Guide d'installation optimal des vérins pneumatiques

Il existe des centaines, voire des milliers, de modèles pneumatiques conçus pour répondre aux besoins de différentes applications, conditions environnementales et capacités de charge. Si vous souhaitez savoir comment choisir le modèle le plus adapté à vos besoins, vous pouvez vous renseigner. Cylindre pneumatique Pour votre projet et la manière correcte de l'installer, vous êtes au bon endroit !

1) Les numéros sur les vérins pneumatiques nous renseignent-ils sur leur montage ?
Il est courant de fabriquer Support de cylindreConformément aux normes NFPA (National Fluid Power Association) ou ISO (Organisation internationale de normalisation), ces supports sont conçus pour faciliter l'installation et assurer la compatibilité partout. Ces normes vous aident à identifier et à choisir le support adapté à votre appareil.

• Codification de montage NFPA

La NFPA utilise un système de lettres et de chiffres pour décrire les supports de cylindres :

• Première lettre : indique s'il s'agit d'un support (M) ou d'un accessoire (A).
• Deuxième lettre : Décrit le style de montage :
• B – Corps
  E – Tête/Casquette
  F – Bride
  P – Pivot
  R – Nez fileté
  S – Pieds/Crampons
  T – Tourillon
  X – Goujons/Tiges de direction

• Le chiffre indique les différentes versions ou configurations d'un même style de montage.

Exemples : MX1, MX2, MX3, MF1, MF2, MF5, MF6, ME3, ME4, MS3.

• Codifications à trois lettres

Dans certains cas, vous rencontrerez une codification à 3 lettres, notamment pour les configurations de cylindres à double bielle. Lorsqu'une bielle est double, la lettre D supplémentaire est ajoutée à la codification. Par exemple :

• MDF1 : Désigne un vérin à double tige avec fixation par bride avant.

La connaissance précise de ces plages et de ces codages permet de toujours sélectionner le support de montage approprié, ce qui garantit un ajustement et une efficacité optimaux pour différentes fonctions de la machine.

2) Les 3 principaux styles de montage des vérins pneumatiques ?
En matière d'installation, il existe trois principaux styles d'orientation pour les vérins pneumatiques, quelle que soit l'application ;

i) Fixations centrales fixes

ii) Fixations fixes hors axe

iii) Fixations pivotantes sur l'axe central

i) Fixations centrales fixes
« Les fixations à axe central fixe sont idéales pour les applications où les forces agissent en ligne droite dans le corps du cylindre, et la stabilité est également bonne dans ce type de montage, notamment lors de la course d'extension de la puissance. »

Les fixations de l'axe central se déclinent en trois types principaux : à pattes, à bride et à tirants.

• Clou de centrage (A) : Deux pattes rectangulaires, situées approximativement au milieu de la culasse et du chapeau, permettent de maintenir le cylindre contre la surface. Ce mode de montage convient aux applications soumises à des charges linéaires. Pour les cylindres à fixation par pattes centrales, l'utilisation de goupilles de centrage est nécessaire pour les applications soumises à des chocs ou à des pressions importantes.
• Bride (B et C) : Les brides accueillent l'extrémité du bouchon (arrière) ou l'extrémité du tube-tige (avant) en fonction d'une charge de traction ou de poussée, respectivement.
• Tige d'accouplement du vérin (D) : Le montage des vérins par tirants consiste en des tirants qui dépassent d'une extrémité du vérin et qui peuvent être fixés à un ensemble inférieur. Les vérins montés par tirants transmettent les forces de poussée ou de traction le long de leur axe longitudinal, permettant ainsi de serrer les boulons de fixation sans contrainte de cisaillement. Ces vérins sont généralement conformes aux dimensions NFPA, ce qui facilite l'interchangeabilité de leurs pièces.

