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223 Les actionneurs

PRINCIPE, CARACTERISTIQUES, ET MAINTENANCE : LES ACTIONNEURS BAC PRO MEI O VITRY / P ROUSSET Lycée Léon de Lepervanche 1/17

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Ce moteur est appelé moteur asynchrone monophasé Page 3 3/8 4 LES CARACTERISTIQUES FONCTIONNELLES D'UN ACTIONNEUR :

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l'actionneur fait partie de la partie opérative EXEMPLES : Les moteurs électriques Ils reçoivent de l'énergie électrique qu'ils transforment en énergie mécanique 

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(liée à un fluide): En pneumatique, c'est l'air comprimé qui est utilisé pour alimenter les actionneurs L'énergie pneumatique se caractérise par deux grandeurs :

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1/8

1. INTRODUCTION :

Les actionneurs

automatisé fournissent aux apporter une valeur ajoutée à la

éléments " moteur » de chacune des

automatisés.

Place des actionneurs dans la structure

M.O.E.

M.O.S.

Gérer

l'énergie de puissance

Préactionneurs

Communiquer avec l'opérateur

Pupitre

Traiter

les informations

Partie Commande

Convertir

l'énergie en action

Traiter le produit

Actionneurs

Effecteurs

Capteurs

Acquérir

les informations

ACTIONNEUR :

convertir une en une énergie de sortie utilisable pour obtenir une action définie.

CONVERTIR

L'ENERGIE EN ACTION

Energie non

directement utilisable

Energie

utilisable (mécanique en général)Actionneur

Présence

énergie

Pertes

2. LES ENERGIES :

type :

électrique

pneumatique hydraulique mécanique mais peut être aussi : thermique lumineuse sonore Elles peuvent être exprimées en fonction de grandeurs physiques mesurables : tension électrique mesurée en volt (V), intensité du courant mesurée en ampère (A), pression mesurée en pascal (Pa), débit mesuré en mètre cube par seconde (m3.s-1), force mesurée en newton (N), vitesse mesurée en mètre par seconde (m.s-1), vitesse angulaire mesurée en radian par seconde (rad.s-1).

SYNTHESE SI seconde : ACTIONNEURS

2/8

Remarque :

multiples des unités du S.I.. Il est impératif dans ce cas de convertir les mesures en unités du

S.I.

Exemple :

la pression est mesurée en bar (daN/cm2), la fréquence de rotation mesurée en tours/min, les forces mesurées en daN

3. QUELQUES ACTIONNEURS DU PALETTISEUR D

3.1. LES MINI VERINS PNEUMATIQUES A DOUBLE EFFET :

Tâche orienter le sac :

Les sacs sont orientés par basculement au fur et à mesure de leur arrivée sur le tapis transfert suivant la position du déflecteur. translation.

Orienteur

Tapis 6 translation. Ce vérin est appelé vérin pneumatique double effet.

3.2. LE MOTEUR ELECTRIQUE ASYNCHRONE MONOPHASE :

Tâche de transfert des sacs :

Les sacs sont transférés sur le système par une bande transporteuse. mouvement de rotation.

Bande transporteusePoulie motrice

Sens du défilement

Moteur électrique

rotation. Ce moteur est appelé moteur asynchrone monophasé. 3/8

4. LES CARACTERISTIQUES FONCTIONNELLES

4.1. LES VERINS PNEUMATIQUES LINEAIRES :

Le vérin le plus fréquemment

utilisé est le vérin pneumatique linéaire. Associé à un préactionneur, il engendre en mécanique de translation rectiligne.

CONVERTIR

L'ENERGIE PNEUMATIQUE

Energie

pneumatique (pression p, débit q)

Energie

mécanique (effort F, vitesse V)Vérin pneumatque

Présence

énergie

pneumatique

Pertes

4.1.2. Les 2 types de vérin linéaire :

Vérin à simple effet (symbole N.F.) Vérin à double effet (symbole N.F.)

Dans un vérin à simple effet, la

un seul coté ressort.

Dans un vérin à double effet, la

pression est injectée alternativement le sens de déplacement désiré. dans un seul sens travail dans les deux sens.

mécanique engendrée par la pression. Pour un vérin à double effet, deux orifices

sortie de la tige, il faut distribuer la pression dans la chambre arrière et mettre la chambre avant à 4/8

1234567891011

A B ab a A b B

1. Fond de vérin

2. Joint de fût

3. Joint de piston

4. Bague porteuse

5. Piston

6. Fût (cylindre)

7. Tige

8. Joint de fût

9. Nez de vérin

10. Bague de palier

11. Joint de palier

4.1.4. Caractéristiques fonctionnelles :

le diamètre du piston noté Ø (Phi) ou D, exprimé en mm, la course du piston noté L, exprimée en mm, la pression

Pa = 1 N.m2) ou en bar (b), (1 bar = 1 daN.cm2).

transmis cet effo F=p.S S est la surface soumise à la pression exprimée en cm2, bar, axial F est exprimé en daN.

Remarque :

5/8

Les vérins pneumatiques sont utilisés dans tous les systèmes automatisés qui nécessitent des

mouvements linéaires rapides pour transférer, élever, indexer, brider, fermer, arrêter,

assembler,

4.1.7. Application :

Hypothèses :

On néglige les frottements ainsi que la masse du piston et de la tige.

