Vitesse de sortie vérin pneumatique

[Learning process]

Bonjour,

Je me pose des questions par rapport à un système pneumatique contenant un vérin pneumatique simple effet de diamètre 100mm et devant pousser une charge de 50Kg soit un Poids = 50*9,81 = 490,5 N = 49 daN. Si je met mon régulateur de pression à 5 bar, mon vérin produit une force Fa = 392 daN ce qui est largement suffisant pour soulever la charge.

Je me demande maintenant quelle sera la vitesse de sortie de mon vérin, est-elle dépendante de la pression de mon régulateur ou est-elle dépendante seulement du réglage de mes régulateurs de débit et quel serait la vitesse sans régulateurs de débit ?

Merci d'avance.
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[Naalphi]

Bonjour

On contrôle basiquement les vitesses des vérins par régulations des débits (particulièrement par le flux de sortie en pneumatique).

Sans contraintes sur les débits, je dirais que les vitesses y sont celles du son

[JeanYves56]

Bjr ,

https://www.festo-didactic.com/ov3/m..._vitesse_f.pdf

[Positron1]

Salut,

est-elle dépendante de la pression de mon régulateur

Oui

est-elle dépendante seulement du réglage de mes régulateurs de débit

Aussi

quel serait la vitesse sans régulateurs de débit ?

La réponse de Fernand Reynaud !! un certain ....
Il y a tellement de critères à prendre en charge que le calcul est quasiment infaisable

[A voir en vidéo sur Futura]

[le_STI]

Salut,

la vitesse de sortie va dépendre de la pression relative, de la section effective du piston et des forces de frottement (internes et externes), en sachant que la pression relative va elle-même dépendre des restrictions de débit (voulues ou non).
Je n'ai pas cité la masse à déplacer (y compris celle des éléments mobiles du vérin) parce que je pars du principe que tu ne t'intéresses pas à la phase d'accélération.

[Learning process]

Bonjour à tous, merci pour vos réponses.
Si maintenant je prend un exemple plus concret :

Avec un vérin pneumatique 100 x 80 mm soit une surface de piston de 78,54 cm² (et une surface de tige de 50,27 cm²) devant soulever 80 Kg.
Je me pose les questions suivantes pour le choix des composants :

1 - Comment choisir le diamètre intérieur des tuyaux pneumatiques ?
2 - À quelles caractéristiques faut-il faire attention lors du choix des composants (Débit nominal normal/pression de service), autres que les raccords (G1/8..) ?
3 - À quelle pression faut-il régler le régulateur de pression ?
4 - Si j'ai bien compris la vitesse du vérin voulu devra être régler lors de la phase d'essai du circuit pneumatique à l'aide des limiteurs de débits et du régulateur de pression (car déterminer cette vitesse par calcul est trop complexe) ?

Merci d'avance pour votre aide.

[albi69]

Bonjour
Je ne comprend pas l'utilité du réducteur de pression. Si la charge pousse le vérin vers le bas, le réducteur de pression devrait être sur l'autre ligne. Si le vérin doit pousser la charge vers le haut alors il n'y a pas besoin de réducteur de pression.
Avec un tel schéma quand le distributeur va basculer, un gros débit non régulé va arriver dans le vérin qui va se déplacer à grande vitesse pour comprimer l'air dans la chambre opposée. Quand l'air sera comprimé les régulateurs feront leur travail. Quelle est la course de ce vérin?
Le diamètre des tuyaux devra être déterminé en fonction de la vitesse de déplacement du vérin. Une grande vitesse demande de gros tuyaux. Il faut encore décider ce qu'est une grande vitesse ? il est plus intéressant de donner la vitesse de déplacement du vérin ou la durée pour faire la course complète et aussi la longueur des tuyauteries.
Besoin aussi du débit pour déterminer la taille du distributeur.
Cordialement

[Learning process]

Bonjour,

Tout d'abord, voici la nouvelle version du schéma pneumatique avec les informations demandées :



Étant débutant, je n'étais pas sûr de mon positionnement pour le réducteur de pression. Pouvez-vous expliquer plus en détails comment choisir la bonne position des régulateurs de pression et les impacts d'un mauvais placement ?

Le temps total de sortie de la tige est de 7 s (vitesse lente) soit V(m/s) = 0,463 / 7 = 0,066 m/s.

Débit entrant coté fond vérin = Q(L/min) = 6 x 78,54 (cm²) x 0,066 (m/s) = 31,10 L/min
Débit sortant coté tige vérin = Q(L/min) = 6 x 50,27 (cm²) x 0,066 (m/s) = 19,91 L/min

Cdl.

[Forhorse]

Tu cherches à faire quoi exactement ?
Parce que là ton régulateur de pression il limite la force de rentrée de tige. Si c'est le but il est bien placé, sinon...
A noter que j'ai jamais vu de montage utilisant à la fois limiteur de débit et régulateur de pression dans la même "branche" de l'alimentation d'un vérin.
Après rien de l'interdit mais si ça ne se fait pas c'est sans doute que ça ne sert pas à grand chose.

[Learning process]

Bonsoir Forhorse,
Je pose justement la question car je ne connais pas où doit se placer un régulateur de pression.
Ou faudrait-il le placer pour que le vérin ait une force suffisante pour soulever la charge (avant le distributeur ?).

