Systèmes Hydrauliques Et Pneumatiques
Systèmes HydrauliquesetPneumatiques1Plan du cours Introduction Composants hydrauliques PompesMoteursDistributeurs et soupapesVérinsAccessoires Huiles hydrauliques Dimensionnement des composants Conception de schémas : études de cas Système de relevage hydraulique du tracteurDirection assistée hydrauliquementAutre système hydraulique d’un engin agricole ou de génie civilSpécificités des systèmes pneumatiquesBourarach, IAV/DEA, 20142Bourarach, IAV/DEA, 201431
Bourarach, IAV/DEA, 20144Bourarach, IAV/DEA, 20145POMPES A débit constantA débit variable A engrenageA palettesA pistonsA visBourarach, IAV/DEA, 201462
Bourarach, IAV/DEA, 20147Bourarach, IAV/DEA, 20148Bourarach, IAV/DEA, 201493
Bourarach, IAV/DEA, 201410Bourarach, IAV/DEA, 201411Bourarach, IAV/DEA, 2014124
Bourarach, IAV/DEA, 201413Bourarach, IAV/DEA, 201414Bourarach, IAV/DEA, 2014155
Bourarach, IAV/DEA, 201416Bourarach, IAV/DEA, 201417MOTEURS HYDRAULIQUES6
Bourarach, IAV/DEA, 201419Bourarach, IAV/DEA, 201420Bourarach, IAV/DEA, 2014217
DISTRIBUTEURS DIRECTIONNELS Leursrôles est de modifier, ouvrirou fermer les voies d’écoulementde l’huile dans les circuitshydrauliquesBourarach, IAV/DEA, 201422DISTRIBUTEURS DIRECTIONNELS Distributeurs à fonctionnement analogiqueUne infinité de positions intermédiaires :distributeurs proportionnels etd’asservissementDistributeurs à fonctionnement numériqueUn nombre déterminé de positions (2, 3,4, ) : hydraulique "tout ou rien"Bourarach, IAV/DEA, 201423Bourarach, IAV/DEA, 2014248
Bourarach, IAV/DEA, 201425DISTRIBUTEURS DIRECTIONNELS Exemple:distributeur 3/23 orifices2 positionsAPATPTBourarach, IAV/DEA, 201426Bourarach, IAV/DEA, 2014279
Bourarach, IAV/DEA, 201428Bourarach, IAV/DEA, 201429Bourarach, IAV/DEA, 20143010
Bourarach, IAV/DEA, 201431Bourarach, IAV/DEA, 201432Bourarach, IAV/DEA, 20143311
Bourarach, IAV/DEA, 201434Bourarach, IAV/DEA, 201435Bourarach, IAV/DEA, 20143612
Bourarach, IAV/DEA, 201437Bourarach, IAV/DEA, 201438Bourarach, IAV/DEA, 20143913
VALVES Autoriser l’écoulement dans un sens et del’arrêter dans l’autre sens:- anti-retour- anti-retour déverrouillableBourarach, IAV/DEA, 201440Bourarach, IAV/DEA, 201441Bourarach, IAV/DEA, 20144214
Bourarach, IAV/DEA, 201443Bourarach, IAV/DEA, 201444REGULATEURS15
Bourarach, IAV/DEA, 201446Bourarach, IAV/DEA, 201447Bourarach, IAV/DEA, 20144816
Bourarach, IAV/DEA, 201449Bourarach, IAV/DEA, 201450Bourarach, IAV/DEA, 20145117
Bourarach, IAV/DEA, 201452Bourarach, IAV/DEA, 201453Bourarach, IAV/DEA, 20145418
Bourarach, IAV/DEA, 201455Bourarach, IAV/DEA, 201456Bourarach, IAV/DEA, 20145719
Bourarach, IAV/DEA, 201458Bourarach, IAV/DEA, 201459ACCESSOIRES20
Bourarach, IAV/DEA, 201461FILTRES Réduire la quantité d’impuretés dans lecircuit hydraulique (poussières, coupeaux,cendres, peinture, morceaux de joints, )Caractéristiques: porosité (μm), pressionde service, débit maxi, pressiondifférentielle)Bourarach, IAV/DEA, 201462EMPLACEMENT DES FILTRESBourarach, IAV/DEA, 20146321
CONSTITUTION DES FILTRES Tissus fins en unecouche oumulticouches de toilemétallique, decellulose, de matièresynthétique ou depapier imprégnéBourarach, IAV/DEA, 201464CARACTERISTIQUES Filtre sur retour: Filtre sur refoulement: P. service: 30b maxiDébit: 1300 à 3900l/minPorosité: 10 - 25μmΔp 70b maxiP. service: 420b maxiDébit: 330l/min maxiPorosité: 3-5μmΔp 200b maxiFiltre sur aspiration: Porosité: 60 - 100μmBourarach, IAV/DEA, 201465DOMAINES D’APPLICATIONBourarach, IAV/DEA, 20146622
TUYAUTERIE1.2.3.Caoutchouc synthétique, téflon, élastomèred’ester, perbunanNappe de fils tressés: acier ou polyesterCaoutchouc, élastomères d’ester oupolyuréthaneBourarach, IAV/DEA, 201467TUYAUTERIEBourarach, IAV/DEA, 201468Bourarach, IAV/DEA, 20146923
