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  • Ing. Formateur : Abderrazak SAKHANA Maintenance Mcatronique

    Analyse des circuits pneumatiques et lectropneumatiques Cours

    1

    SOMMAIRE

    PNEUMATIQUE ... 4

    I. LOIS PRINCIPALES .......... 4

    1. Bases de la pneumatique ...... 7

    2. Loi fondamentale ........ 7

    2.1. Loi de Boyle-Mariotte ...... 7

    2.2. Loi de Charles-Gay-Lussac ...... 8

    2.3. Loi de Pascal ........ 10

    II. PRODUCTION ET DISTRIBUTION DE LAIR .. 12

    1. Production de lair comprim ..... 12

    2. Compresseurs .... 14

    2.1. Compresseur piston ..... 15

    2.2. Compresseur membrane ...... 16

    2.3. Compresseur piston rotatif ....... 16

    2.4. Compresseur vis ....... 17

    3. Rservoir dair ....... 17

    4. Dshydrateur ....... 19

    4.1. Dessiccateur par le froid ....... 19

    4.2. Dshydrateur adsorption ....... 20

    4.3. Dshydrateur absorption ....... 21

    5. Groupe de conditionnement ....... 22

    5.1. Lubrification de lair comprim ....... 23

    5.2. Filtre air ....... 24

    5.3. Rgulateur de pression ....... 26

    III. DISTRIBUTEURS ....... 30

    1. Distributeur 2/2 ....... 33

    2. Distributeur 3/2 bille ....... 33

    3. Distributeur 3/2 tiroir ....... 34

    4. Distributeur 4/2 ....... 35

    5. Distributeur 5/2 ....... 37

    6. Distributeur 4/3 ....... 38

    7. Distributeur 5/3 ....... 38

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    IV. CLAPETS ......... 39

    1. Clapet anti retour .......... 39

    2. Elments de liaison ............ 39

    2.1. Slecteur deux clapet (Fonction logique ET) ...... 39

    2.2. Slecteur de circuit (Fonction logique OU) ........ 40

    2.3. Soupape dchappement rapide .......... 41

    3. Rducteurs de dbit .......... 41

    3.1. Rducteur de dbit dans les deux sens .......... 41

    3.2. Rducteur de dbit unidirectionnel .......... 42

    4. Rducteurs de pression ........... 43

    4.1. Rducteur de pression ............ 43

    4.2. Limiteur de pression ........... 43

    4.3. Soupape de squence ............ 44

    5. Temporisateurs .......... 44

    V. ACTIONNEURS ............ 46

    1. Vrins ........... 46

    1.1. Vrin simple effet ........... 46

    1.2. Vrin double effet ........... 48

    2. Moteurs pneumatiques ......... 55

    2.1 Moteur piston .......... 55

    2.2 Moteur palettes ........... 56

    2.3 Moteur engrenages ........... 57

    3. Moteurs oscillants .......... 57

    3.1. Moteur oscillant crmaillre .......... 57

    3.2. Module oscillant ........... 58

    3.3. Pince de serrage ........... 58

    ELECTROPNEUMATIQUE .. 59

    I. ELEMENTS DINTRODUCTION DES SIGNAUX ELECTRIQUES 59

    1. Bouton poussoir ............ 59

    2. Commutateur poussoir ........... 60

    3. Dtecteur de fin de course .......... 60

    4. Capteur sans contact ........... 61

    4.1. Capteurs de proximit inductifs .......... 62

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    4.2. Capteurs de proximit capacitifs .......... 63

    4.3. Capteurs de proximit optiques .......... 64

    II. ELEMENTS ELECTRIQUES DE TRAITEMENT DES SIGNAUX 66

    1. Relais ............ 66

    2. Convertisseurs lectropneumatiques ........ 67

    MAINTENANCE DUN SYSTEME PNEUMATIQUE .. 69

    I. MAINTENANCE DU LUBRIFICATEUR ..... 69

    II. MAINTENANCE DU FILTRE ........ 69

    III. FIABILITE DES DISTRIBUTEURS ...... 70

    1. Montage des distributeurs ........ 70

    2. Montage des capteurs .......... 70

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    PNEUMATIQUE

    I. LOIS PRINCIPALES

    Depuis bien longtemps dj, on fait appel aux technologies de la pneumatique pour l'excution de

    tches mcaniques. Aujourd'hui, la pneumatique trouve de nouveaux champs d'application grce au

    dveloppement de l'automatisation. Sa mise en uvre dans ce domaine, permet l'excution d'un certain nombre de fonctions parmi lesquelles:

    la dtection d'tats par le biais de capteurs.

    le traitement d'informations au moyen de processeurs.

    la commande d'actionneurs par le biais de practionneurs.

    l'excution d'oprations l'aide d'actionneurs.

