Fonction Convertir – Vérins Hydrauliques
Sciences d’Ingénieur – 2ème BAC STE
Objectifs : Comprendre le principe de fonctionnement, les caractéristiques techniques et les applications des vérins hydrauliques dans les systèmes automatisés industriels.
1. Principes Fondamentaux
1.1 Définition et constitution
Composant convertissant l’énergie hydraulique en énergie mécanique linéaire :
- Tige : partie mobile
- Corps : cylindre étanche
- Piston : sépare les chambres
- Joint d’étanchéité : prévention des fuites
1.2 Types de vérins
| Type | Caractéristique | Application |
|---|---|---|
| Simple effet | Retour par ressort | Levage |
| Double effet | Action dans les 2 sens | Presse |
| Télescopique | Course longue | Benne |
2. Caractéristiques Techniques
2.1 Paramètres clés
Diamètre piston
40-250 mm
Course
50-2000 mm
Pression max
160-350 bar
2.2 Calcul de la force
Formule fondamentale :
\( F = P \times S \)
Avec :
- F : force (N)
- P : pression (Pa)
- S : section piston (m²)
Exemple :
P = 100 bar (107 Pa)
D = 50 mm ⇒ S ≈ 0,00196 m²
F ≈ 19 600 N
3. Montages et Applications
3.1 Schémas de montage
Circuit typique avec distributeur 4/3 et vérin double effet
3.2 Applications industrielles
Engins de chantier
- Pelle mécanique
- Chargeuse
Presses
- Emboutissage
- Compactage
Systèmes automatisés
- Lignes d’assemblage
- Manutention
4. Exercices Pratiques
Exercice : Dimensionnement
Un vérin double effet (D=80mm, d=25mm) travaille sous P=150 bar.
- Calculer la force en sortie (extension)
- Calculer la force en rentrée (rétraction)
- Déterminer le débit nécessaire pour v=0,2 m/s
5. Synthèse
Avantages :
- Rapport puissance/poids élevé
- Précision de positionnement
- Grande force dans un encombrement réduit
Inconvénients :
- Risques de fuites
- Nécessité d’une centrale hydraulique
- Sensibilité à la pollution du fluide
Les vérins hydrauliques sont indispensables pour les applications nécessitant de grandes forces dans des espaces réduits.