TUYAUTERIEBourarach, IAV/DEA, 201470Bourarach, IAV/DEA, 201471Bourarach, IAV/DEA, 201472Symboles24
Bourarach, IAV/DEA, 201473Bourarach, IAV/DEA, 201474Bourarach, IAV/DEA, 20147525
Bourarach, IAV/DEA, 201476Bourarach, IAV/DEA, 201477Bourarach, IAV/DEA, 20147826
Bourarach, IAV/DEA, 201479Bourarach, IAV/DEA, 201480Bourarach, IAV/DEA, 20148127
Bourarach, IAV/DEA, 201482HUILES HYDRAULIQUESBourarach, IAV/DEA, 201483Bourarach, IAV/DEA, 20148428
Bourarach, IAV/DEA, 201485Bourarach, IAV/DEA, 201486Bourarach, IAV/DEA, 20148729
Bourarach, IAV/DEA, 201488DIMENSIONNEMENT DES COMPOSANTSQuelques notions Ps h.ρ.g (poussée hydrostatique; Pa; m; kg/m3; m/s²)Principe de PascalF p.S (N; Pa; m² ou N; bar (daN/cm²); cm²)Q S.v (cm3/s; cm²; cm/s ou l/min; dm²; dm/min)Re v.d/ν (Nbre de Reynolds; m/s; m; ν: viscositécinématique: m²/s 2300 (écoulement laminaire))Bourarach, IAV/DEA, 201489QLQ ELEMENTS DE CALCULS Couple d’entraînement: C Δp.V/2π(N.m; Pa; m3) ou daN.m; bar/10; cm3) Q N.V (l/min; tr/min; V cylindrée; dm3) P 2π.N.C 2π.N.Δp.V/2π Q. Δp(W; m3/s; Pa ou 10².60. 10-5 kW; 60.l/min, bar)Bourarach, IAV/DEA, 20149030
Bourarach, IAV/DEA, 201491FLAMBAGEBourarach, IAV/DEA, 201492Bourarach, IAV/DEA, 20149331
Bourarach, IAV/DEA, 201494Bourarach, IAV/DEA, 201495A.N. Un vérin double effet doit développer en poussantune force de 2800 daN sous une pression de 160bars.1) Quel doit être le diamètre de celui-ci (alésage),sachant que son rendement de 90%?2) Le même vérin doit développer 1750daN «entirant». Quel est le diam? (même rendement etmême pression).3) Quel est le débit requis par ce vérin? Course 40cm, t 2s. Quel est le temps de rétraction?4) Quelle est la puissance absorbée par ce vérin enpoussant?Bourarach, IAV/DEA, 20149632
F S.pS π.D²/4F π.D².p/4D (4.F/π.p)1/2AN: D (4.2800/π.160.0,9)1/2 4,9cm 50mmForce hydr F2 1750/0,9 1944,4daNS2 F2/p 1944,4/160 12,153cm²S1 π.5²/4 19,63cm²Tige:19,63-12,153 7,482d (4.7,482/π) 1/2 3,086cm (d 28 ou32mm)Bourarach, IAV/DEA, 2014 97V π.D².c/4V π.5².40/4 785,4cm3Débit: Q V/tQ 785,4/2 392,7cm3/s 0,3927.60 dm3/minQ 23,56 l/minRétraction:t V/Q (D²-d²).π.40/392,7.4 14,76.π.40/392,7.4 1,18s 1s,18/100Puissance en poussant:P F.v F.c/t 31110.0,4/2 6222Nm/s 6,2kWBourarach, IAV/DEA, 20141.2.98Si d 32Fadm π².21.106.0,0491.3,24/s.150² 1355daN si s 3,5 1897daN si s 2,5 ( 3111daN)Si d 45 (girafe actuelle)Fadm 5299daN si s 3,5( 3111daN) 7419 daN si s 2,5Bourarach, IAV/DEA, 20149933
TUYAUTERIE Conduites sous pression 50bars: 4m/s100bars: 4,5m/s150bars: 5m/s200bars: 5,5m/s300bars: 6m/sConduite d’aspiration: 1,5m/sRetour: 2m/sBourarach, IAV/DEA, 2014100PERTES DE CHARGE LINEAIRESBourarach, IAV/DEA, 2014101Bourarach, IAV/DEA, 2014102PERTES DECHARGESLINEAIRES34
Bourarach, IAV/DEA, 2014103PERTES DE CHARGE SINGULIERESBourarach, IAV/DEA, 2014104PERTES DE CHARGE SINGULIERESBourarach, IAV/DEA, 201410535
CONCEPTION DE SCHEMAS :Etude de casBourarach, IAV/DEA, 2014106Le système à centre ouvert (simple action)Position neutre (Denis, 2002)VérinDistributeurRéservoirPompe àcylindréefixeClapet de déchargeBourarach, IAV/DEA, 2014107Le système à centre ouvert (simple action)Monter le pistonVérinDistributeurRéservoirPompe àcylindrée fixeClapet de déchargeBourarach, IAV/DEA, 201410836
Le système à centre ouvert (simple action)Descendre le pistonVérinDistributeurRéservoirPompe àcylindréefixeClapet de déchargeBourarach, IAV/DEA, 2014109Le système à centre ouvert (double action)Position neutreVérinDistributeurRéservoirPompe àcylindréefixeClapet de déchargeBourarach, IAV/DEA, 2014110Le système à centre ouvert (double action)Pour pousser le piston à droite312Bourarach, IAV/DEA, 201411137