Les supports à bride sont également robustes et rigides, mais tolèrent mal les défauts d'alignement. À l'inverse, les supports de biellette de direction allongés offrent une certaine marge de manœuvre en termes de rigidité, au détriment de la rigidité globale, afin de privilégier la modularité du montage.

Lors de l'utilisation d'un montage à axe central fixe, il convient de prêter attention à quelques points importants. Par exemple, pour éviter tout désalignement ou affaissement sous charge, il est essentiel de fixer le support du vérin à une structure rigide telle que le bâti de la machine. Selon les études, un montage incorrect peut entraîner une perte d'efficacité du vérin allant jusqu'à 20 %, provoquant une usure prématurée.

Voici quelques exemples de situations où les fixations fixes sur l'axe central s'avèrent utiles :

• Équipement de fabrication : Utilisé pour le transport rapide de divers matériaux sur un convoyeur.
• Chaînes de montage automatisées : Ces dispositifs sont utiles pour l'actionnement souhaité des outils et l'assemblage des pièces.
• Actionnement du bras robotisé : Permet une extension précise et stable des bras robotiques vers l'extérieur et vers l'intérieur.
• Machines d'emballage : Module l'ouverture et la fermeture mécanisées dans le cycle d'emballage.
• Systèmes de manutention : Actionne les ascenseurs et les portails même lors du déplacement de charges lourdes.

ii) Fixations fixes hors axe
Dans les montages fixes non centrés, la poussée du vérin est parallèle à l'axe de la tige, mais n'est pas axialement positionnée sur celle-ci. Ce type de montage est presque toujours le plus simple à mettre en œuvre et facilite généralement la maintenance, les réparations et le remplacement.

Les deux types de montage décalé les plus courants sont le montage latéral et le montage sur pied ;

• Montage latéral : (A) Les vérins à montage latéral sont généralement fixés en position fixe sur une surface et supportent une charge transversale à leur axe. En fonctionnement, la surface de montage doit résister au couple appliqué par les boulons de fixation et le vérin.

• Support pour pied : (B et C) La fixation sur pied peut être effectuée directement sur le vérin, à l'avant ou à l'arrière. Les contraintes de cisaillement dans les vérins à course courte et à grand alésage posent davantage de problèmes pour les vérins fixés sur pied, car elles peuvent entraîner un désalignement des vérins.

Il est impératif d'identifier la cause du décalage de la ligne de poussée, car celui-ci engendre des contraintes de flexion et des moments supplémentaires au niveau des boulons de fixation. À terme, cela peut entraîner le desserrage ou l'usure des boulons. Ce type de fixation ne doit pas être réalisé avec des tolérances excessives et doit être précis pour garantir une performance et une sécurité optimales. La charge doit se déplacer en ligne droite, sans déviation, et le système doit être correctement guidé et soutenu pour contrer les mouvements horizontaux et verticaux.

Les vérins à fixation rigide sont particulièrement sensibles aux défauts d'alignement axial différentiel, qui persistent de manière très constante même après rétraction complète. Les statistiques montrent que même de faibles variations d'alignement des éléments de montage peuvent réduire considérablement la durée de vie des boulons de fixation, jusqu'à 25 %.

Malgré ces faits, dans les applications intensives, il est raisonnable de tolérer un léger décalage angulaire, insignifiant en rétraction complète, qui entraînera une augmentation proportionnelle de la course.

Voici quelques applications dans lesquelles les supports fixes non centrés ont été utilisés efficacement :

• Machines de fabrication textile : Ce type de montage facilite le fonctionnement des machines à coudre et à découper en simplifiant les changements.
• Convoyeurs : Permet la manutention des matériaux sur et à travers le convoyeur avec un minimum de réglages.
• Machines de transformation des aliments : Elles fournissent l'entraînement nécessaire aux machines fonctionnant de manière linéaire pour les applications de remplissage ou de scellage.
• Presses hydrauliques : Permet un transfert de force adéquat sans la contrainte de localiser précisément les opérations lourdes au sein de la cible.

iii) Fixations pivotantes sur l'axe central
Un autre type de montage utile lorsque la trajectoire de la charge est apparemment courbe ou en cas de risque de désalignement est le montage à axe central pivotant. Ce type de montage permet de modifier la position de l'axe du vérin dans une ou plusieurs directions.

