Dimensionnement d'un verin hydraulique

[Chuck66]

Bonjoir,

Je fais appelle à vos lumières car je n'arrive à dimensionner mon verin hydraulique. Je cherche à connaitre la pression à fournir pour pouvoir pousser une charge avec un force de 5000N sur une distance de 740 mm. Je pensais utilisé la formule F=P.S mais je ne connais ni la pression (c'est ce que je cherche à determiner) ni la surface. J'aimerais donc savoir si il existe une relation entre la course du piston et son diametre (peu en rapport avec le flambage) ou tout autre suceptible de m'aider.

Merci

[hydrochristian]

Bonjour

Effectivement il existe une relation entre la course du vérin, donc sa longueur totale entre les points de fixations la position de montage et la force de poussée et le type de guidage. C’est le flambage.
Il est défini par :

I=(π×d^4)/64

Fc=(π^2×E×I)/〖Lf〗^2
Où :
I=moment d’inertie de la tige en (mm4).
E=module d’élasticité longitudinal de l’acier en daN/mm²(21000 ).
Lf=longueur déployée du vérin entre les points de fixation (mm).
D=diamètre de la tige (mm).
Fc=charge critique en (daN).
α=coefficient de sécurité (2.5).
Ft=charge de travail.

Cette formule n’est valable uniquement si le coefficient d’élancement est> à 105.

CoefE=(Lf×4)/d
Ft=Fc/α
Si vous avez uniquement ces données je pense qu’il faut déterminer la section de la tige du vérin part rapport aux conditions de flambage. Puis en définir les sections et la pression de fonctionnement.

[Chuck66]

Merci hydrochristian

J'ai donc reussi à faire mes calcules pour connaitre les caracteristiques du veirin. Je connais donc la pression ainsi que le debit et le volume en sortit et en rentré de tige. Sachant que j'ai deux verins identiques à alimenter, faut il que le debit soit multiplié par deux ? Qu'en est il de la pression ?

Merci

[Chuck66]

En fait, j'aurais besoin d'aide sur le dimensionnement générale de la pompe. Désolé mais je ne connais presque rien en hydraulique.

- Informations

Nombre de verin : 2

Caractéristique d'un verin :
Diametre de Tige : 20mm
Diametre du piston : 40mm
Vitesse de sortie de tige : 12,33 cm/s
Course : 74 cm
Pression : 40 bar
Volume en sortie de Tige : 930 cm3
Debit : 9,3 l/min

[hydrochristian]

Bonjour

La formule pratique de la vitesse est :
V=Q/(6×S)
Où :
V= vitesse en m/s.
Q = débit en l/min.
S = section en cm².

Si chaque vérin déplace la même charge la pression est identique dans les deux vérins.
Si les deux vérins sont actionnés simultanément la pompe doit alimenter la somme des deux sections des vérins.

[Chuck66]

Bonjour,

J'ai donc fait le calcul pour mes deux verins qui sorte simultanement avec v= Q / 6xS et j'obtiens 18,6 l/min. De la j'obtiens la puissance de la pompe qui est de P = (pxQ) / 600 = 1.24 kW

Je suis allez sur le site de hydroleduc et plus precisement sur cette page : http://www.hydroleduc.com/site/f_pompes_indus2.php

Je pensais opter pour la B16R 050120/25 . Mais la pression maxi est largement superieur a ce que je recherche (240 max alors que j'ai besoin de 40 bar), est ce un probleme ?
Ces pompes ont une cylindrée fixe. Si je fait varier la vitesse de mon moteur, mon debit (et par consequent ma vitesse de sortit de tige)va t'il varier et ce en gardant la meme puissance et la pression ?!?

Merci

[hydrochristian]

rebonjour

Vous auriez pu calculer la puissance en utilisant la formule :

P=F×V=10000×.1233=1233 watt

Attention vous n’avez pas pris en compte les rendements mécaniques des vérins et de pompe hydraulique ?

Effectivement 40bar c’est peu pour utiliser une pompe à piston.
Selon le schéma utilisé une pompe à engrenage simple (non compensée) fera l'affaire.

http://www.transmission-expert.fr/li...rauliques.html

[michel dhieux]

- Informations
Nombre de verin : 2
Caractéristique d'un verin :
Diametre du piston : 40mm
Pression : 40 bar

bonjour
hydrochristian parle de section ,en cm2 ,sur ton système il y a 2 vérins ,de 40mm >>>> = 12.56 cm2 x pression >>> 40 bars =502 daN
PAR VÉRIN !!!! (exclus les rendements) un verin de 40 fait 12.56 cm2.
dans ton système tu aura une pression avec les deux vérins de 25 bars (j'ai mis 5 bars en plus >>>> rendement)
500 daN c'est ridicule pour 2 vérins hydrauliques .
je pense a :
force: 2 vérins de 32mm diamètre = x 2 vérins = 16 cm2. pression = 500daN / 16 = 32 bars même avec la perte due aux rendements la pression ne va pas dépasser les 40 bars .....
débit: 2 vérins de 32mm piston et tige 20mm
http://www.socah.fr/manuels/CAT.VERIN.DE032009.pdf
( ref 402 2032 0100 )
16 cm2 x 75 cm de course= 1200cc (en sortie de tige )
20mm diamètre de tige= 3.14 cm2 x 2 vérins = 6.28 cm2 x 75 cm
= 470 cc
1200 + 470 = 1670 cc par fonctionnement entrée /sortie

j'arrête là car je n'ai pas la fréquence de fonctionnement par minute des vérins pour le calcul de la puissance absorbé

[Chuck66]

Bonjour,

J'apporte une petite précision, la force de 500daN c'est par verin.