    Le pilotage des machines et des installations implique la mise en place d'un rseau logique souvent trs

    complexe, d'tats et de conditions de commutation. C'est l'action conjugue des diffrents capteurs,

    processeurs, practionneurs et actionneurs qui permettent d'assurer le droulement des enchanements

    dans les systmes pneumatiques ou semi pneumatiques.

    Le formidable bond technologique ralis, autant pour ce qui concerne les matriaux que dans les

    mthodes de conception et de production, a permis d'une part d'amliorer la qualit et la varit des

    composants pneumatiques et d'autre part d'largir les champs d'application des techniques

    d'automatisation.

    Les organes d'entranement pneumatiques permettent de raliser des dplacements du type :

    Linaire.

    Oscillant.

    Rotatif.

    Un aperu ci-dessous donne quelques domaines d'application dans lesquels on fait appel la

    pneumatique:

    Pour tout ce qui touche la manutention en gnral : o serrage de matire d'uvre. o transfert de matire d'uvre. o positionnement de matire d'uvre. o orientation de matire d'uvre. o aiguillage du flux de matire d'uvre.

    Mise en uvre dans divers domaines technologiques : o Emballage. o remplissage. o dosage. o verrouillage. o entranement d'axes. o ouverture et fermeture de portes. o transfert de matire d'uvre. o travail sur machines-outils : tournage de pices, perage, fraisage, sciage, finissage,

    formage).

    o dmariage de pices.

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    o empilage de matire duvre. o Impression et emboutissage.

    Pour rappeler on donne les caractristiques et les avantages de la pneumatique:

    Quantit: L'air est disponible pratiquement partout en quantit illimite.

    Transport: L'air peut tre facilement transport par canalisations, mme sur de grandes distances.

    Stockage: L'air comprim peut tre stock dans un rservoir d'o il est prlev au fur et mesure. Le rcipient lui-mme peut en outre tre transport (bouteilles).

    Temprature: L'air comprim est pratiquement insensible aux variations de la temprature, d'o la fiabilit d'utilisation mme en conditions extrmes.

    Scurit: Aucun risque d'incendie, ni d'explosion avec l'air comprim.

    Propret: Des fuites d'air comprim non lubrifi n'ont aucune consquence sur l'environnement.

    Structure des diffrents quipements : La conception des diffrents quipements est simple, donc peu onreuse.

    Vitesse: L'air comprim est un fluide de travail qui s'coule rapidement, ce qui permet d'atteindre des vitesses de piston et des temps de rponse trs levs.

    Surcharge: Les outils et les quipements pneumatiques admettent la charge jusqu' leur arrt complet, donc aucun risque de surcharge.

    Pour dterminer avec prcision les domaines d'utilisation de la pneumatique, il importe de connatre

    aussi ses ventuels inconvnients:

    Prparation: L'air comprim doit subir un traitement pralable de faon viter toute usure immodre des composants pneumatiques par des impurets ou de l'humidit.

    Compressibilit: L'air comprim ne permet pas d'obtenir des vitesses de piston rgulires et constantes.

    Force dveloppe: L'air comprim n'est rentable que jusqu' un certain ordre de puissance. Pour une pression de service normale de 6 7 bar (600 700 kPa) et selon la course et la

    vitesse, la force dveloppe limite se situe entre 20000 et 30000 Newton.

    Echappement: L'chappement de l'air est bruyant, mais ce problme est aujourd'hui en majeure partie rsolu grce la mise en uvre de matriaux bonne isolation phonique et des silencieux.

    Avant d'opter pour le pneumatique comme fluide de commande ou de travail, il convient de procder

    une comparaison avec d'autres sources d'nergie. Une telle dmarche doit prendre en compte

    l'ensemble du systme, depuis les signaux d'entre (capteurs) jusqu'aux practionneurs et actionneurs,

    en passant par la partie commande (processeur).

    Les nergies de travail sont:

    l'lectricit

    l'hydraulique

    la pneumatique

    une combinaison des nergies ci-dessus.

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    Critres de c

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