Pneumatique 1 L’énergie pneumatique

1 Lyc e Lislet Geoffroy Cours sur la Pneumatique 2 TSELEC, 2004 2005 , 22/04/2005 Nom fichier : Page 1 / 18 Pneumatique Les performances sans cesse am lior es des Syst mes Au-tomatis s de Production (SAP) doivent beaucoup aux Trans-missions Ol o-hydrauliques et Pneumatiques. Le domaine couvert est vaste, tous les secteurs d activit sont concern s : automobile, a ronautique, a rospatiale, marine, trains et m tros sur rail, et divers autres moyens de transport ; lectrotechnique et lectronique ; industries agro-alimentaires ; industries p troli re, chimique et pharmaceu-tique ; g nie civil, b timents et travaux publics ; industrie m canique, machines-outils, assemblage, manutention ; spectacle, th tre, man ges forains.

2 M decine, quipements de dentisterie, quipements Ligne de conditionnement Ravoux Bras manipulateur Shradder Bellows Hydraulique et Pneumatique ont des champs d application qui diff rent par les propri t s du fluide sous pression qu elles utilisent : un liquide pratiquement incompressible pour l hydraulique, un gaz tr s compressible pour la pneu-matique. C est pourquoi ces deux techniques font l objet d tudes s par es. L emploi de l nergie Pneumatique permet de r aliser des automatismes avec des composants simples et robustes, notamment dans les milieux hostiles : hautes temp ratures, milieux d flagrants, milieux 1 L nergie Pneumatique O trouve-t-on l nergie Pneumatique ?

3 Synoptique d un [5] On trouve l nergie Pneumatique essentiellement dans la cha ne d action d un Syst me Automatis de Production. Le fluide Pneumatique Le fluide Pneumatique le plus couramment utilis est de l air dont la pression usuelle d emploi est comprise entre 3 et 8 bars (soit pascals, l unit de pression du sys-t me international SI). Dans certains cas, on peut utiliser de l azote. L air comprim est utilis comme fluide nerg tique (air travail ou air moteur) pour alimenter des actionneurs (v -rins et moteurs pneumatiques). Il peut aussi intervenir dans une cha ne de contr le ou de mesure (air instrument). De plus, il peut tre en contact direct avec le produit dans un processus de fabrication (air process) ou avec les utilisa-teurs (air respirable) avec des risques possibles de conta-mination et d intoxication.

4 Exemples : - A ration, brassage, pressurisation de cuves ; - Transport Pneumatique de produits l gers ou pul-v rulents ; - Refroidissement, pulv risation, soufflage ; - Remplissage de bouteilles de plong e, h pitaux, etc. Les diff rentes nergies de puissance Pneumati-que HydrauliqueElectrique Production Compresseur 1 par atelier Compresseur1 par syst meR seau EDF Liaison Tubes, flexibles (pertes de charge selon distance et forme) C bles, fils Rendement 0,3 0,5 0,7 0,9 0,9 Comparaison des diff rentes nergies de puissance [5] Pneumatique contre Hydraulique Hydraulique : - Force sup rieure 50 000 N. - Positionnement interm diaire et pr cis des v rins. - Vitesse d avance r guli re (car l huile est incom-pressible).

5 Cha ne d action P 300 bar Rappel : 1 bar = 1 daN / cm 105 PaLyc e Lislet Geoffroy Cours sur la Pneumatique 2 TSELEC, 2004 2005 , 22/04/2005 Nom fichier : Page 2 / 18 Pneumatique : - Force inf rieure 50 000 N. - Installation peu co teuse (production centralis e de l air comprim ) - Transport du fluide plus simple et beaucoup plus rapide (maxi de 15 50 m/s contre 3m/s pour l hydraulique) Pneumatique contre lectrique Quand on est face l alternative, les actionneurs pneumati-ques seront pr f r s aux actionneurs lectriques : - Si les temps de r ponse ne sont pas critiques (10 20 ms minimum) - Pour des machines s quentielles simples. - Dans les milieux hostiles (hautes temp ratures, milieux d flagrants ou humides, ) - Pour leur faible co t d entretien.