Données :

Ø du piston = 20 mm

Ø de la tige = 8 mm

p = 6 bars m = 12 Kg

P = m.g

P est le poids en N

m est la masse en Kg g

10 m.s-2

Vérifier si le choix du vérin est compatible avec

SPiston =

.102 = 314 mm2 = 3,14 cm2 F = 6

3,14 = 18,84 daN = 188,4 N

P = m.g = 12

10=120 N

F P = + 68.4 N

4.2. LES MOTEURS ASYNCHRONES :

Le moteur asynchrone qui utilise le courant

alternatif fourni par le réseau triphasé est systèmes automatisés industriels.

Symbole N.F.

M 3

Un moteur asynchrone est un

actionneur qui transforme une

énergie électrique (courant

alternatif 220V ou 380V) en une

énergie mécanique de rotation.

CONVERTIR

L'ENERGIE ELECTRIQUE

Energie

électrique

(courant alternatif tension U, intensité i)

Energie

mécanique (Couple C, vitesse angulaire de rotation)

Moteur

asynchrone

Présence

énergie

électrique

Pertes

4.2.2. Constitution et principe de fonctionnement :

6/8

Un moteur asynchrone est constitué :

de tôles ferromagnétiques à trois bobinages décalés géométriquement de 120°, trois bobinages sont parcourus par des courants alternatifs décalés

électriquement issus du réseau

triphasé ; un champ magnétique tournant ainsi que des courants Rotor

Bobine 1

Bobine 2Bobine 3

Phase 1Phase 3Phase 2

i1 i3i2

induits dans le stator sont alors créés. Il en résulte un couple qui provoque la rotation du

rotor/stator dans le sens du champ tournant.

4.2.3. Caractéristiques fonctionnelles :

eur asynchrone dépend essentiellement des caractéristiques suivantes : la des bobinages, notée U exprimée en volt (V). Cette tension est généralement de 220V, la fréquence du réseau électrique, noté f, exprimée en hertz (Hz). En France, cette fréquence est de 50 Hz.

4.2.4. Performances :

suivants : la puissance nominale moteur asynchrone triphasé peut varier de 1 kW à quelques dizaines de MW, la fréquence de rotation du rotor par rapport au stator, notée n, exprimée en tours par minute (tr.m-1), le couple à transmettre noté C, exprimé en Newton mètre (N.m). n :

Les moteurs triphasés asynchrones sont utilisés dans toutes les applications nécessitant des

puissances importantes. Branchés directement sur le réseau électrique triphasé, ils sont

appréciés pour leur rendement élevé, pour leur fiabilité (pas de contact glissant), pour leur

sécurité faible coût. Ils équipent la plupart des mécanismes tels que les machines- 7/8

TIONNEURS :

5.1. LE MOTEUR A COURANT CONTINU :

Rôle :

Un moteur à courant continu est un actionneur

qui transforme une énergie électrique à tension constante en énergie mécanique de rotation.

Symbole N.F.

M Les moteurs à courant continu sont appréciés pour leur grande facilité de systèmes embarqués (batteries, accumulateurs). Cependant, les moteurs de grande puissance sont de coût élevé et ils présentent des problèmes -AIMANT :

Rôle :

Un électro-aimant est un actionneur qui

transforme une énergie électrique en énergie mécanique de translation.

Symbole N.F.

L Do : -aimant peut tirer, pousser, enclencher, déclencher, libérer, maintenir, verrouiller, indexer, de faible amplitude.

5.3. LE MOTEUR PAS A PAS :

Rôle :

Un moteur pas à pas est un actionneur qui transforme une énergie électrique à tension discontinue en énergie mécanique de rotation discontinue.

Symbole N.F.

M 8/8 tion : Les moteurs pas à pas fonctionnant de manière discontinue, on les réserve à des applications particulières nécessitant souplesse et précision pour faibles et moyennes puissances (quelques centaines de Watts).

5.4. LE GENERATEUR DE VIDE :

Rôle :

Un générateur de vide à venturi est un actionneur qui modifie une énergie pneumatique en surpression en une énergie pneumatique en dépression.

Symbole N.F.

Les générateurs de vide à venturi associés à des ventouses souples sont pièces de petites dimensions et de faible masse.

5.5. LE MOTEUR PNEUMATIQUE A PALETTES :

Rôle :

Un moteur pneumatique est un actionneur qui

transforme une énergie pneumatique en une

énergie mécanique de rotation.

Symbole N.F.

Les moteurs pneumatiques sont utilisés dans toutes les applications nécessitant un fort couple au démarrage ou une fréquence de rotation raisons de sécurité (atmosphère explosive par exemple).

5.6. LES VERINS PNEUMATIQUES SPECIALISES :

Selon les contraintes fonctionnelles exigées pour certains processus, on utilise parfois des vérins spécialisés : les vérins à double tige, les vérins rotatifs, les vérins magnétiques sans tige, les vérins anti-rotation. 1/1

LE VERIN AMORTI A DOUBLE EFFET

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UTILISATIONS DES VERINS

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