Apprenez commentvérins hydrauliquestravaillez, explorez les conceptions clés et trouvez la bonne solution pour votre système
Les vérins hydrauliques, également appelés « vérins hydrauliques », tirent leur puissance d’un fluide hydraulique sous pression, généralement de l’huile hydraulique. Ils sont constitués d'un corps de cylindre, à l'intérieur duquel se déplace un piston relié à une tige de piston. Le canon est fermé aux deux extrémités : une extrémité est le fond du cylindre (également appelé extrémité du capuchon) et l'autre est la culasse, où sort la tige du piston. Le piston est doté de bagues coulissantes et de joints, et il divise l'intérieur du cylindre en deux chambres : la chambre inférieure (extrémité du capuchon) et la chambre côté tige de piston (extrémité de la tige). La pression hydraulique agit sur le piston pour produire un travail et un mouvement linéaires.
Des brides, des tourillons et/ou des chapes sont fixés au corps du cylindre. La tige de piston comporte également des pièces de montage pour relier le vérin hydraulique à l'objet ou au composant de la machine qu'il pousse.
Un vérin hydraulique est l'actionneur, ou « moteur », qui fait partie d'un système hydraulique – parfois appelé « muscles » – qui permet de soulever, d'abaisser, de déplacer ou de « verrouiller » facilement des charges lourdes. La partie « générateur » du système est la pompe hydraulique, qui envoie un débit d'huile fixe ou régulé vers le côté inférieur du cylindre pour déplacer la tige de piston vers le haut. Le piston repousse l'huile hydraulique présente dans l'autre chambre vers le réservoir. Si nous supposons que la pression d'huile dans la chambre de la tige de piston est presque nulle, la force exercée sur la tige de piston est égale à la pression dans le vérin hydraulique multipliée par la surface du piston (F=PA).
Le piston descend lorsque l'huile est pompée dans la chambre côté tige de piston, et l'huile hydraulique de la zone du piston retourne vers le réservoir sans pression. La pression dans la chambre de la zone de la tige de piston est (Force de traction) divisée par (Zone du piston – Zone de la tige de piston).
Également appelés « vérins hydrauliques » ou « actionneurs », les vérins hydrauliques transforment l’énergie fluidique en énergie mécanique. Contrairement aux moteurs hydrauliques, qui produisent un mouvement de rotation, les vérins hydrauliques effectuent un mouvement linéaire (de translation). Ils sont donc également appelés « moteurs linéaires ».
Utilisés à haute pression, les vérins hydrauliques génèrent des forces importantes et un mouvement précis. C’est pourquoi ils sont fabriqués à partir de matériaux solides comme l’acier, qui peuvent résister aux forces importantes impliquées.
Il existe deux principaux types de construction de vérins hydrauliques utilisés dans l’industrie : les vérins à tirant et les vérins à corps soudé. D'autres conceptions de vérins courantes comprennent les vérins hydrauliques télescopiques, à piston, différentiels, à rephasage, à simple effet et à double effet.
La plupart des vérins hydrauliques sont à double effet : de l'huile sous pression peut être appliquée de chaque côté du piston pour permettre un mouvement dans les deux sens. Les vérins à simple effet sont parfois utilisés lorsque le poids de la charge est utilisé pour ramener le vérin dans sa position fermée.
Les vérins hydrauliques offrent plus de flexibilité dans la conception et la structure lors du transfert de force entre deux points différents. Des cylindres de différentes tailles permettent de créer un système capable de tirer, pousser et soulever des poids. Les courbures et les coins peuvent être inclus dans la conception du système, ce qui est utile en cas de contraintes d'espace.
Cependant, les vérins hydrauliques ne doivent être utilisés que pour pousser et tirer linéairement. Aucun moment de flexion ou charge latérale ne doit être transféré à la tige de piston ou au cylindre. Pour cette raison, un cylindre devrait idéalement être relié à l’aide d’une seule chape avec une rotule sur billes. Cela permet au vérin de se déplacer et de s'ajuster en cas de désalignement entre lui-même et la charge qu'il pousse.
La longueur totale d'un vérin hydraulique est la somme de la course, de l'épaisseur du piston, de l'épaisseur du fond et de la tête et de la longueur des raccords. Souvent, cette longueur ne rentre pas dans la machine. Dans de tels cas, la tige de piston est également utilisée comme corps de piston et une deuxième tige de piston est ajoutée.
C'est ce qu'on appelle des vérins hydrauliques télescopiques. Si un vérin à tige normal est à un seul étage, les vérins télescopiques sont des unités à plusieurs étages à 2, 3, 4, 5 ou même 6 étages. En général, les vérins hydrauliques télescopiques sont beaucoup plus chers que les vérins normaux. La plupart des vérins télescopiques sont à simple effet (à poussée uniquement). Les vérins télescopiques à double effet doivent être spécialement conçus et fabriqués. Vous pouvez trouver plus d’informations techniques dans la section « COMMENT FONCTIONNENT LES CYLINDRES » ci-dessous.
Les vérins hydrauliques de type tirant utilisent des tiges en acier filetées à haute résistance pour maintenir les deux embouts sur le cylindre. Cette méthode de construction est la plus courante dans les applications industrielles. Les cylindres de petit alésage ont généralement 4 tirants, tandis que les cylindres de grand alésage peuvent avoir besoin de 16 ou 20 tirants pour maintenir les embouts en place sous les forces énormes produites.
La National Fluid Power Association (NFPA) a normalisé les dimensions des vérins à tirants hydrauliques. Cela signifie que les cylindres de différents fabricants peuvent être interchangés dans les mêmes supports. Les cylindres de type tirant peuvent être complètement démontés pour l’entretien et la réparation.
Nous pouvons vous fournir des vérins hydrauliques standard et sur mesure, y compris des vérins hydrauliques à tirant, pour répondre à votre application, vos exigences et vos paramètres de fonctionnement spécifiques. Remplissez simplement notre formulaire de conception de vérin sur mesure et l'un de nos ingénieurs hydrauliques vous répondra rapidement.
Les vérins hydrauliques à corps soudé n'ont pas de tirants. Le canon est soudé directement aux embouts ; les ports sont soudés au canon ; et le presse-étoupe avant est généralement fileté ou boulonné sur le corps du cylindre. Cela permet de retirer l'ensemble de tige de piston et les joints de tige pour l'entretien.
Les vérins à corps soudé présentent plusieurs avantages par rapport aux vérins à tirant : ils ont un corps plus étroit et souvent une longueur totale plus courte, ce qui les rend mieux adaptés aux espaces restreints des machines. Les cylindres soudés ne tombent pas en panne en raison de l'étirement des tirants à des pressions élevées et des courses longues. La conception soudée facilite également la personnalisation. Des fonctionnalités spéciales, telles que des ports spéciaux, des supports personnalisés et des collecteurs de vannes, peuvent être facilement ajoutées au corps du cylindre. Le corps extérieur lisse des vérins soudés permet également de concevoir des vérins télescopiques multi-étages.
Les vérins hydrauliques à carrosserie soudée sont largement utilisés sur le marché des équipements hydrauliques mobiles, tels que les équipements de construction (y compris les excavatrices et les bulldozers) et les équipements de manutention (chariots élévateurs à fourche et hayons élévateurs). Ils sont également utilisés dans l’industrie lourde, comme les grues, les plates-formes pétrolières et les gros véhicules tout-terrain dans les mines en surface.