Le système à centre ouvert (double action)Pour pousser le piston à gauche312Bourarach, IAV/DEA, 2014112Le système à centre ouvert (double action)En surcharge1) En maintenant le distributeur tiré, 22) l’huile pousse le cylindre au fond et lapression monte à une valeur supérieure àla pression 13) d’ouverture du clapet de décharge.Le clapet de décharge ouvre et l’huileretourne directement au réservoir.3Bourarach, IAV/DEA, 2014113Le système à centre ouvertCaractéristiques: Type de pompe: Cylindrée fixe (En m. agricole,généralement à engrenage) Est-ce que l’huile circule si le système n’est pas endemande ? Oui, avec retour au réservoir. Utilisation typique: Système de base (fendeuse àbois), vieux tracteurs et système hydrauliquemoderne en version économique. Débit d’huile dans le système: Toujours aumaximum.Bourarach, IAV/DEA, 201411438
Le système à centre ouvert(suite):Caractéristiques Pression d’huile dans le système: Variable, selon larésistance au débit.Avantages: Simple Peu coûteux Faible perte de puissance en attente Requiert peu d’entretien (peu d’usure, peu de fuiteset peu de chocs).Bourarach, IAV/DEA, 2014Le système à centre ouvert115(suite) Inconvénients: Réponse lente Peut actionner un seul actionneur en mêmetempsBourarach, IAV/DEA, 2014116Le système à centre ferméPosition neutre (Denis, 2002)CylindreDistributeurRéservoirPompe àcylindréevariableMaximum: 193 barsBourarach, IAV/DEA, 201411739
Le système à centre ferméPour pousser le piston à gauche312Maximum: 193 barsBourarach, IAV/DEA, 2014118Le système à centre ferméPour pousser le piston à droite312Maximum: 193 barsBourarach, IAV/DEA, 2014119Le système à centre ferméEn surcharge1) En maintenant le distributeur tiré, 2) l’huile pousse le cylindre au fondet la pression monte rapidement 213) à une pression supérieure à lapression d’arrêt de la pompe, lapompe cesse de pomper de l’huile.3Maximum: 193 barsBourarach, IAV/DEA, 201412040
Le système à centre ferméCaractéristiques: Type de pompe: Cylindrée variable (En m.agricole, généralement à pistons radiaux) Est-ce que l’huile circule si le système n’estpas en demande ? Non, elle est bloquée audistributeur. Utilisation typique: Tracteurs des années 70et 80 Débit d’huile dans le système: Variable selonle besoin.Bourarach, IAV/DEA, 2014121Le système à centre ferméCaractéristiques (suite): Pression d’huile dans le système: Toujours aumaximum pour contrôler la pompe. Avantages: Réponse rapide Peut actionner plusieurs actionneurs en mêmetemps et efficacement.Bourarach, IAV/DEA, 2014122Le système à centre ferméInconvénients: Moyennement complexe Moyennement coûteux Forte perte de puissance si le système n’estpas en demande. Requiert beaucoup d’entretien (usure, fuiteset chocs)Bourarach, IAV/DEA, 201412341
Le système à centre fermé avec capteur decharge: Position neutre (Denis, 2002)VérinCapteur de charge25 barsValve navetteLimiteur de pression193 barsDistributeurRéservoirPompe à cylindrée variableBourarach, IAV/DEA, 2014124Le système à centre fermé avec capteur de charge(load sensing):25 bars3193 barsBourarach, IAV/DEA, 2014125Le système à centre fermé avec capteur de charge25 bars3193 barsBourarach, IAV/DEA, 201412642
