4-Etude-de-cas-systemes-hydrolique

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• Publié par: Erdau
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Extrait

Sami Bellalah Iset Nabeul
Etude de cas
1- Thème :
Etude et dimensionnement d’une installation hydraulique Industrielle.
2- Objectifs :
Le technicien supérieur devra être capable de :
- Lire un schéma hydraulique
- Choisir les composants hydrauliques nécessaire.
- Maîtriser les abaques afin d’éviter les pannes.
3-Enoncé du problème :
On veut réaliser un ensemble constitué de 2 vérins et d’un moteur hydraulique.
er Le 1 vérin déplace une masse de 3600 Kg sur 600 mm à une vitesse moyenne de
0.2 m/s à l’aller comme au retour.
ème
Le 2 vérin déplace 6000 Kg sur 350 mm avec 200 mm d’avance rapide parcourus
à 0.15 m/s, et le reste en avance lente à 0.05 m/s. Le retour s’effectue à 0.2 m/s.
N.B : On pourra considérer que la phase accélération représente environ 1/5 du temps
total.
Le moteur hydraulique est utilisé dans un seul sens et doit fournir un couple de 50
daNm à 140 tr/mn, seulement durant l’avance lente du vérin B.
Le cycle est le suivant :
1. Avance vérin A.
2. Avance rapide vérin B.
3. Avance lente vérin B et rotation du moteur hydraulique.
4. Retour de vérin B.
5. Retour de vérin A.
50Sami Bellalah Iset Nabeul
І- Détermination des appareils moteurs :
І-1 : Vérin A :І- :ri :
Les paramètres du vérin A :
m  charge  3600kg C  course  600mm ; ;
2g 10m / sV  vitesse  0.2m / s ;

a - Caractéristiques:
La force nécessaire pour équilibrer la masse:iili l frirrilirr l:
P  m  g  3600 10  36000N  3600daN
P  3600daN

La force nécessaire pour communiquer l’accélération:ii l’li frirrir l’lrti:
V
 F  m   avec V    t
t
La durée de l’accélération représente 1/5 T: On a :
T C
t  C  V  T  T 
5 V
A.N:
0.6 3
T   3s t   0.6s
0.2 5
A.N:
0.2 2   0.33 m / s
0.6
F  3600  0.33  1188 N  120 daN
F  120 daN
La force réelle totale nécessaire à déplacer la charge:lllil l fr rll ttlirlr lr:
51Sami Bellalah Iset Nabeul
( P  F )
F 
t  vé
A.N :
(3600  120 )
F   4133 daNt
0.9
F  4133 daN t
b – Détermination de la tige du vérin:
Calcul de la longueurr libre (du flambage):Calcul de la longueurr libre (du flambage):Calcul de la longueurr libre (du flambage):
Détermination du coefficient du mode de fixation :iiiiiitritiffiit fiti :
Le vérin A est à fixation sur pattes avec chape de tige guidée. Sur le tableau précédent,
nous trouvons pour ce type d’attache K = 0.7
Coefficient du mode de fixation
K = 0.5 K = 0.7 K = 1 K = 1.5 K = 2 K = 4
Fixation de la tige
C ou D B B B B A A A LibreLibre Libre Libre
Fixation du cylindre
F et I F F et I J’ I J G J’’ F et I F I
Détermination de la longueur libre :triti l lr lir :
On sait que : L  C  K

A.N:
L  600  0.7  420 mm
L  420 mm
52Sami Bellalah Iset Nabeul
Sur l’abaque représenté figure 1.3, nous trouvons pour 4100 daN et une longueur de
flambage, une tige du vérin de diamètre 36 mm. Et d’après le tableau précédent, les
diamètres du piston. D = 50 mm ; D = 63 mm1 2
Vérin A (Ø 63 x 36) ou (Ø 50 x 36).
Figure 1.b

