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création d'un piston



  1. #1
    elverange

    création d'un piston


    ------

    Bonjour bonjour !

    Je travaille actuellement sur mon TIPE, celui-ci nécessitant la création d'un verrin.
    Donc j'ai déjà le "tube" du vérin, un tube de 75cm de long, 6cm de diamètre et bouché a une extrémité par soudure.

    C'est la que mon problème se pose : pour finir mon vérin, il faut créer un piston, mais il faut que celui-ci soit PARFAITEMENT ÉTANCHE !

    Seulement, je ne suis pas sur que mon tube soit parfaitement cylindrique (il est en acier un peu rouillé).

    Quelqu'un aurait-il une idée sur comment faire mon piston ? J'avais pensé a prendre un cylindre d'acier de 5.8cm de diamètre et de l'entourer d'une matière "flexible" mais je ne vois pas quel matière prendre, et il faut qu'elle résiste a 1.5bar de pression et que les frottements soit ...

    Voila voila, en espérant que quelqu'un ait une idée à me proposer.

    -----

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  3. #2
    mikegive

    Re : création d'un piston

    Une gorge en haut du piston et un joint torique ? Par exemple...

  4. #3
    f6bes

    Re : création d'un piston

    Citation Envoyé par elverange Voir le message
    Bonjour bonjour !Toujours

    Je travaille actuellement sur mon TIPE, celui-ci nécessitant la création d'un verrin.
    Donc j'ai déjà le "tube" du vérin, un tube de 75cm de long, 6cm de diamètre et bouché a une extrémité par soudure.

    C'est la que mon problème se pose : pour finir mon vérin, il faut créer un piston, mais il faut que celui-ci soit PARFAITEMENT ÉTANCHE !

    Seulement, je ne suis pas sur que mon tube soit parfaitement cylindrique (il est en acier un peu rouillé).

    Quelqu'un aurait-il une idée sur comment faire mon piston ? J'avais pensé a prendre un cylindre d'acier de 5.8cm de diamètre et de l'entourer d'une matière "flexible" mais je ne vois pas quel matière prendre, et il faut qu'elle résiste a 1.5bar de pression et que les frottements soit ...

    Voila voila, en espérant que quelqu'un ait une idée à me proposer.
    Bsr à toi,
    Et quel liquide ? "les frottements soient"...QUOI ?
    Bon W E

  5. #4
    elverange

    Re : création d'un piston

    Bonsoir et merci pour vos réponses

    Les frottements soient minimum, j'ai oublié un mot excusez-moi
    Le fluide, c'est simplement de l'air que je chaufferais pour augmenter la pression intérieure au vérin.

    Une gorge et un joint torique, cela se réalise facilement ? (En soudant deux anneaux d'acier autour d'un cylindre par exemple, cela pourrait-il faire l'affaire ?)

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    invite76532345
    Invité

    Re : création d'un piston

    Bonjour
    En soudant deux anneaux d'acier autour d'un cylindre par exemple, cela pourrait-il faire l'affaire ?
    Et bien sûr les dits anneaux auront une section de forme carrée ou trapézoïdale de manière à ce que le joint se positionne correctement dans sa gorge.....
    Quant à la soudure, sur ~55mm de diamètre, sans déformation des anneaux de "hauteur" ~2mm, une sacré gageure pour un bricoleur. Sans compter que si le joint torique en corde de diamètre 4 ou 5 et 60+ de diamètre extérieur (désolé, l' "unité" de cote en mécanique c'est le "mm"; le "cm" est "réservé à la maçonnerie") la probabilité de le trouver dans le commerce est pratiquement nulle. Il faudra donc le fabriquer avec de la "corde" en élastomère "ad-hoc" aux cotes exactes intérieure et extérieure; et sans la "trousse" spéciale de collage c'est pratiquement "mission impossible" pour obtenir un joint étanche à l'air en finale.
    Et puis
    Seulement, je ne suis pas sur que mon tube soit parfaitement cylindrique (il est en acier un peu rouillé).
    Deux conditions qui nuisent à l'étanchéité à l'air. La rouille s'élimine avec un mélange de "papier400" + eau + huile de coude". L’alésage 60 (exactement?) et parfaitement cylindrique lui, s'obtient avec un tour ou une aléseuse par exemple.
    Compte tenu de la pression de service à 1.5 bar, une autre solution, plus facile à mettre en œuvre serait peut être le "cuir de pompe", très utilisé dans, par exemple, les "pompes à vélo" et certaines autres pompes de gonflage dites "à pied".
    Le "Net" regorge de recettes pour fabriquer et graisser un tel "cuir de pompe".
    Mais ce n'est qu'une suggestion.

