551146 li hydraulik grundstufe fr - festo · pdf filelivre d’exercices tp 501 avec...

Livre d’exercicesTP 501

Avec CD-ROM

Festo Didactic

551146 fr

HydrauliqueInitiation

1Z21Z1

1A1

m

0V1

B

XA

1V2

A1V1 B

TP

BA

1V3

BAX

Référence : 551146

Version : 09/2011

Auteurs : Renate Aheimer, Frank Ebel, Annabella Zimmermann

Graphisme : Doris Schwarzenberger

Mise en page : 01/2012, Susanne Durz, Frank Ebel

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, Allemand, 2013

Internet : www.festo-didactic.com

E-mail : [email protected]

L'acheteur obtient un droit d'utilisation simple, non exclusif, non limité dans le temps et restreint

géographiquement au site /siège de l'acheteur comme suit.

L'acheteur est autorisé à utiliser les contenus de l'ouvrage pour la formation continue du personnel du site

et à utiliser aussi des éléments du contenu pour la réalisation de son propre matériel de formation continue

du personnel de son site, à condition d'en mentionner la source, et à les dupliquer pour la formation

continue sur le site. Pour les écoles/universités et centres de formation, ce droit d'utilisation englobe

l'utilisation durant les cours par les élèves, stagiaires et étudiants du site.

En est exlcu dans tous les cas le droit de publication ainsi que de chargement et d'utilisation sur intranet ou

Internet ou sur plateformes LMS et bases de données telles que Moodle qui permettent à un grand nombre

d'utilisateurs d'y accéder en dehors du site de l'acheteur.

Tous les autres droits de transmission, de reproduction, de duplication, d'édition, de traduction, de

microfilmage ainsi que le transfert, le stockage et le traitement intégral ou partiel sur des systèmes

électroniques présupposent l'accord préalable de Festo Didactic GmbH & Co. KG.

Nota

Les termes enseignant, étudiant, etc. employés dans le présent document désignent aussi, bien

entendu, les enseignantes, étudiantes, etc. L'emploi d'un seul genre ne saurait constituer une

discrimination sexuelle, mais a simplement pour but de faciliter la lecture et la compréhension des

formulations.

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146 III

Table des matières

Usage normal ____________________________________________________________________________ V

Avant-propos ____________________________________________________________________________ VI

Introduction ____________________________________________________________________________ VIII

Instructions et consignes de sécurité ________________________________________________________ IX

Ensemble de formation Hydraulique (TP 500) _________________________________________________ XI

Objectifs pédagogiques Hydraulique, Initiation (TP 501) ________________________________________ XII

Correspondance entre objectifs pédagogiques et travaux pratiques _______________________________ XIV

Jeu d'équipement _______________________________________________________________________ XVII

Correspondance entre composants et travaux pratiques ________________________________________ XIX

Notes à l'intention de l'enseignant ou du formateur ____________________________________________ XX

Structure des travaux pratiques ____________________________________________________________ XXI

Désignation des composants _____________________________________________________________ XXII

Contenu du CD-ROM ____________________________________________________________________ XXII

Travaux pratiques et corrigés

TP 1 : Équipement d'un poste de travail hydraulique ___________________________________________ 3

TP 2 : Mise en service d'une presse hydraulique à deux colonnes _______________________________ 13

TP 3 : Mesure de la caractéristique d'une pompe ____________________________________________ 21

TP 4 : Mesure de la caractéristique d'ouverture d'un limiteur de pression ________________________ 33

TP 5 : Déchargement d'une machine à papier _______________________________________________ 41

TP 6 : Ouverture d’un four de trempe ______________________________________________________ 51

TP 7 : Ouverture et fermeture de la porte d'une chaudière _____________________________________ 59

TP 8 : Calcul d'un dispositif de montage ____________________________________________________ 69

TP 9 : Tri de caisses de transport _________________________________________________________ 73

TP 10 : Mesure de la caractéristique d'un régulateur de débit ___________________________________ 83

TP 11 : Réglage de la vitesse de montée/descente d'un pont élévateur ___________________________ 93

