Nom

 ETANCHEITES dans un Vérin

PJ

                Objectif :  Identifier un vérin et son préactionneur et caractériser ses étanchéités.

         Consignes :  - Lire attentivement les énoncés des activités avant de répondre.

  - Soigner particulièrement l’écriture.

 

 


         ®   MISE EN SITUATION  DU  SYSTEME :

 

               Le VERIN PNEUMATIQUE DOUBLE EFFET ( voir doc.1 ), support de notre étude, est un actionneur qui,

couplé à un bras  de porte, permet de l’animer d’un mouvement de rotation alterné

pour stopper puis laisser passer les bêtes .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@ Activité 1 :  Sur le Schéma de mise en situation ci-dessus, entourer le Vérin repéré A

et le Bras de porte qui permet de stopper l’arrivée des bêtes.

 

 I M’sieur ... 6  o
 
 

 

 

 

 

 


NOM : …………………………                  Classe : ………….           Date : ………….

@ Activité 2 :  A l’aide du LIVRE Schémas électrique et électronique, identifier chacun

des quatre dispositifs électroniques présent sur le Schéma de mise en situation de la

page précédente en complétant dans le tableau suivant les désignations de chacun d’eux.

 

Symbole

Désignation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 I M’sieur ... 6  o
 

 

 

 

     Problématique:

  Le VERIN PNEUMATIQUE DOUBLE EFFET repéré A sur le schéma et visible sur le doc.1,

présente des fuites d’air comprimé, responsables d’une perte de poussée de ce

dernier.

  Afin de résoudre ce problème, il convient d’analyser les étanchéités dans le vérin

et d’identifier les joints défectueux.

 

 

 

     ®    ETUDE DU FONCTIONNEMENT DU VERIN :

 

But:  Analyser et définir les caractéristiques d’un vérin.

 2 - INFO 1:   Actionneurs linéaires - définitions

 

· Un vérin est un actionneur qui réalise un mouvement de translation à partir d’une source

  d’énergie pneumatique, hydraulique, voire électrique.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 2 - INFO 1 suite:   Actionneurs linéaires - définitions
 
· A chaque vérin ( actionneur ) est associé un distributeur ( préactionneur ) qui assure la

   commutation des circuits du système.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@ Activité 3 :  Sur le Schéma de mise en situation et à l’aide de l’info1 précédente, indiquer pour

 
l’ensemble ‘’ Vérin A / Bras d’arrêt’’ entouré précédemment, les flèches correspondant à :

 I M’sieur ... 6  o
 
-   l’Arrivée   de   l’ ENERGIE    PNEUM.   :

- l’ENERGIE MECANIQUE de Translation :

 

 2 - INFO 2:   Vérin double effet et distributeur - structures

- Cylindre

- Piston 

- Tige de piston

- Orifices de

   commutations

     avec le flux

- Chambres
 
· Un vérin double effet se schématise comme suit et est composé

  des éléments suivants :
 
 

 

 

 

 

 

 


· Le distributeur destiné à alimenter le vérin en énergie se schématise et se désigne comme suit :
 
                                                                                                                                       Ex :   Distributeur 3/2,

                                                                                                      pneumatique,

                                                                                                                               à commandes

                                                                                                                par électro-aimant

                                                                                                               et ressort de rappel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@ Activité 4 :  - Sur le Schéma du Vérin dans l’info2 précédente, indiquer les 4 composants sur les

  traits de repère correspondant.

- Sur le Dessin d’ensemble (doc.1), passer en couleurs distinctes les pièces

  appartenant à l’ensemble ’’Cylindre‘’ ( fixe ) et à l’ensemble ‘’Piston’’ ( mobile ).

 

@ Activité 5 :  En comparant le dessin d’ensemble (doc.1) et le dessin en éclaté (doc.2),

 - compléter le dessin en éclaté (doc.2) en indiquant dans les cercles les repères des

    pièces du Vérin.

 - passer en couleurs distinctes ( les mêmes qu’à l’activité précédente ), sur le dessin en

  éclaté (doc.2), les pièces appartenant à l’ensemble ’’Cylindre‘’ ( fixe ) et à l’ensemble

  ‘’Piston’’ ( mobile ).

