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Article

1 - VÉRINS À MOUVEMENT LINÉAIRE

2 - COMMENT COMMANDER UN VÉRIN PNEUMATIQUE

3 - DIFFÉRENTS TYPES D’AMORTISSEMENT

4 - DÉTECTION DES FINS DE COURSE

5 - MATÉRIAUX UTILISÉS

  • 5.1 - Matériaux utilisés pour les joints
  • 5.2 - Matériaux utilisés pour les vérins

6 - DIMENSIONNEMENT DES VÉRINS

7 - CONSOMMATION DES VÉRINS

8 - CONCLUSION

9 - GLOSSAIRE

10 - SYMBOLES

Article de référence | Réf : BM6100 v1

Matériaux utilisés
Automatisation pneumatique - Vérins pneumatiques linéaires et rotatifs

Auteur(s) : Frédéric MOULIN

Date de publication : 10 août 2022

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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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ABSTRACT

Pneumatic Automation - Linear and rotary pneumatic drives

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)

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.

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KEYWORDS

drives   |   motion   |   automation   |   transmission

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm6100


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5. Matériaux utilisés

La transmission de puissance pneumatique est une technologie simple et dont les prix ont fortement baissé ces dernières décennies. Cette réduction des coûts a été possible en diminuant les quantités de matière utilisée pour fabriquer les vérins, mais aussi en choisissant des matériaux plus économiques et plus faciles à produire. Ces optimisations ne doivent pas pour autant remettre en cause la durabilité des composants pneumatiques. Les matériaux doivent être assez résistants pour assurer une durée de vie de plusieurs millions de cycles dans différents environnements de production.

5.1 Matériaux utilisés pour les joints

Pour la fabrication des joints des vérins, on utilise principalement l’un des trois matériaux suivants :

  • le polyuréthane (PUR),

  • le nitrile (NBR),

  • les fluoroélastmères (FPM/FKM).

  • Caractéristiques du polyuréthane :

    • extrêmement résistant à l’usure,

    • bonne résistance aux huiles minérales, aux graisses, au pétrole et à de nombreux solvants,

    • plage de température de − 30 à 90 °C.

    La plupart des joints dynamiques sont fabriqués avec du PUR.

  • Caractéristiques du nitrile :

    • très bonne résistance à l’usure (mais moins bonne que le PUR),

    • résistance moyenne aux huiles, aux graisses,

    • plage de température de − 30 à 100 °C.

    Le nitrile est fréquemment utilisé pour la fabrication des joints statiques.

  • Caractéristiques des fluoroélatomères :

    • résistance moyenne à l’usure,

    • excellente résistance aux huiles, aux graisses et à de nombreux produits chimiques,

    • plage de température de − 20 à 200 °C.

    Les joints en fluoroélastomère sont utilisés dans les applications à haute température, ou à proximité des produits chimiques.

HAUT DE PAGE

5.2 Matériaux...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - HESSE (S.) -   Rationaliser grâce à la manipulation.  -  Version anglaise : https://frscribe.com/doc/7339269/99-Pneumatic-Applications (1994).

  • (2) - CHEVALIER (A.) -   Guide du dessinateur industriel.  -  Hachette (Édition 2021-2002).

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

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