[Positron1]

Salut,
Si tu veux qu'il soit vraiment utile, mets le avant le distributeur, ton installation travaillera à pression constante.

Débit entrant coté fond vérin

C'est la sortie

Débit sortant coté tige vérin

C'est la rentrée

[Forhorse]

On met un régulateur de pression quand on veut limiter la force d'un vérin (par sécurité, pour ne pas écraser l'objet que l'on manipule si quelque chose se passe mal, ou pour eviter de pincer et/ou blesser des gens ou des animaux si c'est pour manipuler une porte, un outil, etc...)
Quand on a pas besoin de limiter cette force, on s'assure juste que la pression d'alimentation minimum est suffisante par rapport à la surface du pour obtenir la force nécessaire, après qui peut le plus peut le moins...

Là ton vérin de 100mm sous une pression normalisée de 7 bars il lève une charge de 540 Kg donc bon t'es large pour tes 80Kg...
Maintenant il faut savoir si tu dois limiter la force pour juste 80Kg dans ce cas le régulateur de pression est utile (mais pareil, perso je le mettrait en amont du distributeur sauf si une pression trop faible entrainerait un mauvais fonctionnement de celui-ci) ou alors osef si ça lève plus et dans ce cas pas besoin du régulateur.

[albi69]

Bonjour
@Forhorse, Ce n'est pas parce que vous n'avez jamais vu une application particulière que ça ne se fait pas. On peut aussi mettre un réducteur de pression côté tige et côté fond avant ou après les étrangleurs.
On ne peut pas lister toutes les applications nécessitant un régulateur de pression. De plus on devrait dire réducteur car cet appareil n'est pas capable de donner plus de pression que celle du circuit.
Il n'est pas possible de conseiller sur l'élaboration d'un schéma pneumatique sans connaitre l'environnement du vérin et son application exacte.
Le vérin lève la charge de 80 Kg, mais il la descend aussi ? Je ne pense pas qu'il existe un vérin avec course de 463mm, ou alors il est spécial? La fin de la course de la charge correspond à la fin de la course du vérin? Si ce n'est pas le cas, la mécanique est capable de résister aux efforts?
En fait, personne ne peut t'aider sur ce schéma sans connaitre la machine et son fonctionnement.
De plus, comme le régulateur peut être placé à tout point du schéma il faudrait analyser tous les cas de fonctionnements il faudrait alors une formation de quelques jours.
Cordialement

[Learning process]

Bonjour,

L'application du vérin est de lever et descendre une charge de 80Kg (poids peu variable) et c'est en effet un vérin spécial. Ce dernier contient une butée caoutchouc pour résister aux efforts lorsque le vérin est descendu au maximum (course avec butée : 5 --> 468mm et sans butée 0 --> 468mm).
L'application ne nécessite pas de limiter la force d'un vérin, j'avais mis un régulateur de pression pour avoir une même pression même quand la pression d'alimentation était différente mais d'après ce que vous dites, ce régulateur ne me sera pas utile.

Mise à jour débit (faute débit rentrée) :
Débit sortie vérin = Q(L/min) = 6 x 78,54 (cm²) x 0,066 (m/s) = 31,10 L/min.
Débit rentrée vérin = Q(L/min) = 6 x (78,54 – 50,27) (cm²) x 0,066 (m/s) = 11,2 L/min.

Cdt.

[albi69]

Bonjour
Donc sans réducteur de pression.
On considère que la charge est posée directement sur la tige du vérin sans guidage qui provoquerait des efforts supplémentaires et sans dispositif mécanique qui serait embarqué avec la charge.
Avec ce schéma on considère que la charge est retenue en haut en alimentant en continu le distributeur.
En déplaçant les étrangleurs au plus près des orifices des vérins les mouvements seront un peu plus souples.
L'inertie de la charge n'est pas prise en compte il y aura donc des chocs quant le vérin arrivera en fin de course, la butée en caoutchouc amortira le choc la charge en bas.
Des tuyaux de 6mm devraient être suffisants.
Cordialement

[Positron1]

Salut,
il existe des vérins avec un système amortisseur en fin de course réglable par une vis

[Learning process]

Bonjour, merci pour les réponses complémentaires.

Pour déterminer le diamètre de câble de 6mm, avez-vous utilisé une formule ou est-ce l'expérience ?

Je n'ai pas trouvé les caractéristiques auxquelles il faut faire attention lors du choix des composants (débit nominal normal/pression de service j'imagine), autres que les raccords (G1/8..).
Par exemple niveau débit, pour le distributeur 5/3, si je prends le VUWG-L18-P53C-G14 de Festo, faut-il bien vérifier que le débit nominal standard permet d'avoir un temps de sortie de la tige de vérin inférieur à 7s.
Ce qui correspondrait aux calculs de vérification ci-dessous :

Débit d'air valve 5/3 : 1 200 litres/minute
Vitesse du vérin max avec cette valve = Débit (l/min) / (Section (cm²) x 6) = 1 200 / (78,54 x 6) = 2,55 m/s
Temps de sortie mini = Course (mm) / Vitesse (m/s) = 0,463 / 2,55 = 0,18 secondes
Temps de sortie mini < 7s (temps prévu) donc la valve est ok ?
Et ainsi, il faudrait faire pareil pour tous les composants ou faut-il juste faire le calcul pour le composant choisi ayant le débit le plus faible (car j’imagine que le débit ne pourra jamais augmenter) ?

Cdl.