TP 12 : Optimisation d'une estampeuse ____________________________________________________ 103

TP 13 : Équilibrage des vitesses de sortie et de rentrée _______________________________________ 115

TP 14 : Protection contre la rentrée intempestive ____________________________________________ 123

TP 15 : Correction de la dérive d'un convoyeur ______________________________________________ 133

TP 16 : Contre-pression à la fermeture d'une porte à guillotine _________________________________ 139

TP 17 : Chargement et déchargement de bennes _____________________________________________ 147

Table des matières

IV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146

Travaux pratiques et fiches de travail


















© Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146 V

Usage normal

L'ensemble de formation « Hydraulique, Initiation » ne doit s'utiliser que :

pour l'usage auquel il est destiné, c'est-à-dire dans le cadre de l'enseignement et de la formation, et

en parfait état sur le plan de la sécurité.

Les composants de l'ensemble sont construits conformément à l’état de l’art et aux règles techniques

reconnues en matière de sécurité. Leur utilisation peut néanmoins mettre en danger la vie et la santé de

l’utilisateur ou de tiers ainsi qu'affecter l'intégrité des composants eux-mêmes.

Le système de formation de Festo Didactic est exclusivement destiné à la formation initiale et continue dans

le domaine de l’automatisation et de la technique. Il incombe à l’établissement de formation et/ou aux

formateurs de faire respecter par les étudiants les consignes de sécurité décrites dans le présent manuel de

travaux pratiques.

Festo Didactic décline par conséquent toute responsabilité pour les dommages causés aux étudiants, à

l’établissement de formation et/ou à des tiers du fait de l'utilisation de ce jeu d’équipement en dehors du

contexte d’une pure formation, à moins que ces dommages ne soient imputables à une faute intentionnelle

ou à une négligence grossière de Festo Didactic.

VI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146

Avant-propos

Le système de formation « Automatisation et Technique » de Festo Didactic part de différents niveaux

d’accès à la formation et objectifs professionnels. C’est dans cette optique qu'est structuré le système de

formation :

ensembles de formation axés sur les technologies ;

mécatronique et automatisation d'usine ;

automatisation de process et technique de régulation ;

robotique mobile ;

usines-écoles hybrides.

Le système de formation « Automatisation et Technique » fait régulièrement l’objet de mises à jour et

extensions parallèlement aux évolutions enregistrées dans le domaine de la formation et des pratiques

professionnelles.

Les ensembles de formation technologique se penchent sur les technologies suivantes : pneumatique,

électropneumatique, hydraulique, électrohydraulique, hydraulique proportionnelle, automates

programmables, capteurs, électricité et actionneurs électriques.

La structure modulaire du système de formation permet de réaliser des applications allant au-delà des

limites des différents ensembles. Par exemple, il est possible de commander par API des actionneurs

pneumatiques, hydrauliques et/ou électriques.

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146 VII

Tous les ensembles de formation se composent des éléments suivants :

matériel ;

supports ;

séminaires.

Matériel

Le matériel des ensembles de formation est constitué de composants industriels et systèmes adaptés à une

approche didactique. Le choix et l'exécution des composants faisant partie des ensembles de formation

sont spécialement adaptés aux projets des supports d'accompagnement.

Supports

Les supports dédiés aux différents domaines de spécialité sont de deux types : didactiques et logiciels. Les

supports didactiques, axés sur la pratique, comprennent :

manuels de fond et de cours (ouvrages standard de dispense de connaissances fondamentales) ;

manuels de travaux pratiques (avec explications complémentaires et corrigés types) ;

lexiques, manuels, ouvrages spécialisés (donnant des informations plus détaillées sur des thèmes à

approfondir) ;

jeux de transparents et vidéos (permettant d'illustrer et de rendre plus vivant l'enseignement) ;

posters (pour la visualisation de sujets plus complexes).

Dans le domaine du logiciel, des programmes sont disponibles pour les applications suivantes :

didacticiels (présentation pédagogique et multimédia de contenus de formation) ;

logiciels de simulation ;

logiciels de visualisation ;

logiciels de mesure ;

logiciels de conception et de configuration :

logiciels de programmation d'automates programmables industriels.

