SUPPORT DE COURS SYSTEMES HYDRAULIQUES

1 SUPPORT DE COURS SYSTEMES HYDRAULIQUES Elabor par : MESSAOUI Mosbah : Maitre Technologue l ISET de Gafsa Ann e universitaire : 2010-2011 Institut Sup rieur des Etudes Technologiques de Gafsa D partement de G nie M canique R publique Tunisienne Minist re de l enseignement sup rieur, de la recherche scientifique et de la Technologie Direction G n rale des Etudes Technologiques ISET- Gafsa DGM Mr: SUPPORT de COURS (Conception 1) - 2 - Syst mes HYDRAULIQUES et P LA-GM (CFM4) Pr sentation Ce SUPPORT de COURS est destin aux tudiants du semestre IV des ISET du profil g nie m canique (Parcours CFM), faisant partie du programme de la licence appliqu e et conform ment au programme des ISET dans cette discipline et il est consacr l l ment constituf 2 (ECUE 2) intitul Syst mes HYDRAULIQUES et pneumatiques de l unit d enseignement (UE) intitul e Conception 1.

2 Il est r dig d'une mani re pour introduire ces tudiants rapidement dans une discipline technologique et ainsi pour leur donner un SUPPORT indispensable pour leurs tudes individuelles. Dans ce SUPPORT de COURS , On se limite une description globale et travers des exemples simples. Cependant, il y'a un espace suffisant pour le traitement plus d taill dans les travaux dirig s de cette unit d enseignement. Toutes fois, il est noter que nous consid rons que cette premi re mise jour comme des notes pr liminaires qui restent toujours dans une n cessit pour des am liorations ult rieures et toute remarque et toute notification de toute personne int ress e. MESSAOUI. M Janvier 2011 ISET- Gafsa DGM Mr: SUPPORT de COURS (Conception 1) - 3 - Syst mes HYDRAULIQUES et P LA-GM (CFM4) SOMMAIRE CHAPITRE 1 APPLICATION INDUSTRIELLES 1.

3 Les 9 2. 10 3. 11 4. Les pertes de charge dans les 15 CHAPITRE 2 LECTURE ET CONCEPTION D UN SCHEMA hydraulique ET PNEUMATIQUE 1. Architecture d un circuit hydraulique ou 19 2. Qualit d une transmission de 20 3. Pertes dans les circuits HYDRAULIQUES 21 4. Types de 21 CHAPITRE 3 LES VALVES DE PRESSION 1. Les limiteurs de 27 2. Les r ducteurs de 28 3. Les valves de s 30 4. Les valves de 31 5. Les accumulateurs de 32 6. Les valves de charge et de d 34 7. Exemple de 36 CHAPITRE 4 LES VALVES DE DISTRIBUTION 1. 38 2. Distributeurs .. 39 3. Distributeurs 40 4. Distributeurs pilot 41 5. Distributeurs commande 42 6. Dimensionnement des 43 CHAPITRE 5 LES POMPES VOLUMETRIQUES 1. 45 2. Caract .. 45 3. Pompes volum 47 4. Caract 47 5. Classification des pompes volum 49 6. Les pompes 51 7.

4 Les pompes 53 8. Les pompes 55 CHAPITRE 6 LES POMPES CENTRIFUGES 1. Principe de 59 2. Amor .. 60 3. Caract 60 CHAPITRE 7 LES RECEPTEURS HYDRAULIQUES 1. Les moteurs 66 2. Les v rins 69 ISET- Gafsa DGM Mr: SUPPORT de COURS (Conception 1) - 4 - Syst mes HYDRAULIQUES et P LA-GM (CFM4) Chapitre * 1 APPLICATIONS INDUSTRIELLES I. Les fluides : D finition : Les fluides sont class s en deux groupes : Les liquides : Tr s peu compressibles ce qui explique leur utilisation en hydraulique pour des pressions lev es. Les gaz : Tr s compressibles donc ce sont des mauvais transporteurs d nergie. propri t s des liquides : 1. Les liquides sont pratiquement incompressibles, d o leur d placement est facile par pouss e (au moyen d un piston, par exemple) et possibilit d exercer sur eux des pressions consid rables.

5 2. Les liquides transmettent int gralement les pressions dans tous les sens (principe de pascal) ; d o possibilit de transmettre par les liquides des pressions importantes, et d obtenir des pouss es consid rables (Presse hydraulique ). 3. La viscosit est variable en fonction de la temp rature, mais souvent importante (huile par exemple). 4. Le coefficient de dilatation est beaucoup plus lev que celui des solides, en effet toute variation de temp rature d un liquide plac dans un r servoir d termine des variations de volume qu il ne faut pas contrarier, si non les r servoirs et les conduites subissent des efforts consid rables. 5. Certains liquides, tels que l eau, subissent en se solidifiant une augmentation de volume, d o risque d clatement des conduites en cas de gel. 6. La densit est variable suivant les liquides, mais en g n ral importante.

