrage 9 Applications dynamiques 9 Réglage de la vitesse d’un vérin 9 Comment déterminer la vitesse de déplacement d’un vérin 11 Temps de cycle 11 Augmentation de la vitesse 12 Consommation d’air comprimé d’un vérin 12 Flambage de la tige 13 Joints 14 Joints O-ring de piston 14 Joints à lèvre 15 Joints “Z” 15 Joints O-ring de tube 15 Joints d’amortisseur 15 Joints de tige 15 Soufflets sur tige 15 Températures d’utilisation extrêmes 16 Bague de guidage 16 Amortissement pneumatique 16 Amortisseurs industriels 17 Normes 18 Dimensions non-standard 18 Types de constructions 19 Vérins indémontables 19 Micro-vérins 19 Vérins cylindriques 19 Micro-vérins ISO 19 Vérins compacts, alésage 20 à 125 mm 19 Vérins démontables 20 Utilisation et entretien faciles 20 Exécutions légères et moyennes 20 Vérins compacts, alésage 50 à 100 mm 20 Profil ISO/VDMA/NFE 20 ISO/VDMA/NFE (tirants apparents) 20 Exécution “industrie lourde” 20 Fixations 21 Fixations rigides 21 Fixations articulées 21 Installation 22 Règles de base pour le montage et la fixation 22 Synchronisation de deux vérins pneumatiques 22 Guidage anti-rotation 23 Blocage 24 Vérins sans tige 24 Vérins sans tige avec frein 25 Distributeurs intégrés 25 Fixations 25 Vérins sans tige, fortes charges 25 Variantes pour vérins 26 Double tige 26 Vérins à positions multiples 26 Tandem 26 Duplex 26 Extrémités de tige à la demande du client 26 Températures d’utilisation extrêmes 26 Vérins spéciaux 27 Vérins à course doublée 27 Positionneurs et servo-vérins 27 Applications en boucle ouverte 27 Applications en boucle fermée 27 Positionneurs en ligne 28 Servo-vérins 28 Positionneur universel 29 Vérins à tige creuse 30 Impacteurs 31 Principe de fonctionnement 31 Installation 32 3 LISTE DES ILLUSTRATIONS Amortisseur autocompensé 41 Amortisseur réglable 42 Boucle ouverte 84 Calcul de la masse effective 43 Circuit d’amortissement externe 40 Circuit de pré-échappement 26 Commande en boucle fermée 85 Composants principaux d’un vérin 1 Coupe d’un vérin Lintra 68 Coupe d’une valve d’échappement rapide 25 Course doublée (un chariot fixe) 82 Désalignement de la douille-guide 58 Deux vérins à positions multiples 78 Diamètres du piston et de la tige 15 Distributeur intégré 74 Double tige 77 Double unité rotative 11 Ensemble pour le vide monté sur vérin à tige creuse 92 Exemple d’une application de rivetage 98 Exemple de montage sur un vérin d’un positionneur avec came (latte) conique 87 Fixations pour vérins ISO 52 Fixations pour vérins ISO/VDMA/NFE 53 Fixations pour vérins sans tige 75 Graphique de la bande proportionnelle 90 Graphique de mise à zéro 89 Graphique d’énergie 95 Graphique de vitesse/pression 19 Guidage de précision à galets 72 Guidage externe 71 Guidage interne 70 Influence de la charge sur la vitesse 24 Impacteur et distributeur 94 Joint d’amortisseur 36 Joints de tige et racleur 37 Les 3 étapes de l’opération 96 Limiteur pour grand débit, à clapet en ligne 23 Limiteurs de débit conventionnels 21 Longue course 57 Longueur de course maximum 30 Longueur réelle, vérin avec fixation à l’arrièr e 27 Longueur réelle, vérin avec fixation centrale 28 Micro-vérin 44 Modèles de fixations oscillantes 55 Modèles de fixations rigides 54 Moment de flexion provoqué par une charge désaxée 59 Orifices de raccordement, sans et avec restriction 18 Plage d’énergie 93 Poids du vérin 60 Poids sur l’extrémité de la tige 56 Positionneur à plage fixe 86 Positionneur universel 88 Principe de déplacements opposés synchronisés 83 Principe de fonctionnement de l’amortissement 39 Raccord banjo limiteur de débit 22 Schéma de raccordement de base 20 Section de la bande d’étanchéité 69 Section d’un joint à lèvre 33 Section d’un joint O-ring de piston 32 Section d’un joint O-ring de tube 35 Section d’un joint “Z” 34 Série ISO miniature 46 Soufflets sur tige 38 Support à 4 colonnes 97 Synchronisation par crémaillères 61 Tableau des forces en poussée et en traction des vérins à double effet 17 Tableau des forces en poussée et en traction du ressort, des vérins à simple effet 16 Temps de cycle 25 Trois types de filetage 81 Types de joints 31 Types de montage d’un vérin 29 Unité de blocage 67 Unité de freinage 73 Unité de guidage ISO 64 Unité de guidage ISO avec cartouches de blocage 65 Unité de translation 66 Unité rotative avec pignon et crémaillère 10 Vérin à double effet sans amortissement 4 Vérin à faible course, double