Le tourillon et la chape sont les deux méthodes les plus couramment utilisées pour fixer un support pivotant.

• Tourillon (A) : Les fixations à tourillon peuvent être montées à l'extrémité du chapeau, à l'extrémité de la tige ou en position intermédiaire et permettent des rotations. Un mouvement similaire peut être réalisé, mais avec un tourillon au lieu d'une chape ; en effet, les fixations à tourillon sont conçues pour résister aux contraintes de cisaillement, et non aux contraintes de flexion. Il convient de minimiser la rotation de la bague du tourillon autour des axes afin d'éviter de trop les soumettre à des contraintes de flexion.

• Clive (B et C) : La chape peut être fixée à l'extrémité du bouchon du vérin pneumatique à l'aide de boulons et de fixations spécifiques. Les efforts de cisaillement exercés lors de l'actionnement du vérin par les écrous de la chape sont supportés par les boulons de celle-ci. Un raccord mâle et femelle est disponible, selon le type de raccord sur lequel la chape est montée.

Le montage à chape est très économique et particulièrement efficace pour les applications à course courte, typiques des cylindres de petit et moyen alésage. En revanche, le montage à tourillon est idéal lorsque l'utilisation d'une chape entraînerait une longueur de cylindre excessive.

Un support de tourillon intermédiaire est idéal pour les vérins à longue course ou lourds, car il doit être positionné au plus près du point d'équilibre pour une poussée maximale. Un mauvais positionnement peut réduire le rendement de près de quinze pour cent.

Les supports sphériques permettent un mouvement angulaire de 5 à 10 degrés et doivent être utilisés avec un graisseur.

Enfin, vérifiez que l'extrémité de la tige peut pivoter librement à l'aide des supports et axes de pivot homologués par le fabricant afin de garantir son bon fonctionnement. Ce détail améliorera la fiabilité des vérins pivotants montés sur l'axe central lors de la fabrication.

• Applications des bras robotisés : Une flexibilité de mouvement adaptée à différentes tâches.
• Direction d'engins lourds : mouvement courbe appliqué au système de direction des chargeuses ou des excavatrices.
• Systèmes de manutention : En plus des caractéristiques mentionnées, ces systèmes permettent aux convoyeurs de fonctionner correctement même lorsqu'ils sont courbes.
• Machines de construction : Assiste les grues et les nacelles élévatrices dans leurs mouvements articulés.
• Véhicules à guidage automatique (AGV) : Ces éléments sont importants pour les virages lors de manœuvres dans des situations complexes, facilitant la rotation nécessaire.

3) Autres facteurs affectant le montage dans les vérins pneumatiques ?
De nombreux facteurs environnementaux et mécaniques peuvent affecter la méthode d'installation, l'efficacité et la durée de vie des vérins pneumatiques ;