Les supports destinés aux formateurs et aux étudiants sont disponibles en plusieurs langues. Ils sont

conçus pour l’enseignement, mais se prêtent aussi à l’autoformation.

Séminaires

Un large éventail de séminaires consacrés aux contenus des ensembles de formation complète l’offre de

formation initiale et continue.

Vous avez des suggestions ou des critiques à propos de ce manuel ?

Envoyez en courrier électronique à : [email protected]

Les auteurs et Festo Didactic se feront un plaisir de tenir compte de vos remarques.

VIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146

Introduction

Le présent manuel de travaux pratiques fait partie du système de formation « Automatisation et Technique »

de Festo Didactic GmbH & Co. KG. Ce système constitue une solide base de formation initiale et continue

axée sur la pratique. Les ensembles de formation TP 501 et TP 502 contiennent exclusivement des

commandes hydrauliques.

Le niveau « Initiation » TP 501 convient à la formation de base en commande hydraulique. Il dispense des

connaissances sur les bases physiques de l'hydraulique ainsi que sur le fonctionnement et l’utilisation

d’équipements hydrauliques. Le jeu d’équipement permet de réaliser des commandes hydrauliques

simples. Le niveau « Perfectionnement » TP 502 est axé sur l’approfondissement des connaissances en

commande hydraulique. Ce jeu d’équipement permet de réaliser des montages hydrauliques avancés.

Le présent manuel de travaux pratiques vous fait connaître les principes physiques en jeu et les principaux

circuits de base de l'hydraulique. Les travaux pratiques ont pour thèmes :

le relevé des caractéristiques de divers composants ;

la comparaison de l'utilisation de divers composants ;

la réalisation de divers circuits de base ;

l'application des équations de base de l'hydraulique.

La configuration technique requise pour réaliser les commandes est la suivante :

un poste de travail Learnline ou Learntop-S équipé d'une plaque profilée Festo Didactic ; la plaque

profilée comporte 14 rainures en T parallèles espacées de 50 mm ;

un groupe hydraulique (tension de service de 230 V, 50 Hz, pression de service de 6 MPa (60 bar), débit

de 2 l/min) ;

un bloc d'alimentation électrique protégé contre les courts-circuits (entrée : 230 V, 50 Hz, sortie : 24 V,

5 A maximum) pour l'alimentation du capteur de débit ;

des câbles de laboratoire sécurisés.

Pour réaliser les 17 travaux pratiques, il vous suffit des composants appartenant au jeu d'équipement TP

501. Les bases théoriques nécessaires à la compréhension de ces travaux pratiques sont dispensées dans le

manuel de cours

Hydraulique, Initiation

Des fiches techniques des différents composants (vérins, vannes, etc.) sont en outre disponibles.

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146 IX

Instructions et consignes de sécurité

Généralités

Les étudiants ne doivent travailler sur les montages que sous la surveillance d’une formatrice ou d’un

formateur.

Respectez les indications données dans les fiches techniques des différents composants, en particulier

toutes les consignes de sécurité !

Les défauts susceptibles d’affecter la sécurité ne doivent pas être générés en cours et doivent être

immédiatement éliminés.

Partie mécanique

Ne mettez les doigts dans le montage que quand il est arrêté.

Montez solidement tous les composants sur la plaque profilée.

Les capteurs de fin de course ne doivent jamais être actionnés de face.

Risque de blessure au dépannage !

Utilisez un outil, par exemple un tournevis, pour actionner les capteurs de fin de course.

Installez les composants de telle sorte qu'ils ne gênent pas l'actionnement d'interrupteurs ni de

dispositifs de sectionnement de l'alimentation.

Conformez-vous aux instructions concernant l'implantation des composants.

Montez toujours les vérins avec leur capot de protection.

Partie électrique

N’utilisez que des très basses tensions de 24 V DC maximum.

N’effectuez les branchements et débranchements électriques qu’en l’absence de tension !

