CINTREUSE HYDRAULIQUE Pascal Rousset 20/09/2018 Pascal ROUSSET

Schéma de Principe Pascal ROUSSET 20/09/2018

Schéma Hydraulique Pascal ROUSSET 20/09/2018

 Présentation Fonctionnelle L'énergie mécanique est fournie par un moteur électrique ou par un moteur thermique pour les systèmes roulants : engins de chantier par exemple.   Les contraintes sont : débit, pression, propreté de l'huile. Les contrôles sont : pression, niveau, propreté de l'huile. Pascal ROUSSET 20/09/2018

Nomenclature des constituants Le schéma d'un groupe hydraulique est donné par la figure 1 ci-contre. T 1FT-2F-3F 1WP 1RP 1G M Pascal ROUSSET 20/09/2018

Nomenclature des constituants Le schéma d'un groupe hydraulique est donné par la figure 1 ci-contre. T Réservoir (tank) 1FT-2F-3F Filtres 1WP Pompe 1RP Limiteur de Pression 1G Manomètre Indicateur de niveau d’huile M Moteur électrique Pascal ROUSSET 20/09/2018

 Les Pompes Ce sont des organes dont la fabrication est particulièrement soignée : les jeux sont très faibles, les états de surface ont un indice de rugosité très faible. Sur les schémas, on peut en repérer deux types : - à cylindrée fixe : fig. 1 ; - à cylindrée variable : fig. 2.   Le trait interrompu court représente le drain (drainage externe). C'est une canalisation qui récupère le débit de fuite, inévitable à cause des jeux fonctionnels, et qui l'envoie au réservoir. Certains appareils sont < drainés interne >, ils ne possèdent donc pas d'orifice de drain. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 Les Pompes à cylindrée fixe Elles débitent en permanence, même s'il n'y a pas d'actionneur (vérin ou moteur) en mouvement. Le débit retourne alors au réservoir. Elles peuvent être : - à engrenages, exemple fig. 3 - à palettes, exemple fig. 4 ; - à pistons, exemple fig. 5. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… - LES POMPES À ENGRENAGES (fig. 6) • À jeu fixe : Ce jeu entre les faces des engrenages et la face du boîtier est d'environ 0,05mm. Pression possible : environ 100 bar. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… • Compensées axialement : Le jeu axial est compensé par deux bagues (paliers lunettes) qui sont maintenues en appui contre les faces des engrenages (fig. 7). Pression possible : environ 250 bar. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… - LES POMPES À PALETTES • Non équilibrées Le rotor comporte un certain nombre de palettes qui peuvent coulisser radialement (se rapprocher ou s'éloigner du centre) ; c'est la force centrifuge qui plaque les palettes contre le stator (fig. 8). Pression possible : environ 150 bar. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… • À rotor équilibré Ces pompes (fig. 9) possèdent deux orifices diamétralement opposés pour l'aspiration. De même le refoulement s'effectue par deux orifices opposés. Pression possible : environ 200 bar. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… - LES POMPES Â PISTONS • À pistons axiaux et clapets (fig. 10) La rotation de l'arbre provoque un mouvement de vaet-vient des pistons. Les clapets installés sur le refoulement empêchent l'aspiration de l'huile qui vient d'être refoulée. Pression possible : environ 400 bar. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… Pression possible : environ 450 bar. • À pistons axiaux et axe brisé (fig. 11) Le barillet supportant les pistons tourne en même temps que l'arbre d'entraînement.Chaque piston est donc animé d'un mouvement de va-et-vient dans son cylindre. La glace, fixe, possède deux lumières en forme de « haricots » (fig. 12). Pendant le mouvement de montée d'un piston, son cylindre est en communication avec le « haricot aspiration » ; pendant la descente du piston, son cylindre est en communication avec le « haricot refoulement ». Pression possible : environ 450 bar. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… • À pistons radiaux (fig. 13) Les mouvements de va-et-vient des pistons sont provoqués par des excentriques solidaires de l'axe. Des clapets assurent l'antiretour de l'huile refoulée. Pression possible : environ 500 bar. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 Les Pompes à cylindrée variable En général, les pompes à cylindrée variable sont équipées de dispositifs de régulation. Ils sont très nombreux. Deux exemples : 1 - la pompe auto-régulatrice : quand la pression de tarage est atteinte le débit est annulé. Seul subsiste un maintien de pression à la valeur de tarage (fig. 13') ; 2 - la pompe à puissance constante où le produit pression débit demeure constant. - POMPE À PALETTES À DÉBIT VARIABLE • L'axe du rotor est fixe. • Le rotor supporte les palettes qui iront se plaquer, par (a force centrifuge, contre la bague stator. • L'axe du stator est mobile. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… Principe de la variation du débit a) Lorsque l'axe de la bague stator est éloigné au maximum de l'axe du rotor (fig. 14).  Le débit est maximum et la pression est faible. b) La pression, en augmentant, déplace un poussoir, modifiant la position de l'axe du stator, le rapprochant de l'axe du rotor (fig. 15). Le débit diminue. c) Si la pression augmente encore, les deux axes : stator et rotor coïncident (fig. 16). La pression est maximum et il y a annulation du débit. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… LA POMPE À PISTONS À DÉBIT VARIABLE La pompe à pistons radiaux à débit variable : Le rotor supporte les pistons montés en étoile. La bague stator peut se déplacer. Le principe de la variation de débit est le même que pour la pompe à palettes à débit variable. La pompe à pistons axiaux, à axe brisé, à débit variable : La variation du débit est obtenue par modification de l'inclinaison du barillet par rapport à l'axe d'entraînement. Quand l'angle diminue, la course des pistons diminue, le débit diminue lui aussi. Si l'axe du barillet est dans l'alignement de l'axe d'entraînement, il y a annulation du débit (fig. 17). Pascal ROUSSET 20/09/2018