effet 13 Vérin à faible course, simple effet 12 Vérin à soufflet 14 Vérin à tige creuse 91 Vérin ISO, VDMA, NFE à tirants apparents 50 Vérin avec amortissement élastique 5 Vérin avec amortissement réglable 6 Vérin avec piston magnétique 7 Vérin compact 47 Vérin compact facile à utiliser 48 Vérin compact guidé 63 Vérin cylindrique 45 Vérin de construction “lourde” 51 Vérin duplex 80 Vérin profilé ISO, VDMA, NFE 49 Vérin rotatif à palette 9 Vérin sans tige 8 Vérin sans tige “fortes charges” 76 Vérin tandem 79 Vérin VDMA avec tige anti-rotation 62 Vérins à simple effet 2 Vérins à simple effet sans ressort, poussée et traction 3 4 INTRODUCTION Les actuateurs pneumatiques, parmi lesquels les vérins linéaires sont les plus courants, sont des composants qui développent la force pendant les mouvements dans les systèmes d’automatismes. Un vérin pneumatique est un moyen simple, économique et facile à installer, idéal pour la réalisation d’un mouvement linéaire de puissance, dans une large gamme de vitesses. Une surcharge axiale ne causera pas de dommages internes. Des conditions défavorables peuvent être facilement tolérées telles que l’humidité, la sécheresse, des environnements poussiéreux et un nettoyage sous pression de manière répétée. Le diamètre ou alésage d’un vérin lié à la pression détermine la force maximum qu’il peut développer et la course détermine la longueur maximum du déplacement linéaire qu’il effectue. Les vérins sont conçus pour travailler sous différentes pressions allant jusqu’à 16 bar. La pression de travail alimentant un vérin est normalement réglée par un régulateur de pression qui contrôle la force dans des limites acceptables. Comme exemple de force d’un vérin, un vérin de 40 mm d’alésage, travaillant à 6 bar de pression, peut aisément soulever un homme de 80 kg. La figure 1 nous montre tous les éléments de construction d’un vérin à double effet, avec simple tige. Figure 1: Composants principaux d’un vérin Composants: 1 Joint d’amortisseur 8 Orifice côté tige 2 Aimant 9 Capteur magnétique 3 Douille d’amortisseur 10 Tige 4 Tube 11 Bague de guidage 5 Douille-guide 12 Joint de piston 6 Joint de tige et racleur 13 Flasque arrière 7 Flasque avant 14 Vis de réglage d’amortisseur Les vérins pneumatiques sont réalisés en une large variété de dimensions, de modèles et types y compris ceux développant un mouvement rotatif. Chacun de ces modèles fait partie de notre gamme. VERSIONS DE BASE VERINS A SIMPLE EFFET Les vérins à simple effet utilisent l’air comprimé comme force dans un seul sens de la course. La course de rappel est effectuée par l’action d’un ressort mécanique incorporé dans le vérin. Pour les vérins à simple effet sans ressort, le rappel est effectué par l’action de forces externes agissant sur la tige. La plupart des applications requièrent l’utilisation d’un vérin à simple effet avec ressort côté tige, maintenant la tige, en position rentrée au repos. Pour d’autres applications, il faut utiliser la version avec ressort côté fond. La figure 2 nous montre les deux modèles de vérins à simple effet. Figure 2: Vérins à simple effet Le ressort d’un vérin à simple effet est calculé pour développer une force suffisante destinée à rappeler la tige dans sa position de repos. Ceci permet d’optimaliser la face active du vérin sous l’effet de la pression. La plupart des vérins à simple effet se rencontrent dans les séries de modèles de petit alésage et de construction légère. Il n’est pas pratique d’utiliser des vérins à simple effet de longue course et de grand alésage, à cause de l’encombrement et du coût des ressorts nécessaires. Les vérins à simple effet sans ressort de rappel développent une force totale en poussée ou en traction pour un travail performant. Ce sont souvent des vérins à double effet avec un filtre anti-poussière monté dans l’orifice de raccordement mis à l’atmosphère. Le vérin peut être conçu pour une course de travail tige sortante ou tige rentrante (figure 3). Figure 3: Vérins à simple effet sans ressort, poussée et traction 5 VERINS A DOUBLE EFFET Les vérins à double effet utilisent l’air comprimé pour effectuer leurs courses sortantes et rentrantes. Ils effectuent parfaite- ment le mouvement en poussée et en traction dans la même application. Le réglage optimal de la vitesse avec un vérin à double effet se fait uploads/Finance/ fr-actuator-guide-de-choix-des-verins-pdf.pdf