N’utilisez que des câbles dotés de connecteurs de sécurité pour réaliser les connexions électriques.

Pour débrancher les câbles de liaison, tirez sur les connecteurs, pas sur les câbles.

Partie hydraulique

Limitez la pression du système à 6 MPa (60 bar).

La pression maximale admissible pour tous les appareils de l'ensemble de formation est de

12 MPa (120 bar).

Risque de blessure à la mise en marche du groupe hydraulique !

Des vérins peuvent se mettre en mouvement intempestivement.

Tous les distributeurs, appareils, tuyaux sont munis de raccords auto-obturants.

X © Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146

Accouplement des tuyaux

– Ne jamais accoupler ou désaccoupler des tuyaux lorsque le groupe hydraulique est en marche

ou que les tuyauteries sont sous pression !

Les accouplements/désaccouplements doivent s'effectuer hors pression.

– Poser le coupleur femelle parfaitement aligné sur le coupleur mâle !

Évitez impérativement tout désaxage des coupleurs mâles et femelles.

Réalisation du montage hydraulique

– Pendant la réalisation du montage, le groupe hydraulique doit être à l'arrêt, et le bloc

d'alimentation hors tension.

– Avant la mise en service, vérifiez que vous avez bien raccordé toutes les conduites du réservoir et

que les coupleurs sont correctement connectés.

Mise en service

– Ne mettez jamais le vérin en service sans son capot de protection.

– Commencez par mettre le bloc d'alimentation électrique en marche, puis le groupe hydraulique.

Démantèlement du montage hydraulique

– Vérifiez, avant le démantèlement, que le montage est hors pression.

– Arrêtez le groupe hydraulique avant de mettre le bloc d'alimentation hors tension.

Si un raccord est désaccouplé sous pression, le clapet anti-retour du coupleur retient la pression dans

l'appareil. Cette pression peut être annulée à l'aide de l'unité de décharge de pression.

Fixation

Les plaques-supports des appareils sont dotées de la variante de fixation A, B ou C :

Variante A, système à encliquetage

Appareils légers ne supportant pas de charge (tels que distributeurs et capteurs). Enclipsez simplement

les appareils dans la rainure de la plaque profilée. Désolidarisation des appareils par actionnement du

levier bleu.

Variante B, système à rotation

Équipements pouvant supporter des charges moyennes (p. ex. vérins pneumatiques). Ces équipements

se fixent sur la plaque profilée par vis à tête rectangulaire. La fixation ou désolidarisation s’effectue par

l’intermédiaire de l’écrou-poignée.

Variante C, système à vissage

Pour équipements supportant de lourdes charges ou rarement désolidarisés de la plaque profilée (p. ex.

distributeur de mise en circuit avec filtre-manodétendeur. Les éléments se fixent par vis à tête

cylindrique et écrou en T.

Accessoires requis

Le dépouillement des travaux pratiques réalisés avec le capteur de débit nécessite un multimètre

numérique. Le multimètre sert à mesurer la tension de sortie du capteur.

La mesure des temps de sortie et de rentrée de la tige du vérin hydraulique nécessite un chronomètre.

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146 XI

Ensemble de formation Hydraulique (TP 500)

L’ensemble de formation TP 500 se compose d’une multitude de moyens de formation ainsi que de

séminaires. Cet ensemble a exclusivement pour objet les commandes hydrauliques. Certains composants de

l'ensemble de formation TP 500 peuvent également faire partie d’autres ensembles.

Composants importants du TP 500

Poste de travail bien stable avec plaque profilée Festo Didactic

Jeux d'équipement ou composants discrets (tels que vérins, distributeurs, manomètres, etc.)

Équipements complets de laboratoire

Supports

Les supports associés à l'ensemble de formation TP 500 comprennent un manuel de cours et un manuel de

travaux pratiques. Le manuel de cours dispense les bases physiques et techniques de l'hydraulique. Le

manuel de travaux pratiques comporte les fiches de chacun des TP, le corrigé de chaque fiche de travail et

un CD-ROM. Un jeu de fiches de travaux pratiques et fiches de travail prêtes à utiliser est fourni avec chaque

manuel de travaux pratiques.