 

@ Activité 6 :  En vous appuyant sur le Schéma de mise en situation et à l’aide de l’info2 ,

- compléter le schéma correspondant au distributeur de notre vérin ci-dessous en

   faisant apparaître les détails manquants ( orifices, flux, commandes, … ).

- indiquer la désignation complète du distributeur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 2 - INFO 3:   Vérin double effet - fonctionnement

· Dans un vérin double effet, la pression exercée par le fluide ( air ou huile ) est distribuée

  alternativement de chaque côté du piston dans les chambres 1 ou 2.

  Ainsi selon la position du distributeur, l’effort exercée par le fluide déplace la tige du piston

 
  dans un sens ou dans l’autre.

 

 

 

 

 

 

 

 

p = F / S
 
 
 
· La pression engendrée par la poussée d’un fluide sur un piston est égale à :    

                                                                  avec p : pression du fluide ( en Pa, ou bar, ou MPa )

                                                                      1 bar = 0,1 MPa = 0,1 N/mm²

                                                         F : force engendrée par la pression du fluide ( en N )

                                                         S : surface de contact du fluide sur l’obstacle ( en mm² )

                                                                                    Pour une surface circulaire S = p x d contact² / 4

                                                                                    avec d contact : diamètre de la zone de contact

 

@ Activité 7 :  Dans l’info3 précédente, indiquer pour chacun des deux schémas de fonctionnement

du VERIN PNEU. DOUBLE EFFET :
 
- la chambre sous pression occupée par le fluide, en la coloriant légèrement.

- la poussée exercée par le fluide sur le piston, en indiquant des flèches.
 
- le sens de déplacement de la tige de vérin , en repassant le bon sens pour la flèche

  de Translation.

 

@ Activité 8 :  Sur le schéma d’alimentation de notre VERIN PNEU. DOUBLE EFFET repéré A ci-dessous,

indiquer pour chacune des deux positions du distributeur :
 
- la chambre sous pression occupée par le fluide, en la coloriant légèrement.

- la poussée exercée par le fluide sur le piston, en indiquant des flèches.
 
- le sens de déplacement de la tige de vérin , en repassant le bon sens pour la flèche

  de Translation.
 

 I M’sieur ... 6  o
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 2 - INFO 4:   Vérin double effet - caractéristiques

· Ce type de vérin double effet convient à de nombreuses applications, il permet en effet

  d’obtenir en sortie , un mouvement de translation rectiligne alterné. Ces vérins sont

  caractérisés par :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


@ Activité 9 :  A l’aide de l’info précédente et en vous appuyant sur le Dessin d’ensemble (doc.1),

mesurer les caractéristiques suivantes et indiquer la désignation du Vérin.

         Æ Alésage : ……….. mm

           Course  :   ………….... = ……. mm

Þ  Désignation : ……………………………………………

                           ……………………………………….…...

 

2 - Le VERIN PNEUMATIQUE est alimenté sous une pression de 8 bars, mais ne fournit pas la

force de poussée théorique indiquée par le fabriquant, la force réelle a en effet été

mesurée à 500 N.

 

@ Activité 10 :  A l’aide de l’info3 et en vous appuyant sur les résultats de la question précédente,

   déterminer la force de poussée théorique du vérin en suivant les indications

   ci-contre.

         Æ Alésage : ……….. mm

         Surface du piston : S = p x dcontact² / 4

                                                                                                                              = …………………..

 = ……………… mm²

 

Pression   p = 8 bars  = …………..… N/mm²

                                             Þ F poussée théo.  =  p x S    = …………..……..……

 =   ……..…. N

 

@ Activité 11 : En comparant le résultat de la force de poussée théorique calculée et la poussée

  réellement mesurée en sortie de vérin, indiquer la poussée la plus forte ainsi que ses

  conséquences en cochant les bonnes réponses parmi les propositions suivantes :

                                                                              - Poussée théo. > poussée mesurée

                                               - Poussée théo. < poussée mesurée

                                                                              - Poussée théo. = poussée mesurée

                                                                              - Perte de poussée

                                               - Augmentation de poussée

                                                                              - Fuites, prob. d’étanchéités

                                               - Chambres en surpression

                                               - Rien à signaler ou à faire

 

 I M’sieur ... 6  o
 
 

 

 


+ Le plus du technicien

 

®    ANALYSE DES ETANCHEITE DU VERIN :

 

       But:  Etudier les étanchéités pour localiser les fuites dues aux joints défectueux.