Donc pour les verins, j'ai choisi sur le catalogue socah les 402 3050 0700 à cause de la course mini de mes verins

J'ai donc :

S = 19.64 cm²
V = 1374 cm3

F=p x S d'où p = 25,5 bar soit 30 bar

Q = 2 x S x v x (60/1000) = 27,5 l/min

Pp = p x Q / 600 = 1,375 kW

Pour la pompe, j'ai choisi une bosh à engrenage interieur et cylindré fice Taille 2 Calibre 22 (http://www.transmission-expert.fr/pd...t/00001873.pdf)
Avec une cylindrée Cy = 22 cm3 par tour

C = (Cy x p) / 628 = (22 x 30) / 628 = 1,05 daN.m = 10,5 N.m

Cm = C / rendement de la pompe = 10,5 / 0.75 = 14 N.m

w = Pp / C = 1375 / 10,5 = 98,2 tr/min

Donc le moteur qui entrainera ma pompe aura les caracteristiques C=14N.m ; w=98,2tr/min ; P= 1,375 KW

Suis je dans le vrai ?

Si je reduit la vitesse du moteur, je reduit le debit et donc la vitesse de sortie de tige ?!?

[hydrochristian]

Bonjour

Comme vous l’a signalé Michel 40bar de pression de fonctionnement c’est peu pour une installation hydraulique. Il aurait été souhaitable de passer à un diamètre de piston inférieur soit à 32mm pour rester dans le standard.

La pression se travail sera de
40^2/32^2 =1.5625 soit 1.56×40=62.5b

Et le débit de la pompe sera diminué d’autant.

18.6/1.56=12l/min

Revenons à vos calculs :
Le débit calculé étant de 18.6l/min. Si la pompe est entraînée par un moteur électrique dont la vitesse de rotation est de 1500tr/min.

La cylindrée théorique est :
Cyl=Q/N=18600/1500=12.4 cm3/tr

Dans les catalogues constructeurs (fournis par le lien) il faut rechercher la pompe qui s’en rapproche.
Dans la fiche technique jointe on dispose dans la série taille- 2-, calibre -13- une pompe de cylindrée 13.3cc/tr. En page 7/24 il est représenté les graphes du débit et de la puissance en fonction de la pression de service et de la vitesse d’entraînement (1450tr/min)
La lecture du graphe Débit indique environ 20l/min.
et celle du graphe Puissance d'entrainement environ 2.1Kw.

Rappel des formules :débit, couple, puissance.
Q=(cyl×N)/μvol

C=(cyl×∆p)/(2π×10^2×μméca )

P=C×ω
P=(P×Q)/(600×μméca )

La puissance calculée est la puissance maximum d'entrainement de la pompe.

[Chuck66]

Merci, Votre aide m'ai vraiment précieuse.

Dans vos formules, qu'appelez vous µvol et µméca ?? Cela sert à remettre au bonne unité ?!?

[verdifre]

bonjour,
pour ne pas avoir de probleme de flambage de tige, tu ne peux pas faire travailler tes verins en tirant ?
fred

[hydrochristian]

Bonsoir

Rappel des formules :débit, couple, puissance.
Q=(cyl×N)/(μvolx10^-3) ;{Q en l/min;N en tr/min; cyl en cm3/tr}

C=(cyl×∆p)/(2π×10^2×μméca ) ; {C en DaN/m; cyl en cm3/tr; ∆p en bar}

P=C×ω ; {P en watt; C en N/m; ω en rd/s}

P=(P×Q)/(600×μméca ) ; {P enKw; P en bar; Q en l/min}

µméca = rendement mécanique.
µvol = rendement volumétrique.

[michel dhieux]

Suis je dans le vrai ?

Si je reduit la vitesse du moteur, je reduit le debit et donc la vitesse de sortie de tige

bonsoir
moi par contre je suis dans le faux ,car je te préconise un vérin de
100 mm et non 100 cm,par contre dans mes calculs je calcule sur un vérin de 100 cm ,dont on emploie seulement 75 cm de course.....
il existe néanmoins des vérins de 700 mm et de 30 mm de diamètre ou de 32 mm en standard .
attention;
la vitesse d'une pompe a engrenage ,en dessous de 1000tr
donne un très mauvais rendement.
et ;
1/plus les vérins sont gros, et plus il y a de surface de joint en contact avec le métal (joints de tige et joints de piston) ,donc il y a
perte par frottement ,
2/évidement plus les vérins sont gros et "plus" la pression de service est faible ,par rapport aux plus petits ,pour une même force a déplacer.
conclusion il y a un risque de mouvement saccadé ou mouvement irrégulier en vitesse avec les deux qui s'ajoutent
>>>>plus de frottement et une faible pression.....
cordialement

[Chuck66]

Bonjour,

Suite aux infos de michel et au calcul que j'ai décidé d'abbandonné cette idée qui me parait pas adapter pour mon problème.

En tout cas merci pour vos indications qui auront permis de combler mes lacunes.