• Considérez l'application : Il est primordial d'examiner en premier lieu la finalité et les exigences d'application de l'actionneur pneumatique. Une adaptation appropriée de l'application permettra d'éviter 80 % des défaillances de montage.
• Course du cylindre : Il faut ensuite s'intéresser à la longueur du mouvement. Un mouvement ample augmente la contrainte sur le support de 25 %, il est donc essentiel que le piston soit suffisamment puissant.
• Plan de mouvement : Il est également nécessaire de préciser la direction du mouvement : rectiligne, vertical ou courbe. Par exemple, un mouvement vertical peut augmenter la contrainte sur le support de 15 % par rapport à un mouvement horizontal.
• Dimension et état de la charge : Par ailleurs, faut-il vérifier si la charge est guidée ou non ? Notamment, les charges guidées réduisent l’usure de 30 %.
• Résistance du piston de la tige de piston : Dans le même ordre d'idées, il convient également de vérifier si la résistance de la colonne est adaptée à la charge qu'elle doit supporter. Dans le cas contraire, le risque de rupture augmentera de 20 %.
• Espace d'installation : Dans les espaces restreints, il peut être nécessaire d'opter pour des supports compacts, car la conception du système peut l'exiger. En effet, 70 % des conceptions présentant des contraintes d'espace font appel à des supports compacts spécialisés.
• Matériau de montage : De plus, il est indispensable d'utiliser des matériaux anticorrosion pour le montage en conditions extrêmes. Leur utilisation peut augmenter la durée de vie du support de 50 %.
• Pression de service : Lorsqu'on travaille avec des systèmes hydrauliques haute pression, il faut également tenir compte des pressions nominales. Un quart des défaillances haute pression sont dues au dépassement de ces limites.
• Stress croissant : De plus, un montage incorrect augmente le risque de défaillance de 40 %. Un montage correct réduit les contraintes de cisaillement et de flexion.
• Meilleur amorti : Enfin, assurez-vous que l'amortissement est correctement réglé. Un mauvais réglage de l'amortissement peut réduire la durée de vie du vérin de 20 %.

➔ Conseils bonus : Prenez impérativement ces précautions
Lors de la manipulation de votre vérin pneumatique, veuillez respecter les mesures préventives suivantes :

! Minimisez le chargement latéral : Assurez-vous du montage et de l'alignement corrects des composants ; utilisez des coupleurs d'alignement pour éviter les charges latérales.

! Lubrifiez les roulements : Appliquez le lubrifiant pour paliers lisses conformément aux recommandations du fabricant.

! Pour éviter les charges non supportéesUtilisez des guides à rouleaux ou des glissières pour supporter la charge plutôt que de la fixer directement à la tige du piston.

! Minimisez les moments de flexion : Pour les courses longues et les charges de cisaillement élevées, suspendez l'extrémité de la tige à des rails à rouleaux et utilisez un palier ou un guide externe pour réduire la charge latérale.

! Assurez-vous d'un alignement correct : Les problèmes d'alignement minimes pourraient être résolus à l'aide de coupleurs d'alignement/de matrices.

! Conditionnez correctement l'air : L'utilisation d'air propre et sec, conformément aux directives du fabricant, permet d'éviter la pollution ; c'est pourquoi l'utilisation d'air comprimé sec et filtré est essentielle.

! Fournir un soutien supplémentaire : Utilisez des supports intermédiaires ou un support supplémentaire pour les cylindres à longue course afin d'éviter l'affaissement et, par conséquent, les dommages.

! Spécifications de couple : Le couple requis doit être appliqué aux pièces filetées et serré contre les épaulements du filetage afin de limiter les contraintes de flexion et d'éviter la rupture par fatigue.

Avant même d'utiliser une bouteille de gaz, il est conseillé d'inspecter l'ensemble du système. Il est également essentiel de vérifier régulièrement le fonctionnement de la bouteille afin de s'assurer de sa mobilité et de l'absence de jeu excessif au niveau de la tige. Pour ce faire, vous pouvez utiliser un tuyau d'air flexible et une soufflette afin de vérifier l'orientation correcte de la bouteille et son fonctionnement sous une pression minimale. Respectez les instructions du fabricant et suivez scrupuleusement toutes les procédures de test nécessaires.

➔ Conclusion
Nous espérons que cette lecture vous aura permis de comprendre comment déchiffrer les inscriptions sur les vérins pneumatiques et, par conséquent, d'en connaître la procédure d'installation. Cela étant dit, si vous recherchez des vérins pneumatiques pour votre industrie ou vos projets, Foye est votre solution idéale. Nous fabriquons des vérins de toutes tailles et adaptés à différentes conditions environnementales.