CHAPITRE 3
LES ACTIONNEURS PNEUMATIQUES
INTRODUCTION :
Un actionneur pneumatique est un dispositif qui transforme
l nergie de lair comprim en travail m canique. Parmi les
actionneurs pneumatiques les plus utilis s dans les syst mes
automatis s on trouve :
Presse pneumatique
le v rin pneumatique ;
le g n rateur de vide Venturi.
1. LES VERINS :
Ce sont les actionneurs qui r alisent des mouvements g n ralement lin aires l'endroit m me o on a
besoin d'une force.
Exemples: perceuse, porte autobus, presse (figure ci-dessus), etc.
Mod le fonctionnel dun v rin
V rin standard
Energie
pneumatique
TRANSFORMER
LENERGIE
Energie
lectrique
V rin
1.1. Constitution et principe de fonctionnement :
Un v rin est constitu dun cylindre, ferm aux deux extr mit s, lint rieur duquel se d place
librement un piston muni dune tige, sous leffet des forces dues la pression de lair comprim . Pour
faire sortir la tige, on applique la pression sur la face arri re du piston et pour la faire rentrer, on
applique la pression sur la face avant :
1 orifice de raccordement
2- tube ferm par les flasques
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3- piston
4- orifice de raccordement
1
2
3
4
5
Constitution dun v rin pneumatique
29
Chapitre 3 : Les actionneurs pneumatiques
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1.2. Types usuels des v rins:
1.2.1.V rin simple effet:
Ce v rin produit leffort dans un seul sens. Il nest donc aliment que dun seul cot . Le retour la
position initiale seffectue en g n ral par un ressort.
Effort
Air
Symbole
1.2.2 V rin double effet :
Dans un v rin double effet, la sortie et la rentr e de la tige seffectue par lapplication de la
pression, alternativement, de part et dautre du piston. Les v rins double effet sont utilis s
lorsquon a besoin deffort important dans les deux sens.
Efforts
Symbole
Air
Air
Remarque : Dans les v rins on peut trouver
dautres fonctions compl mentaires tel
que : amortissement de fin de course,
capteur de position,
dispositifs de
d tection, etc.
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V rin pneumatique avec capteur de fin de course (ILS)
1.3. V rins sp ciaux
V rins sans tige
V rins rotatifs
V rins compacts
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Cours de : Capteurs et actionneurs en instrumentation
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1.4. Caract ristiques et performances dun v rin :
Le fonctionnement dun v rin d pend des caract ristiques suivantes :
Le diam tre du piston ;
La course de la tige ;
La pression dalimentation.
Le choix et le dimensionnement dun v rin seffectuent en fonction de leffort transmettre.
Exemple:
Un v rin ayant un piston de diam tre D = 8 mm et
aliment par une pression de 6 bar (60000 Pa) fournit
un effort sortant: F = (pxxD ) / 4 soit 3016 N.
D
1.5. Exemple d'utilisation des v rins pneumatiques:
Transfert
Pivotement
Serrage
jection
Marquage
Assemblage
Formage
2. LE GENERATEUR DE VIDE OU VENTURI :
Un g n rateur de vide ou venturi est un actionneur pneumatique dont le r le est de transformer
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l nergie pneumatique en surpression en une nergie pneumatique en d pression.
Principe du venturi
Air
comprim
Ejecteur
Un venturi est compos
dun jecteur muni dune
conduite dair plus troite du
lentr e et dun
c t de
orifice, perpendiculaire
la
conduite, servant connecter
la ventouse. Le passage de lair
comprim
le conduit
provoque une d pression et
entra ne avec lui lair pr sent
dans lorifice perpendiculaire.
Par cons quent, une aspiration
se produit au niveau de
la
ventouse.
dans
Symbole
Ventouse
Aspiration
Chapitre 3 : Les actionneurs pneumatiques
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E X E R C I C E R E S O L U
Dans un autobus, le v rin utilis pour ouvrir ou fermer la porte
est un v rin double effet. Sachons que le diam tre:
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du piston D=40mm ;
de la tige d=15mm ;
La pression est gale : P=6bar
1 - Calculer :
a)
b)
l'effort th orique Fo pour ouvrir la porte.
l'effort th orique Ff pour fermer la porte.
2 - Pour l'ouverture et la fermeture de la porte le chauffeur appuie sur deux boutons poussoirs
Bp1 Bp2. Etablir le sch ma de c blage du circuit pneumatique (v rin+distributeur+Bp1+ Bp2).
CORRIGE :
1 - a) Fo= p x ? D /4
b) Ff=p x ? (D -d )/4
AN Fo = 754 N.
AN Ff = 648 N.
2 -Voir le sch ma de c blage de la presse (chapitre pr actionneurs pneumatiques)
E X E R C I C E S N O N R E S O L U S
EXERCICE N 1 :
Leffort de serrage que doit exercer un v rin de bridage est de 6500N. Si le diam tre dal sage D est de
125 mm, d terminer la pression th orique n cessaire.
EXERCICE N 2 :
Soit une masse d'une charge de 700 kg soulever par un v rin V (avec lacc l ration de la pesanteur g =
9,81 m/s ). Les pertes par frottements internes sont estim es 10%, la pression dalimentation en air est
de 600kPa. Si les forces dinertie et la contre-pression sont n glig es, d terminer le diam tre du piston.
EXERCICE N 3 :
Calculer les efforts th oriquement d veloppables, en poussant et en tirant, dun v rin (D = 100 mm et
d = 25 mm) si la pression dutilisation est de 500 kPa. Refaire la question si les pertes par frottements sont
de 12 %.
Cours de : Capteurs et actionneurs en instrumentation
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