Des fiches techniques des composants matériels sont fournies avec le jeux d'équipement.

Supports

Manuel de cours Hydraulique, Initiation

Manuel de travaux

pratiques

Hydraulique, Initiation (TP 501)

Hydraulique, Perfectionnement (TP 502)

Collection de transparents Bases de l'hydraulique

Programme de simulation FluidSIM® Hydraulique

Didacticiel WBT Hydraulique

Aperçu des supports associés à l'ensemble de formation TP 500

Les logiciels disponibles pour l'ensemble de formation TP 500 sont FluidSIM® H et le didacticiel

Hydraulique. FluidSIM® H aide à la préparation de l'enseignement. Il permet de créer et de simuler des

commandes hydrauliques. Le didacticiel Hydraulique dispense les bases des commandes hydrauliques. Des

exemples tirés de la pratique industrielle permettent à l'étudiant d'assimiler les bases de l'hydraulique et

de faire connaissance avec les composants d'installations hydrauliques.

Les supports sont proposés en plusieurs langues. Vous trouverez d’autres moyens de formation dans nos

catalogues et sur Internet.

XII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146

Objectifs pédagogiques Hydraulique, Initiation (TP 501)

Composants

Connaître la structure et le mode fonctionnement d'une pompe hydraulique.

Connaître les principales grandeurs caractéristiques d'une pompe hydraulique.

Savoir expliquer comment se crée la pression dans les commandes hydrauliques.

Connaître la relation entre débit de la pompe et pression de service.

Connaître les types de limiteur de pression et leurs possibilités d'utilisation.

Connaître la structure et le mode de fonctionnement d'un limiteur de pression.

Connaître la structure et le mode de fonctionnement d'un vérin à simple effet.

Connaître la structure et le mode de fonctionnement d'un vérin à double effet.

Connaître la structure et le mode de fonctionnement d’un distributeur 2/2.



Connaître la structure et le mode de fonctionnement de distributeurs 4/3.

Savoir évaluer l'impact des différents types de centre de distributeurs 4/3.

Connaître la structure et le mode de fonctionnement d'un clapet anti-retour.

Connaître la structure et le mode de fonctionnement d'un limiteur de débit unidirectionnel.

Connaître la structure et le mode de fonctionnement d'un clapet anti-retour déverrouillable.

Connaître la structure et le mode de fonctionnement d’un régulateur de débit.

Circuits

Savoir mettre des commandes hydrauliques en service en toute sécurité.

Savoir piloter un vérin à simple effet.

Savoir expliquer les différences entre réduction du débit d'alimentation et réduction du débit de retour.

Savoir comparer des montages à régulateur du débit d'alimentation et à régulateur du débit de retour.

Savoir utiliser un régulateur de débit pour régler la vitesse d'un actionneur.

Savoir citer des applications de contrôleurs de débit.

Savoir expliquer à partir d'une application la différence entre régulateur de débit et limiteur de débit

unidirectionnel.

Connaître la structure et le mode de fonctionnement d'un circuit de recirculation.

Savoir expliquer l'impact des surfaces du piston sur les pressions, les vitesses et les temps de

déplacement.

Savoir utiliser comme il faut des clapets anti-retour pilotés.

Connaître l'équilibrage hydraulique d'un vérin à double effet.

Savoir comparer des circuits avec et sans contre-pression.

Savoir utiliser des vérins à double effet sous alternances de charge..

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146 XIII

Mesures et calculs

Savoir relever et interpréter la caractéristique d'une pompe hydraulique.

Savoir mesurer le débit d'une commande hydraulique.

Savoir relever la caractéristique d'un limiteur de pression.

Savoir relever la caractéristique d'un régulateur de débit.

Savoir déterminer les temps, les pressions et les forces à la sortie et à la rentrée de la tige d'un vérin à

simple effet.

Savoir déterminer les temps, les pressions et les forces à la sortie et à la rentrée de la tige d'un vérin à

double effet.

Savoir calculer les temps de sortie de la tige de pistons.