 2 - INFO 5:   Types d’Etanchéités

· Un dispositif d’étanchéité entre deux solides S1 et S2 ( voir schéma ci-contre ) possédant

 
  des surfaces de contacts communes, consiste à :

            - empêcher les impuretés du milieu

              extérieur d’accéder aux surfaces à

              protéger.

            - empêcher le fluide de s’échapper

 
              vers le milieu extérieur.

  ( Les flèches           symbolisent ces deux types de fuites )

 

· Ainsi, selon la liaison ( fixe ou mobile ) entre les deux solides, on distingue les types

Mvt relatif S1/S2

Type d’étanchéité à réaliser

Fixe

Etanchéité STATIQUE

Mobile en Rotation

Etanchéité DYNAMIQUE

Mobile en Translation

Etanchéité DYNAMIQUE

 
 
  d’étanchéités suivantes :

 

 

 

 

 

 
 
· Pour réaliser une étanchéité, on dispose de deux familles de solutions technologiques :

   - L’étanchéité indirecte :

        réalisée grâce à un dispositif standard

         (joint) intercalé entre S1 et S2.

   - L’étanchéité directe :

       sans élt d’étanchéité supl., uniquemt par

        les surf. de contacts entre S1 et S2.

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


@ Activité 12 :  A l’aide de l’info5 précédente, déterminer les étanchéités à réaliser dans le vérin

   schématisé ci-dessous, pour cela :

   - Compléter le Graphe des Liaisons ci-contre, en indiquant les mouvements relatifs

     entre les éléments du vérin et les types d’étanchéités à réaliser entre ces mêmes

     éléments..     ( rayer les mentions inutiles )

                                                  - Sur le schéma du vérin ci-contre, repasser en couleurs les surfaces de contacts

     identifiées entre les éléments du vérin.
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


   - A l’aide du travail précédent, compléter le Graphe des Etanchéités ci-dessous,

     en récapitulant les étanchéités à réaliser entre les différents milieux du vérin.

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 I M’sieur ... 6  o
 
 

 

 


@ Activité 13 : A l’aide du dessin en éclaté du vérin (doc.2) et en vous appuyant sur le dessin

d’ensemble (doc.1), répertorier tous les joints d’étanchéité du vérin en précisant

leurs repères et le type d’étanchéité réalisé; pour ce faire compléter le tableau suivant :

 

Milieux étanchés

Entre les élts

Type d’étanchéité

Rep. des joints

Ch.1 / Ch.2

5 et 7

 

 

Ch.1 / Milieu ext.

2 et 5

 

 

Ch.2 / Milieu ext.

1 et 5

 

 

4 et 1

 

 

 

@ Activité 14 : A l’aide du travail précédent, du livre GDI Chap.44 ‘’Joints d’étanchéité’’ et en vous

  appuyant sur dessin d’ensemble (doc.1), indiquer les désignations, les

  représentations et les utilisations de tous les joints d’étanchéité du vérin.

 

Rep. joints

Désignation normalisée

Dessin

Utilisation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 - N’ayant pas réussi à déterminer la provenance de la fuite, le technicien décide de

remplacer tous les joints du VERIN PNEUMATIQUE. Pour ce faire, il lui faut donc indiquer

les désignations et les quantités de chacun.

 

@ Activité 15 :  A l’aide du tableau précédent, recapituler dans la commande suivante les

   désignations des joints à commander et leurs quantités sachant que le technicien veut

   rénover 10 vérins.

Lycée Jean MACE, rue J. Ferry  94100 VITRY             

                                                                                        Al’intention du service commercial

 Monsieur,                                                  du Joint Français.

        Veuillez trouver ci-contre la commande de joints pour la rénovation de 10 vérins désignés :

           ……………………………………………………………………………………………..

- Joint ………………………………………. : quantité …….

- Joint ………………………………………. : quantité …….

- Joint ………………………………………. : quantité …….

- Joint ………………………………………. : quantité …….

- …….……………………………….………. : quantité …….

 

 

 

 

 

 
 

 I M’sieur ... 6  o