pneumatique - Exercices corriges

Pneumatique
Les performances sans cesse améliorées des Systèmes Automatisés de
Production (SAP) doivent beaucoup aux Transmissions Oléo-hydrauliques et
Pneumatiques.
Le domaine couvert est vaste, tous les secteurs d'activité sont concernés :
automobile, aéronautique, aérospatiale, marine, trains et métros sur rail,
et divers autres moyens de transport ; électrotechnique et électronique ;
industries agro-alimentaires ; industries pétrolière, chimique et
pharmaceutique ; génie civil, bâtiments et travaux publics ; industrie
mécanique, machines-outils, assemblage, manutention ; spectacle, théâtre,
manèges forains ; médecine, équipements de dentisterie, équipements
hospitaliers...
[pic]
Ligne de conditionnement Ravoux
[pic]
Bras manipulateur Shradder Bellows
Hydraulique et pneumatique ont des champs d'application qui diffèrent par
les propriétés du fluide sous pression qu'elles utilisent : un liquide
pratiquement incompressible pour l'hydraulique, un gaz très compressible
pour la pneumatique. C'est pourquoi ces deux techniques font l'objet
d'études séparées.
L'emploi de l'énergie pneumatique permet de réaliser des automatismes avec
des composants simples et robustes, notamment dans les milieux hostiles :
hautes températures, milieux déflagrants, milieux humides...
L'énergie pneumatique
1 Où trouve-t-on l'énergie pneumatique ? [pic]Synoptique d'un S.A.P. [5]
On trouve l'énergie pneumatique essentiellement dans la chaîne d'action
d'un Système Automatisé de Production. 2 Le fluide pneumatique Le fluide pneumatique le plus couramment utilisé est de l'air dont la
pression usuelle d'emploi est comprise entre 3 et 8 bars (soit 3.105 à
8.105 pascals, l'unité de pression du système international SI). Dans
certains cas, on peut utiliser de l'azote. L'air comprimé est utilisé comme fluide énergétique (air travail ou air
moteur) pour alimenter des actionneurs (vérins et moteurs pneumatiques). Il
peut aussi intervenir dans une chaîne de contrôle ou de mesure (air
instrument). De plus, il peut être en contact direct avec le produit dans
un processus de fabrication (air process) ou avec les utilisateurs (air
respirable) avec des risques possibles de contamination et d'intoxication.
Exemples :
- Aération, brassage, pressurisation de cuves ;
- Transport pneumatique de produits légers ou pulvérulents ;
- Refroidissement, pulvérisation, soufflage ;
- Remplissage de bouteilles de plongée, hôpitaux, etc. 3 Les différentes énergies de puissance | |Pneumatiq|Hydrauliq|Electriqu|
| |ue |ue |e |
|Productio|Compresse|Compresse|Réseau |
|n |ur |ur |EDF |
| |1 par |1 par | |
| |atelier |système | |
|Liaison |Tubes, flexibles |Câbles, |
| |(pertes de charge |fils |
| |selon | |
| |distance et forme) | |
|Rendement|0,3 à 0,5|0,7 à 0,9|0,9 |
Comparaison des différentes énergies de puissance [5] 4 Pneumatique contre Hydraulique Hydraulique :
- Force supérieure à 50 000 N.
- Positionnement intermédiaire et précis des vérins.
- Vitesse d'avance régulière (car l'huile est incompressible). Pneumatique :
- Force inférieure à 50 000 N.
- Installation peu coûteuse (production centralisée de l'air comprimé)
- Transport du fluide plus simple et beaucoup plus rapide (maxi de 15 à
50 m/s contre 3m/s pour l'hydraulique) 5 Pneumatique contre électrique Quand on est face à l'alternative, les actionneurs pneumatiques seront
préférés aux actionneurs électriques :
- Si les temps de réponse ne sont pas critiques (10 à 20 ms minimum)
- Pour des machines séquentielles simples.
- Dans les milieux « hostiles » (hautes températures, milieux
déflagrants ou humides, etc...)
- Pour leur faible coût d'entretien.
- Qualification minimale requise pour la maintenance. 6 Circuit pneumatique [pic][pic]
Synoptique d'un circuit pneumatique [5] 7 Définition des pressions
Graphique des pressions [2]
Pression atmosphérique normale de référence (ANR) : pression atmosphérique
de 1013 mbar, à 20°C et 65 % d'humidité relative.
Pression relative ou effective : pression positive ou négative par rapport
à la pression ANR.
Pression absolue : pression par rapport au vide absolu.
Pression absolue = pression relative + pression atmosphérique normale.
Pression atmosphérique normale = 1 atm = 760 mmHg
= 1, 0132.105 Pa = 1, 0132 bar ? 1 bar.
Dépression ou vide relatif : pression relative négative par rapport à la
pression ANR.
Pression différentielle = ?p = p2 - p1.
Remarque : La pression absolue est égale, approximativement, à la pression
relative augmentée de 1 bar.
Attention : sur le terrain, on mesure des pressions relatives
(manométriques), mais dans les formules, on utilise les pressions
absolues !!! 8 Production d'énergie pneumatique Elle est assurée par un compresseur, animé par un moteur électrique. Ce
compresseur intégré est constitué d'un filtre, du système de compression de
l'air, d'un refroidisseur-assècheur et d'un dernier filtre. La pression de
sortie est de l'ordre de 10 bars. Un réservoir permet de réguler la
consommation. Production de l'énergie pneumatique [5] Symbole du compresseur intégré [5] 1 Pourquoi purifier l'air ? L'air souillé peut causer des problèmes ou des dégâts dans le réseau d'air
comprimé. Un air pur garanti le bon fonctionnement des composants
connectés, tels les distributeurs et les vérins. La fiabilité d'une
installation pneumatique dépend de la qualité de l'air comprimé. 2 Qui sont les pollueurs ? Les pollueurs sont essentiellement :
- les particules solides (poussière, suie, produits d'abrasion et de
corrosion, ...) que l'on peut classifier en fonction de leur taille
(grosses > 10 µm, petites de 1 à 10 µm et très fines