    Bon courage.
    Dernière modification par invite76532345 ; 13/01/2013 à 05h17. Motif: mise en forme

  8. #6
    elverange

    Re : création d'un piston

    Merci pour votre réponse.
    J'irais demain acheter le papier de verre, j'ai déjà de l'eau et de l'huile de coude
    Concernant le "cuir de pompe", je n'ai rien trouvé de concluant sur le net, a part peut-être http://www.janique-fy.com/ mais ce n'est plus de la création mais de la commande.

    Si je fais un moule du tube puis que je moule ensuite le corps du piston exactement au dimension du tube, cela a-t-il une chance d'être étanche ?

    Bonne soirée !

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  10. #7
    invite76532345
    Invité

    Re : création d'un piston

    Bonjour
    J'irais01demain acheter le papier de verre02
    01: Si j’avais le temps,j'irais demain....
    J'espère ne ps arriver trop tard pour ma remarque au "02".
    02: Le papier de verre ne tient pas à l'eau. Il faut impérativement du papier "corindon" utilisé en carrosserie, facile à trouver chez tous les accessoiristes automobile.
    Concernant le "cuir de pompe", je n'ai rien trouvé de concluant sur le net
    5 minutes de recherche et
    http://lampes-a-pression.les-forums....lampe-a-huile/

    http://silent-burner.fr/~habanit2/in...nutes&Itemid=1

    http://www.skirandonnenordique.com/m....php?itemid=24

    Il y en a d'autres. La mise en œuvre est toujours sensiblement la même. Seules les cotes sont différentes.

    Je reste à l'écoute.
    D'autres solutions vont certainement venir de la part de nos petits camarades du forum.
    Bonne journée

  11. #8
    invite76532345
    Invité

    Re : création d'un piston

    Re:
    Aie Aie Aie..... J'ai relu l'ensemble.
    Le fluide, c'est simplement de l'air que je chaufferais pour augmenter la pression intérieure au vérin.

    Donc j'ai déjà le "tube" du vérin, un tube de 75cm de long, 6cm de diamètre et bouché a une extrémité par soudure.

    il faut qu'elle résiste a 1.5bar de pression

    Le coefficient de dilatation des gaz parfaits (considérons l'air atmosphérique comme gaz parfait) est K x 1/273
    Supposons au départ le piston à 100mm (10cm) du fond (il faut bien avoir un peu d'air à chauffer) et le piston du vérin se déplaçant de 600mm (60cm). Possible puisque le cylindre mesure75cm de long.

    Soit:
    V1 volume initial, V2 volume final; V2= (60+10)/10 =7
    Au début la chambre en tête du vérin est remplie d'air atmosphérique à 20° (cas habituel) pression est "0mano", soit 1bar absolu.

    La pression finale est 1.5 barmano soit 2.5 barabsolu.
    L'augmentation de pression est 2.5/1 = 2.5 (le diamètre est constant donc il n'intervient pas dans ce rapport)

    L'augmentation de volume de la chambre est donc V2/V1 =7

    L'augmentation de volume de l'air par chauffage est donc 7x2.5 = 17.5
    L'augmentation de température sera donc 1x 17.5/(1/273) = 4777.5K
    Les échelles Kelvin et Celsius étant parallèles les différences de température s'expriment par les mêmes valeurs. Donc:
    Température finale 4777.5 + 20 = 4797.5 °C.
    Aucun système d'étanchéité ne tiendra; le cylindre acier lui-même fondra (si l'on peut chauffer jusque là).
    Il faut donc trouver un autre principe pour alimenter le cylindre en air comprimé.

    Pour info: Un compresseur industriel à piston(s) a une température de sortie de gaz (pas nécessairement de l'air) limitée à 180°C (à cause de l'huile de graissage). L'étanchéité piston/cylindre est réalisée avec des segments "chargés" carbone+téflon qui durent "un certain temps". La composition exacte est bien entendu un secret industriel.

    A suivre.

  12. #9
    elverange

    Re : création d'un piston

    Je vous remercie de l’intérêt que vous portez à mon problème.
    En fait, mon expérience ne consiste pas à dilater au maximum le gaz, mais à le dilater d'une manière qui pourrait être naturel.