Le système à centre fermé avec capteur decharge: En surcharge3) à une pressionsupérieure à lapression d’arrêt de lapompe(compensateur depression). La pompecesse de pomper del’huile.325 bars1) Enmaintenant ledistributeur tiré 193 bars2) l’huile pousse lecylindre au fond et la pressionmonte rapidement Bourarach, IAV/DEA, 2014127Le système à centre fermé aveccapteur de chargeCaractéristiques: Type de pompe: Cylindrée variable (En m. agricole,généralement à pistons axiaux) Est-ce que l’huile circule si le système n’est pas endemande ? Non, elle est bloquée au distributeur. Utilisation typique: Tracteurs modernes. Débit d’huile dans le système: Variable selon lebesoin.Bourarach, IAV/DEA, 2014128Le système à centre fermé aveccapteur de chargeCaractéristiques (suite): Pression d’huile dans le système: Selon larésistance au débit le capteur de charge. Avantages: Réponse rapide Peut actionner plusieurs actionneurs en mêmetemps et efficacementBourarach, IAV/DEA, 201412943
Le système à centre fermé aveccapteur de charge Avantages (suite): Faible perte de puissance si le système n’est pas endemande. Requiert peu d’entretien (faible usure, peu de fuiteset de chocs). Inconvénients: Très complexe Très coûteuxBourarach, IAV/DEA, 2014130LES APPLICATIONS(études de cas)Bourarach, IAV/DEA, 2014131Relevage hydraulique du TRABourarach, IAV/DEA, 201413244
Contrôle de positionBourarach, IAV/DEA, 2014133Mesure de la positionBourarach, IAV/DEA, 2014134CP à asservissement hydrauliqueBourarach, IAV/DEA, 201413545
CP à asservissement électroniqueBourarach, IAV/DEA, 2014136Contrôle d’effortBourarach, IAV/DEA, 2014137Schéma simplifiéBourarach, IAV/DEA, 201413846
Bourarach, IAV/DEA, 2014139Différents types de contrôle d’effortBourarach, IAV/DEA, 2014140Bourarach, IAV/DEA, 2014141Asservissementhydraulique47
Contrôle mixteBourarach, IAV/DEA, 2014142Commande électronique et contrôle de patinageBourarach, IAV/DEA, 2014143Bourarach, IAV/DEA, 2014144Directionassistéeintégrale(d. hydromécanique)48
Directionassistéeintégrale(d. hydromécanique)Bourarach, IAV/DEA, 2014145Direction hydrostatique (N, D)Bourarach, IAV/DEA, 2014146Doseur de débitBourarach, IAV/DEA, 201414749
Pelle rétroBourarach, IAV/DEA, 2014148Bourarach, IAV/DEA, 2014149MB50
1 1 Systèmes Hydrauliques et Pneumatiques Bourarach, IAV/DEA, 2014 2 Plan du cours Introduction Composants hydrauliques Pompes Moteurs Distributeurs et soupapes Vérins Accessoires Huiles hydrauliques Dimensionnement des composants Conception de schémas : études de cas Système de relevage hydraulique du tracteur Direction assistée hydrauliquement
Notions de base des syst mes r partis Probl mes de la construction d !applications r parties Mod les d!organisation d!applications r parties Patrons et canevas de base pour le mod le client-serveur Syst mes asynchrones, coordination, programmation par v nements Exemples de syst mes asynchrones Syst ms coposant.ntergicels coposants.
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Livre d’exercices TP 250 Avec CD-ROM Festo Didactic 567268 fr Sécurité des systèmes pneumatiques 4 2 5 1 3 2 121 2 121 2 1 3 1V1 1M1 1M2 m 1A1 1V2 1M3 1V3 1V4
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rotatives à fluide hydraulique dont le principe est encore utilisé de nos jours. Depuis ce Fluide hydraulique est devenu l’élément graissant des mécanismes. En 1920 apparurent les premières machines-outils à commandes hydrauliques. Depuis 1950 ces techniques ont connu un succès et un développement considérable dans tous les domaines.
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ONLINE REGISTRATION: A STEP-BY-STEP GUIDE CONTENTS OVERVIEW 3 HOW TO LOG IN TO ONLINE REGISTRATION 6 PERSONAL DETAILS 7 1. Personal Information (Gender, Marital Status, Mobile Phone No.) 8 2. Social Background (Occupational Background, No. of Dependants). 9 3. Country of Origin/Domicile 9 4. Home Address 10 5. Term Time Address 11 6. Emergency Contact Details 12 7. Disabilities 14 8. Previous .