420 mm
c) –
4100 daN
Détermination de pression du vérin:
! Pour D = 50 mm;1
F 4  Ft tP   1 2S   D
1 1
53Sami Bellalah Iset Nabeul
4  4133
P A.N: 1 2  5
P  210 bars 1
! Pour D = 63 mm;2
F 4  F
t tP  
2 2S   D
2 2
4  4133
P A.N: 2 2  6 .3
P  132 bars 2
On prend comme considération la perte de charge égale (10 à 15%).
D’où les pressions deviennent :
'P  P  P  15 %  210  210  0 .15
1 1 1
 241 bars
'P  P  P  15 % 132 132 0 .152 2 2
 152 bars
P PSachant que : et sont les pressions au niveau du vérin A.1 2
' 'P P et sont les pressions au niveau de la pompe.1 2
Pour augmenter la durée de vie de la pompe, il faut que la pompe ne fonctionne pas en
charge donc il faut que la pression maximale de la pompe doit être supérieure à la
pression de service c’est à dire il faut choisir la pompe tel que ;
P  P  ( P  15 %) max service service
54Sami Bellalah Iset Nabeul
Pour la raison d’économie (minimiser la consommation de la pompe). On doit choisir
'P  152 barsune pompe qui génère la pression minimale.
2
Choix du Vérin A : (Ø 63 x 36)

І-2 : Vérin B :І-2 : Vérin B :І-2 : Vérin B :
Les paramètres du vérin B :
m  charg e  6000kg C  course  350mm ;
C  200 mm ;V  0.15m / sAvance rapide : 1 1
a - Caractéristiques:
La force nécessaire pour équilibrer la masse:iili l frirrilirr l:
P  m  g  6000 10  60000N  6000daN
P  6000daN

La force nécessaire pour communiquer l’accélération:ii l’li frirrir l’lrti:
V
 F  m   avec V   t
t
La durée de l’accélération représente 1/5 T: On a :
T C
t  C  V  T  T 
5 V
A.N:
0.2 1.33
T   1.33s t   0.26s
0.15 5
A.N:
0.15 2   0.57 m / s
0.26
F  6000  0.57  3420 N  342 daN
La force réelle totale nécessaire à déplacer la charge:lllil l fr rll ttlirlr lr:
55Sami Bellalah Iset Nabeul
( P  F )
F 
t  vé
A.N:
(6000  342 )
F   7046 daNt
0.9
F  7046 daN t
b – Détermination de la tige du vérin:
Calcul de la longueur libre (du flambage):ll l l lilll l lr lir ( fl):
♦ Détermination du coefficient du mode de fixation :tritiffiit fiti :
Le vérin B est à fixation sur pattes avec chape de tige guidée. Sur le tableau précédent,
nous trouvons pour ce type d’attache K = 0.7
K  0.7
♦ Détermination de la longueur libre :tritillrlir:
L  C  KOn sait que :
A.N:
L  200  0.7  140 mm
L  140 mm
Sur l’abaque représenté figure 1.b, nous trouvons pour 7000 daN et une longueur de
flambage 140 mm, une tige du vérin de diamètre 45 mm correspond à deux diamètres de
piston.
Les diamètres du piston sont : D = 63 mm ; D = 80 mm1 2
Vérin B (Ø 63 x 45) ou (Ø 80 x 45).
c – Détermination de pression du vérin:
! Pour D = 63 mm;1
F 4  Ft tP   1 2S   D
1 1
4  7046
P A.N: 1 2  6 .3
P  226 bars 1
56Sami Bellalah Iset Nabeul
! Pour D = 80 mm;2
F 4  Ft tP  
2 2S   D
2 2
4  7046
P A.N: 2 2  8
P  140 bars 2
On prend comme considération la perte de charge égale (10 à 15%).
D’où les pressions deviennent :
'P  P  ( P  15 %)  226  ( 226  0 .15 )
1 1 1
 260 bars
'P  P  P  15 % 140 140  0 .152 2 2
 161 bars
P PSachant que : et sont les pressions au niveau du vérin B. 1 2
' 'P P et sont les pressions au niveau de la pompe.1 2
Pour augmenter la durée de vie de la pompe, i