Bibliographie & annexes
Présentation
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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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)
-
Frédéric MOULIN : Chef de produit - FESTO, Bry-sur-Marne, France
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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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
drives | motion | automation | transmission
DOI (Digital Object Identifier)
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Comment commander un vérin pneumatique1. Vérins à mouvement linéaire
1.1 Vérin à tige
Le vérin à tige est la forme originale du vérin pneumatique qui a fait son apparition dans les usines au milieu du XXe siècle. Il s’agit du type de vérin le plus connu et donc le plus utilisé.
Les éléments constituant le vérin sont présentés figure 1.
Le principe de fonctionnement est le suivant ; en envoyant de l’air comprimé dans l’une des chambres du vérin, à l’avant ou à l’arrière du piston, la tige du piston avance ou recule.
Notons les deux principes de mouvements visibles sur la figure 2 :
-
l’alimentation en air comprimé dans la chambre avant fait rentrer la tige (figure 2 a) ;
-
l’alimentation en air comprimé dans la chambre arrière fait sortir la tige (figure 2 b).
La conception de ce type de vérin signifie qu’il est possible de générer des efforts de poussée ou de traction uniquement dans la direction de la tige de piston. La manière dont la tige et le piston sont contraints par le palier de guidage et par la bande guidage garantit une certaine protection contre les forces appliquées à la tige de façon angulaire par rapport à la direction du mouvement. Cependant, cette protection reste trop faible et dans la plupart des cas, il est recommandé de limiter au maximum les efforts latéraux appliqués à la tige. En effet, des efforts latéraux ou une torsion trop importante sur la tige vont accélérer l’usure des organes de guidage et provoquer une défaillance prématurée du vérin.
Sur des modèles de vérins standard, la tige et le piston ne sont pas protégés contre la torsion. Si cette fonction est nécessaire, par exemple dans le cas où le vérin transporte une pièce qui doit être positionnée toujours de la même façon, alors il faudra utiliser un dispositif de guidage externe ou un vérin équipé d’une tige spéciale, comme une tige de piston à section carrée.
La plupart des vérins pneumatiques sont équipés d’amortissement de fin de course. Des butées souples ou des coussins pneumatiques sont utilisés pour absorber l’énergie cinétique accumulée durant la course du piston....
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Vérins à mouvement linéaire
BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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
1 Sites internet des principaux fournisseurs de vérins pneumatiques
AIGNEP :
AIRTEC – France :
EMERSON :
FESTO :
NORGREN :
PARKER :
SMC :
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