    Je m'explique : mon idée est d'utiliser les changements de température extérieurs pour récupérer de l’énergie électrique.
    Pour ce, je vais expérimentalement chauffer mon vérin jusqu’à une température T1 pour compresser dans un premier temps le gaz, donc transformation isochore, puis une fois que la pression intérieure me semble convenable je relâche le piston pour avoir une transformation supposée adiabatique.
    Ainsi, le volume finale sera de : Vfinal=Vinitial*(T1/Tinitial)1/γ, γ étant le coefficient de Laplace qui vaut ici 1.4

    Ainsi, en passant de 300K a 400K pour un piston placé a 60cm du fond, on obtient un déplacement du piston de 13cm, soit une longueur finale de 73cm (avec une étude très simplifié et optimiste)

    (et tout ceci pour faire bouger une tige sur des rails de Laplace, et créer de l’électricité)

    Concernant le corps du piston, je pensais à dissoudre du plastique et à mouler l'intérieur du tube. Mais dans ce cas le corps du piston aura les dimensions exact de l'intérieur du tube.
    Pour placer les bords du cuir de pompe entre le tube et le piston, dois-je laisser un espace donc "limer" un peu du piston ou est-ce que le cuir est assez souple pour accepter d’être aussi serré ?

    Je m'excuse de vous accabler de questions, je ne m'y connais pas beaucoup dans ce genre de création.

  13. #10
    invite76532345
    Invité

    Re : création d'un piston

    Bonjour

    Serait il possible de clarifier le texte ?
    Ainsi, en passant de 300K a 400K
    1/ Il y aurait une différence de température de 100 K ?
    2/ Le système travaillerait entre 300 et 400 K (-154 et - 127 °C) ?
    3/ Par chauffage on augmenterait la température de 300 à 400 K (à peu près ou "à la louche") Dans ce cas, aucun "cuir" ou autre "plastique" ne va tenir le temps d’une première expérience.
    Questions subsidiaires: Vous chauffez avec quoi et quelle source d'énergie ?

    (et tout ceci pour faire bouger une tige sur des rails de Laplace, et créer de l’électricité)
    Et depuis l'expérience de Laplace au XVIIIe siècle personne n'y a pensé ? Bizarre.

    Dès que le piston va se mettre en mouvement, par quelle magie la pression va t-elle rester constante à l'intérieur du vérin pour que ce piston continue à se déplacer tout en produisant une poussée ?
    A tout hasard: Une élévation de température de 4OO K correspondrait à une élévation de pression de 0.46 bar (arrondi), soit une poussée de l'ordre de 140 N (14kg) qui va diminuer jusqu'à 115 N en fin de course si on ne considère pas de chauffage additionnel.
    Supposons que cette force soit en rapport avec l'action souhaitée; il y a quand même un "couac":
    - Le cylindre est en acier donc conduit la chaleur. L'air va donc s'échauffer "devant" et "derrière" le piston. Si sa tige est parfaitement étanche (impossible mécaniquement) en sortie du cylindre le déplacement va être "n'importe quoi" mais de toute façon inférieur aux 13 cm voulus. En supposant l'air passant de l'arrière à l'avant du piston par le "cuir" travaillant "à l'envers" les pressions avant et arrière vont s'égaliser quasi instantanément d'où déplacement nul (ou si peu...) De toute manière, pas de retour au refroidissement quel que soit le cas.
    - Si au contraire il y a une" fuite" au niveau de l'alésage au fond du vérin pour laisser sortir l’air chaud emprisonné (guidage externe à étudier) la vitesse de déplacement dépendra de cette fuite et en conséquence la tension obtenue aux bornes aussi. Encore une fois pas de retour du piston car refroidissement plus lent que le chauffage, entrée d'air ambiant derrière le piston, air qui va se réchauffer quasi instantanément au contact du cylindre acier chaud, différences de pression "avant/arrière" insuffisantes pour amorcer un mouvement compte tenu de l'inertie du système et des frottements.
    Pour placer les bords du cuir de pompe entre le tube et le piston, dois-je laisser un espace donc "limer" un peu du piston ou est-ce que le cuir est assez souple pour accepter d’être aussi serré ?
    Un petit dessin
    vaut mieux qu'un long discours. Voir croquis .
    Nom : cuir de pompe.JPG
Affichages : 222
Taille : 21,7 Ko

    A suivre
    Bon courage et bonne journée
    Dernière modification par invite76532345 ; 15/01/2013 à 05h51. Motif: Relecture: un mot manquant

  14. #11
    elverange

    Re : création d'un piston

    Bonjour

    Effectivement il y aurait une différence de 100K, de 300K(~25°C) à 400K(~125°C)
    Je compte chauffer avec un simple réchaud de camping.