 LA FILTRATION - LES PRINCIPAUX DÉGÂTS ENGENDRÉS PAR LA POLLUTION DE L'HUILE • Usure anormale et rapide des éléments en mouvement. • Ralentissement du déplacement de certains organes tiroirs de distributeurs par exemple. • Augmentation des débits de fuite. • Obturation de circuits de faible section. - LES TYPES DE POLLUTIONS • solide : poussières plus ou moins fines, plus ou moins dures ; particules métalliques arrachées à des composants. • liquide : présence d'eau dans l'huile due à la condensation ou à l'infiltration d'eau de pluie, ou encore pénétration du liquide de refroidissement sur les machines-outils. • thermique : c'est la décomposition de l'huile par un échauffement anormal. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… LES FILTRES Les filtres permettent de diminuer la pollution solide et la pollution liquide. Suivant les composants utilisés, les contraintes de filtration peuvent être différentes environ 10 N (10 microns = 10.10-3 mm) pour les composants standards, mais 3 à 5 N pour les composants très sensibles à la pollution comme les servo-valves. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… 2F LES FILTRES SUR LE SCHÉMA DU GROUPE HYDRAULIQUE Sur le schéma (fig. 1), nous avons 3 filtres. 2F C'est un filtre qui se trouve sous le bouchon de remplissage. II permet de filtrer grossièrement l'huile lors des compléments de niveau ou des vidanges. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… 3F C'est un filtre équipé d'un raccord rapide. II permet de raccorder périodiquement un ensemble autonome de filtration, extérieur au système (ce procédé est l'équivalent d'une dialyse, l'ensemble de filtration jouant le rôle du rein artificiel). Certains constructeurs ont choisi de monter en permanence ce système de filtration (fig. 2). Si on installe un seul filtre, sur une installation, on l'installe généralement sur la conduite de retour (fig. 3). La tendance actuelle consiste à installer en plus du filtre sur le retour, un filtre sur la pression (fig. 4). Pascal ROUSSET 20/09/2018