6 - Qualification minimale requise pour la mainte-nance. Circuit Pneumatique Synoptique d un circuit Pneumatique [5] D finition des pressions Graphique des pressions [2] Pression atmosph rique normale de r f rence (ANR) : pres-sion atmosph rique de 1013 mbar, 20 C et 65 % d humidit relative. Pression relative ou effective : pression positive ou n gative par rapport la pression ANR. Pression absolue : pression par rapport au vide absolu. Pression absolue = pression relative + pression atmosph ri-que normale. Pression atmosph rique normale = 1 atm = 760 mmHg = 1, Pa = 1, 0132 bar 1 bar. D pression ou vide relatif : pression relative n gative par rapport la pression ANR.

7 Pression diff rentielle = p = p2 p1. Remarque : La pression absolue est gale, approximative-ment, la pression relative augment e de 1 bar. Attention : sur le terrain, on mesure des pressions relatives (manom triques), mais dans les formules, on utilise les pressions absolues !!! Production d nergie Pneumatique Elle est assur e par un compresseur, anim par un moteur lectrique. Ce compresseur int gr est constitu d un filtre, du syst me de compression de l air, d un refroidisseur-ass cheur et d un dernier filtre. La pression de sortie est de l ordre de 10 bars. Un r servoir permet de r guler la consommation. Production de l nergie Pneumatique [5] Symbole du compresseur int gr [5] Pourquoi purifier l air ?

8 L air souill peut causer des probl mes ou des d g ts dans le r seau d air comprim . Un air pur garanti le bon fonc-tionnement des composants connect s, tels les distributeurs et les v rins. La fiabilit d une installation Pneumatique d pend de la qualit de l air comprim . Qui sont les pollueurs ? Les pollueurs sont essentiellement : - les particules solides (poussi re, suie, produits d abrasion et de corrosion, ..) que l on peut clas-sifier en fonction de leur taille (grosses > 10 m, petites de 1 10 m et tr s fines <1 m) ; - l eau : lors du refroidissement de l air comprim , il se forme une quantit importante de condensation.

9 Si l air n est pas ass ch , la corrosion s installe et endommage les composants ; - l huile : une concentration d huile peut boucher les parties pneumatiques sensibles et emporter ou en-dommager les couches grasses de protection. P 10 bar Compresseur int gr manom tre Vanne de purgeR servoir d airConduite de distribution SWP 10bar Vanne d isolementSoupape de s curit M Filtre Compresseur Refroidisseur Filtre Air ambiant Air comprim Lyc e Lislet Geoffroy Cours sur la Pneumatique 2 TSELEC, 2004 2005 , 22/04/2005 Nom fichier : Page 3 / 18 R seau de distribution de l air Exemple de r seau de distribution d nergie Pneumatique [5] La distribution d nergie Pneumatique se fait par canalisa-tions rigides reli es par des cols de cygnes pour viter de recevoir des impuret s ou de l eau pouvant s journer dans les conduites.

10 Cols de cygne chaque raccordement [3] Pour supprimer ces impuret s ou ces eaux stagnantes, il y a des purgeurs au point bas de chaque raccordement, et les canalisations ont une l g re pente. Une l g re pente sur chaque canalisation [3] Conditionnement de l air Unit FRL Avant d utiliser l air, il faut le filtrer, l ass cher, le graisser et r guler sa pression. Ainsi, avant chaque SAP (Syst me Automatis de Production), on place une unit de condition-nement FRL (appel es aussi T te de ligne ) qui adapte l nergie Pneumatique au syst me. Cette unit FRL est constitu e d un Filtre, d un mano-R gulateur et d un Lubrificateur. Photo d une unit FRL [3] Le filtre sert ass cher l air et filtrer les poussi res.