Pièces pour vérins pneumatiques
Figure 1 : Cylindre pneumatique
Les vérins pneumatiques utilisent l'air comprimé pour créer un mouvement linéaire dans diverses applications industrielles et commerciales. Ces cylindres contiennent plusieurs pièces qui varient en fonction du type et de la conception du cylindre. Cet article présente les différentes parties d'un cylindre pneumatique et leurs fonctions.
Table des matières
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Qu'est-ce qu'un cylindre pneumatique ?
Les vérins pneumatiques convertissent l'énergie de l'air comprimé en mouvement linéaire alternatif. Ils sont classés de multiples façons :
- Conception : Vérins pneumatiques avec tiges de piston, vérins à membrane, rotatifs et sans tige.
- Mouvement : Cylindres linéaires et rotatifs.
- Fonction : Vérins pneumatiques à simple effet ou à double effet.
- Amortissement : Cylindres pneumatiques avec amortissement réglable ou flexible.
La configuration et les composants d'un cylindre pneumatique dépendent de sa classification. La section suivante explique les principaux composants d'un vérin pneumatique à double effet tout en faisant des références notables à d'autres variétés et à leurs différences par rapport à la classification à double effet.
Comme tout dispositif mécanique, les vérins pneumatiques nécessitent une maintenance, et parfois certaines pièces doivent être remplacées pour garantir des performances optimales. Lisez notre glossaire pneumatique pour plus d'informations sur les composants des systèmes pneumatiques.
Pièces pour vérins pneumatiques
Figure 2 : Pièces du vérin pneumatique : orifice d'extrémité du chapeau (A), tirant (B), orifice d'extrémité de la tige (C), piston (D), barillet (E) et tige de piston (F).
Tonneau
Le barillet (figure 2 étiquetée E), le corps principal du cylindre, abrite le piston et fournit un support mécanique au cylindre. Il est généralement cylindrique et peut être fabriqué en aluminium, en acier inoxydable ou en plastique.
Capuchon d’embout
- Le canon est fermé par deux bouchons, le bouchon avant (tête) et le bouchon arrière.
- Le bouchon avant se trouve à côté de l'endroit où la tige du piston fait saillie, tandis que le bouchon arrière se trouve à l'opposé.
- L'un (dans le cas d'un vérin à simple effet) ou les deux chapeaux (dans le cas d'un vérin à double effet) comportent des orifices qui permettent à l'air sous pression de pénétrer dans l'alésage (figure 2 étiquetée A et C).
Piston
Le piston (figure 2 étiquetée D) est un disque qui se déplace à l'intérieur du cylindre pneumatique, divisant ainsi la chambre. Il se déplace d'avant en arrière le long d'une ligne droite. Lorsque l'air comprimé pénètre dans le capuchon de lecture, il pousse le piston pour faire sortir la tige. Le piston se décale alors du bouchon arrière et sort de la tige. Ce mouvement est appelé mouvement positif (ou plus), et la rétraction du piston est appelée mouvement négatif (ou moins) (figure 3).
- Cylindre à simple effet : Dans les vérins pneumatiques à simple effet, un ressort entourant la tige du piston aide à rétracter l'ensemble piston et tige.
- Cylindre à double effet : L'air comprimé déplace le piston dans les deux sens.
- Cylindre pneumatique sans tige : Dans un cylindre sans tige, le piston est remplacé par un chariot ou une navette qui glisse d'avant en arrière à l'intérieur de la paroi du cylindre. Le chariot est relié à la charge à déplacer et aucune tige de piston ne sort du cylindre. Au lieu de cela, le cylindre est doté d'un piston creux qui fournit le support nécessaire au chariot.
Figure 3 : Principe de fonctionnement d'un vérin à double effet avec entrée d'air (flèche bleue) et sortie d'air (flèche grise). Le mouvement positif (A) fait sortir la tige et le mouvement négatif (B) la fait rentrer.
Tige de piston
La tige de piston (figure 2 étiquetée F) est reliée au piston et entraînée par celui-ci. Il se fixe également à l'élément de la machine ou à l'objet à tirer ou à pousser. La distance parcourue par le piston et la tige est appelée longueur de course.
Amortissement du piston
Parfois, les différents composants des installations de production doivent se déplacer rapidement. Lors de l'utilisation de cylindres pneumatiques, cela entraîne la libération d'une énergie élevée lorsque le cylindre en mouvement rapide s'arrête. Il est essentiel d'amortir la position finale de manière appropriée et contrôlée.
L'amortissement du piston ralentit l'assemblage de la tige et du piston avant qu'il n'atteigne l'embout. Cela permet d'absorber l'énergie cinétique le plus efficacement possible, en minimisant l'usure, les déchirures et les chocs. Cela réduit également le bruit, l'impact et les vibrations vers la fin de chaque course et permet au piston de se déplacer à des vitesses plus élevées.
Il existe principalement trois méthodes pour amortir les cylindres pneumatiques.
- Amortissement élastique : Dans l'amortissement élastique, la tige du piston entre en collision à une certaine vitesse avec un matériau élastique qui déforme sa forme. Le matériau reprend sa forme initiale une fois que la tige du cylindre s'est rétractée, le préparant ainsi à l'impact suivant.
- Amortissement pneumatique : L'air comprimé ralentit le cylindre pneumatique dans l'amortissement pneumatique. Ce résultat est obtenu par une contre-pression fixe, qui dépend de la vitesse du cylindre au moment de l'amortissement.
- Amortissement hydraulique : Dans l'amortissement hydraulique, les fluides visqueux comme l'huile ralentissent les cylindres.
Joint statique
Le joint statique du piston assure l'étanchéité entre la tige et le piston, empêchant l'air de s'échapper de l'autre côté de la chambre.
Anneaux de guidage du piston
Les bagues de guidage du piston empêchent tout contact métal sur métal entre la chambre cylindrique et le piston pendant le glissement et absorbent les forces radiales qui peuvent agir sur le cylindre.
Capteurs
Les capteurs pour vérins pneumatiques détectent la position du piston dans le vérin, ce qui est essentiel pour les applications de positionnement. Les capteurs à effet Hall et les interrupteurs à lames sont couramment utilisés dans ces capteurs.
Barres d'accouplement
Les tirants (figure 2 étiquetée B) maintiennent les embouts en place. Il s'agit généralement de tiges d'acier filetées. Ces tiges traversent le cylindre sur toute sa longueur. Les vérins pneumatiques comportent généralement de quatre à vingt tirants, en fonction de la taille et de la force créée. Les tirants protègent le cylindre pneumatique des chocs et autres impacts potentiels.
FAQ
Quelles sont les principales parties des cylindres pneumatiques ?
Les principales pièces des cylindres pneumatiques sont le cylindre, le piston et la tige de piston. Les joints, les systèmes d'amortissement, les capteurs, les anneaux de guidage et les tirants améliorent les performances et prolongent la durée de vie des vérins pneumatiques.