La coupe d'un filtre est représentée figure 5. Ce filtre supportera la pression d'utilisation, sa conception sera donc plus robuste. La coupe d'un filtre est représentée figure 5. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… 1FT C'est un filtre sur canalisation de retour qui comporte un pressostat (appelé aussi mano-contact) (fig. 6) qui bascule son contact quand la différence de pression entre l'entrée et la sortie du filtre est de 0,5 bar pour un filtre retour ou de 1,5 bar pour un filtre pression. Cette différence de pression entre l'entrée et la sortie d'un composant est souvent désignée 0 p (delta « p > ). Le dépassement du seuil de la A p indique le colmatage du filtre. Ce signal électrique peut être utilisé pour déclencher l'intervention des agents de maintenance qui remplaceront le filtre colmaté. Sur de petites installations, l'indicateur de colmatage peut être visuel, par changement de couleur. II nécessite alors une surveillance périodique de la part de l'opérateur. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… Le filtre 1 FF est mis en parallèle avec un clapet « bypass > permettant le déchargement de la pression à l'entrée du filtres, ce dernier est complètement obstrué et que l'indicateur de colmatage n'a pas fonctionné. Si cela se produit, la pollution retenue par le filtre risque d'être entraînée par l'huile dans le réservoir. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 COMMANDER UN FILTRE Les principaux éléments à connaître sont : • l'emplacement du filtre : retour ou pression ; • le débit d'huile qui détermine la taille ; • la finesse de filtration souhaitée : - filtration nominale, par exemple 10 N cette valeur renseigne, selon les constructeurs, sur une rétention des particules comprise entre 50 et 95 % - filtration absolue, par exemple 5 N elle définit la taille de la particule la plus grande qui passe encore par le filtre. En théorie, cette valeur donne la rétention à 100 % des particules les plus importantes ; - le bétamicron, définit le taux de rétention avec la meilleure précision Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… Exemple : 5  100 Soit N (e nombre de particules. Avant filtration le fluide contient N particules  5 . Après filtration le fluide contient N÷100 particules  5 . Pourcentage de particules  5  retenues par la filtre : (N - N÷100) x 100 = 99 % des N particules. Ce pourcentage s'appelle le taux absolu de rétention. Exemple de commande d'un filtre (fig. 7). Pascal ROUSSET 20/09/2018

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 Le Limiteur de Pression FONCTION DU LIMITEUR DE PRESSION Protéger les différents composants contre les surpressions qui risquent de provoquer leur éclatement ou leur détérioration, en limitant la valeur maximum de la pression à une valeur prédéterminée par un réglage. Ce réglage peut être fixé par le constructeur ou accessible à l'utilisateur. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… REPRÉSENTATION DU LIMITEUR DE PRESSION Limiteur fixe (fig. 1). Limiteur réglable (fig. 2). • La flèche indique le sens de l'écoulement de l'huile vers le réservoir. • Le trait interrompu court indique le côté du pilotage ici le côté « pression ». Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… FONCTIONNEMENT DU LIMITEUR DE PRESSION On oppose à la force hydraulique d'un circuit, la force mécanique d'un ressort qui maintient fermé un clapet. Quand la force hydraulique devient supérieure à la force mécanique, le clapet s'ouvre et laisse passer l'huile vers le réservoir. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… LE LIMITEUR DE PRESSION À ACTION DIRECTE II est la réalisation technique du principe de fonctionnement (fig. 3). Ce type de limiteur est sujet à des vibrations : fermé, ouvert, fermé, ouvert... à un rythme très rapide. Son emploi est limité à des débits inférieurs à 10 L/min et à des pressions inférieures à 100 bar. Certains limiteurs de pression à action directe possèdent un coussin d'huile qui atténue les vibrations et augmente la plage d'utilisation. Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… LE LIMITEUR DE PRESSION À ACTION PILOTÉE La figure 4 propose la représentation normalisée. II se compose de 2 étages : - un étage pilote, - un étage principal (fig. 5). Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… Fonctionnement du limiteur de pression à action pilotée 1 ° La pression hydraulique est inférieure à la pression maximum réglée par la tension du ressort de l'étage pilote. L'huile étant immobile, la pression est la même dans tous les points du circuit ; le clapet se trouve équilibré en pression, il est donc immobile (fig. 6). 2° La pression hydraulique dépasse la pression maximum. Le clapet de l'étage pilote s'ouvre, libérant de l'huile vers le réservoir. II se crée alors un débit dans l'orifice calibré. Ce rétrécissement provoque une perte de charge (chute de pression ou  p). La pression au-dessus du clapet devient donc inférieure à la pression au-dessous du clapet, celui-ci s'ouvre, libérant le passage de P vers T (fig. 7). Pascal ROUSSET 20/09/2018

 suite… COMMANDER UN LIMITEUR DE PRESSION Les principales caractéristiques à connaître sont • Le type : action directe ou à action pilotée, avec réglage fixe ou variable. • Le débit : qui détermine la taille du limiteur. • Le mode de raccordement : éventuellement la taille de l'embase. • La plage de réglage de la pression. • Le type d'huile utilisée, ce qui permet de s'assurer de la compatibilité des joints avec le fluide. Pascal ROUSSET 20/09/2018

FIN 20/09/2018 Pascal ROUSSET