6 ISET- Gafsa DGM Mr: SUPPORT de COURS (Conception 1) - 5 Syst mes HYDRAULIQUES et P LA-GM (CFM4) II. Hydrostatique : D finition : C est l tude des fluides au repos, on s int resse la Pression P l int rieur d un volume du fluide. L unit de la pression est le pascal (1 Pa = 1 N/m2). L unit pratique est le bar (1bar = 105 Pa = 1daN/cm2). La pression est donn e par son intensit sans indication de la direction car elle est toujours perpendiculaire la surface. Les diff rentes pressions : La pression atmosph rique : 1Pa = 1,033 bar. La pression dans un liquide une profondeur h: P = . La pression due une force m canique : P = SF.

7 Pression absolue, pression relative : Pabsolue = Prelative+ Patmosph rique Remarque : Si Prelative = 0 Pabsolue = Patm Si Prelative> 0 Pabsolue>Patm Si Prelative< 0 Pabsolue<Patm Prelative ne peut tre -1bar sinon Pabsolue 0 Loi de L hydrostatique : Soient deux points A et B distant d une altitude H d un fluide de masse volumique . La diff rence de pression P entre ces deux points est donn e par la loi de l hydrostatique ci contre : A H B P = PB PA = . P : En Pascal. : En Kg/m3. H : En m ISET- Gafsa DGM Mr: SUPPORT de COURS (Conception 1) - 6 Syst mes HYDRAULIQUES et P LA-GM (CFM4) Loi de Pascal : Un liquide est incompressible donc lorsqu on exerce une pression P en un point du circuit, celle-ci est transmise int gralement l autre bout du circuit.

8 Colonne barom trique : 2211 SFSFP S1 S2 1F 2F III. Hydrodynamique : D finition : C est l tude des fluides en mouvement, on s int resse aux trois grandeurs suivantes : La pression. Le D bit. La pression dynamique. Principe du d placement d un liquide : Les liquides tant pratiquement incompressibles, il suffit pour les d placer, d exercer sur eux une pouss e, exemple : pompe piston ( ), le volume du liquide d plac est gal au volume engendr par le d placement du piston C'est- -dire , le d bit volumique moyen de la pompe (qui est le volume d plac par unit de temps) est donc : tlSQv. ou Qv= si V est la vitesse moyenne d coulement. Ecoulement d un liquide dans une conduite : Un liquide tant incompressible, en r gime permanent les quantit s du liquide qui s coulent travers deux sections S1 et S2 ( ) par unit de temps sont gales ; si V1 et V2 d signent les vitesses du liquide dans les deux sections S1 et S2, on aura donc l galit : = donc : 1221 SSVV , C est l quation de la continuit.

9 ISET- Gafsa DGM Mr: SUPPORT de COURS (Conception 1) - 7 Syst mes HYDRAULIQUES et P LA-GM (CFM4) Diff rents types d coulement : On distingue 3 types d coulement : 1. Ecoulement laminaire. 2. Ecoulement turbulent lisse. 3. Ecoulement turbulent rugueux. L coulement passe du laminaire en turbulent suivant la vitesse d coulement v, le diam tre de la conduite d et la viscosit cin matique du liquide le nombre de Reynolds qui est sans dimension indique le type d coulement. Re< 2000 L coulement est laminaire. Re> 3000 l coulement est turbulent En pratique, pour conserver un coulement laminaire dans les conduites, on admet les vitesses : 0,6 1,2 m/s l aspiration.

10 3 6 m/s au refoulement. 2 3 m/s dans les retours. 1 1,5 m/s dans les drains. Relation de Bernoulli : La somme de l nergie potentielle et de l nergie cin tique du liquide reste constante le long de la canalisation C est le th or me de Bernoulli (Voir COURS m canique 3 : m canique des fluides). Soient V1 et V2 les vitesses dans les deux sections S1 et S2, P1 et P2 les pressions aux centres de gravit des deux sections, Z1 et Z2 l altitude de ces deux points, la masse volumique du liquide. Pour une masse du liquide gale l unit , le th or me de Bernoulli se traduit par l galit : teCVPZgVPZg ISET- Gafsa DGM Mr: SUPPORT de COURS (Conception 1) - 8 Syst mes HYDRAULIQUES et P LA-GM (CFM4) Cette quantit d nergie s appelle la Charge qui peut prendre trois formes : 1.