    Quelqu'un a déjà dû y penser, mais le rendement est trop faible et l'installation trop coûteuse pour être réellement viable en tant que source d'énergie (je ne suis même pas sur de pouvoir allumer une LED).

    La pression va diminuer au fur et à mesure que le piston se déplace jusqu'à l'équilibre ou les pressions intérieure et extérieure seront egales, sachant que la pression a "l'arrière" du piston est égale à la pression atmosphérique car il n'y a pas de bouchon a l'arrière du piston.

    L'étanchéité est vraiment inaccessible ?

    Merci pour le dessin, j'aurais mis le cuir de l'autre sens intuitivement ^^*

  15. #12
    invite76532345
    Invité

    Re : création d'un piston

    Bonjour elverange
    (je ne suis même pas sur de pouvoir allumer une LED).
    Un bref éclair devrait se produire si l'aimant est correctement dimensionné (géométrie et magnétisme)
    L'étanchéité est vraiment inaccessible ?
    Non, bien sûr si l'on dispose de l'outillage adapté. Il existe une grande variété de joints depuis le presse étoupe à tresses jusqu'aux garnitures mécaniques les plus sophistiquées en passant par le célèbre joint à lèvres dit "joint spi" mais tous ont un point commun: "au passage de la tige il y a frottement" et la réduction de ce frottement dépend de la qualité des usinages.
    il n'y a pas de bouchon a l'arrière du piston.
    Prévoir quand même au moins un système d'arrêt solide de fin de course car avec une dizaine de kilogs (oui je sais, des daN !!!) le piston a beaucoup de chances de traverser la salle et de casser quelque chose, voire un bipède assistant à la manip.

    Bonne suite
    Cordialement.

  16. Publicité
  17. #13
    elverange

    Re : création d'un piston

    Merci de votre aide, je vais donc m'atteler à la création du piston (ou du moins une première version de ce dernier), en espérant que les fuites d'air soient négligeables pour mon expérience, car je n'ai pas du tout l'outillage adapté.

    Je vous tiendrais au courant de l'avancement de la réalisation !

    Bonne journée et merci encore.

  18. #14
    Ishido

    Re : création d'un piston

    Bonjour,

    Une question débile mais c est pour comprendre :-p Pourquoi s embêter à fabriquer un piston alors qu il doit bien en exister en vente dans le commerce ?

    Mci

  19. #15
    elverange

    Re : création d'un piston

    Pour que le vérin soit étanche a l'air, il faut que le piston soit d'une dimension très précise, ce que je ne suis pas sur d'avoir avec un piston tout fait
    Et acheter un vérin tout fait est plus cher, mais en plus j'ai quelques modifications à apporter à ce vérin pour mon expérience (mettre un thermomètre a l'intérieur, fixer un conducteur mobile au bout etc)

    Bonne soirée !

  20. #16
    invite76532345
    Invité

    Re : création d'un piston

    Bonjour
    Pour que le vérin soit étanche a l'air, il faut que le piston soit d'une dimension très
    Suggestion de "manip" avant d'aller plus loin dans la construction:
    1/ Se procurer une "pompe à vélo classique" (achat, emprunt, troc....le vol n'est pas permis )
    2/ Ouvrir celle-ci
    - Là où la tige de piston sort du cylindre se trouve un bouchon percé et fileté (en plastique ou en métal suivant la marque de la pompe). Le dévisser
    - Sortir l'ensemble "poignée + tige + piston"
    - Observer comment est fait le dit piston, mesurer son diamètre et celui du cylindre (surprise ?).
    - En déduire un procédé de fabrication du piston du vérin compte tenu de l'outillage disponible.

    Note: une "pompe à vélo classique" est étanche à 3 bars<sub>mano</sub>, pression de gonflage moyenne d'un pneu type "700C".

    Bonne journée.
    A suivre.
    Dernière modification par invite76532345 ; 18/01/2013 à 06h52. Motif: effacement de codes polluants là où c'et possible

  21. #17
    Ishido

    Re : création d'un piston

    Ok je comprend mieux, bon courage ^^

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