A. Critère de choix

# Effort et charge

Il faut d’abord connaître l’effort de déplacement de la charge et son sens pour définir les deux caractéristiques dimensionnelles du vérin, à savoir son diamètre (D ) et sa course (c). Il sera ensuite nécessaire de déterminer la vitesse de la tige afin de connaître l’éner » gie cinétique et l’amortissement de l’ensemble mobile (Piston + tige + charge).

# Détermination du diamètre « D »  du piston du vérin.

Le diamètre « D » du piston dépend de l’effort théorique axial développé et de la pression d’alimentation.

On applique donc la formule : F=p.S

# Calcul des efforts de poussée et de rentrée du vérin.

Le sens du travail est important à connaître:

1^er cas : Calcul d’efforts d’un vérin poussant une charge.

F = p. S

2^ème cas : Calcul d’efforts d’un vérin double effet tirant la charge.

Dans ce cas la pression ne s’exerce plus sur la totalité du piston mais sur une surface diminuée de la section du piston.

F’= p. P.((D²-d²) /4)

# Notion de rendement ou taux de charge.

Pour pouvoir réaliser l’étanchéité et le guidage d’un vérin, il est nécessaire d’utiliser des joints et des bagues de guidages. Ces éléments, s’ils remplissent correctement leurs fonctions, vont générer des frottements. Ces frottements vont nuire au bon fonctionnement du vérin. Pour en tenir compte dans la détermination des efforts exercés par le vérin, il est nécessaire de prendre en considération le taux de charge du vérin.

Le calcul des efforts exercés par le vérin en tenant compte du taux de charge (t) :

F = t.p.S     avec t=F/F’ et F=P=mg

De plus     m : masse à soulever en kg

F : effort en N

g : attraction terrestre = 9,81m.s-²

• • t = charge réelle / Effort dynamique (daN) x 100 (%)

 Il est recommandé que le taux de charge soit t ≤ 75%

• • t = F’ / F avec F’ l ‘effort de poussée et F’ < F

 Il est recommandé que le taux de charge soit 0,5 < t < 0,8

Les constructeurs préconisent des taux de charges compris entre 0,5 et 0,95 généralement de 0,9 à 0,95

# Charge dynamique appliquée au vérin:

• • Premier cas: vérin vertical: Cd = F_ext + m .g + m.a

• • Deuxième cas: vérin horizontal: Cd = F_ext + m.a

Dans les deux cas: 5 < a < 10 (m/s²)

# Contre pression dans le vérin :

Lorsqu’un piston se déplace, il subit deux pressions qui génèrent deux efforts opposés. Un que l’on a calculé précédemment et l’autre qui est dû à la pression qui s’exerce de l’autre côté du piston. Cette pression va dépendre de la vitesse d’évacuation de l’air vers l’échappement. On parle alors de contre pression. Cette contre-pression peut être soit pour contrôler la vitesse de déplacement du vérin, soit pour contrôler la position d’un vérin à l’aide d’un capteur.

# Vitesse de déplacement:

V=q_v /S (q_v=débit en m ³.s^-1 et S=surface en m²)

Le temps d'action peut également être pris en compte pour définir correctement le vérin.

#Course

# Energie cinétique

v_moy = c / t   avec c: course                               

              t: temps d’action                       

• k = 2: c < 50 mm
• k = 1,5: 50mm < c < 100mm
• k = 1,25: 100mm < c

Il est aussi important d’associer le bon distributeur qui conduit le fluide aux chambres du vérin. Il en existe deux types: le monostable et le bistable. Ce qui le caractérise est son coefficient KV, celui-ci indique le débit du fluide en litres par minute qui traverse le distributeur.

Ainsi pour sélectionner le vérin adapté, nous pouvons user de catalogues de ressources à propos des différents constructeurs sur le marché mais aussi de logiciels de simulation tel que Pesto.