Savoir calculer le bilan de puissance lors de l'utilisation de distributeurs 4/3 à différents types de

centre.

XIV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146

Correspondance entre objectifs pédagogiques et travaux pratiques

TP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Objectif

Connaître la structure et le mode

fonctionnement d'une pompe hydraulique. •

Connaître les principales grandeurs

caractéristiques d'une pompe hydraulique. •

Savoir expliquer comment se crée la pression

dans les commandes hydrauliques. •

Connaître les types de limiteur de pression et

leurs possibilités d'utilisation. •

Savoir mettre des commandes hydrauliques en

service en toute sécurité. •

Savoir relever et interpréter la caractéristique

d'une pompe hydraulique. •

Savoir mesurer le débit d'une commande

hydraulique. •

Connaître la relation entre débit de la pompe

et pression de service. •

Connaître la structure et le mode de

fonctionnement d’un régulateur de débit. •

Savoir relever la caractéristique d'un limiteur

de pression. •


fonctionnement d'un vérin à simple effet. •


fonctionnement d’un distributeur 2/2. •


fonctionnement d'un clapet anti-retour. •

Savoir piloter un vérin à simple effet. •



Savoir déterminer les temps, les pressions et

les forces à la sortie et à la rentrée de la tige

d'un vérin à simple effet.

•


fonctionnement d'un vérin à double effet. •



© Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146 XV

TP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Objectif

Savoir déterminer les temps, les pressions et

les forces à la sortie et à la rentrée de la tige

d'un vérin à double effet.

•

Savoir piloter un vérin à simple effet. •

Calcul des forces d'un vérin à double effet. •

Savoir calculer les temps de sortie de la tige de

pistons. •

Savoir citer des applications de contrôleurs de

débit. •


fonctionnement d'un limiteur de débit

unidirectionnel.

•

Savoir expliquer les différences entre

réduction du débit d'alimentation et réduction

du débit de retour.

•


fonctionnement d’un régulateur de débit. •

Savoir relever la caractéristique d'un

régulateur de débit. •


fonctionnement de distributeurs 4/3. •

Savoir évaluer l'influence des différents types

de centre de distributeurs 4/3. •

Savoir utiliser un régulateur de débit pour

régler la vitesse d'un actionneur. •

Savoir comparer des circuits à régulateur du

débit d'alimentation et à régulateur du débit

de retour.

•

Savoir expliquer à partir d'une application la

différence entre régulateur de débit et limiteur

de débit unidirectionnel.

•


fonctionnement d'un circuit de recirculation. •

Savoir expliquer l'impact des surfaces du

piston sur les pressions, les vitesses et les

temps de déplacement.

•

XVI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146

TP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Objectif


fonctionnement d'un clapet anti-retour

déverrouillable.

•

Savoir utiliser un clapet anti-retour

déverrouillable dans une commande. • •

Savoir calculer le bilan de puissance lors de

l'utilisation de distributeurs 4/3 à différents

types de centre.

•

Connaître l'équilibrage hydraulique d'un vérin

à double effet. •

Savoir comparer des circuits avec et sans

contre-pression. •

Savoir utiliser des vérins à double effet sous

alternances de charge.. •

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146 XVII

Jeu d'équipement

Le jeu d'équipement Hydraulique, Initiation (TP 501) est configuré pour la formation de base à la commande

hydraulique. Il comprend tous les composants nécessaires à l'acquisition des compétences définies par les

objectifs pédagogiques fixés et peut être complété à loisir par d’autres jeux.

Jeu d'équipement Hydraulique, Initiation (TP 501), référence 573035

Dénomination Référence Quantité

Régulateur de débit à 2 voies 544338 1

Distributeur 4/2 à levier manuel et rappel par ressort 544342 1

Distributeur 4/3 à levier manuel, centre en Y (AB > T), à enclenchement 544344 1

Distributeur 4/3 à levier manuel, centre fermé, à enclenchement 544343 1

Robinet d’arrêt 152844 1

Vérin différentiel 16/10/200 avec capot 572746 1

Limiteur de débit unidirectionnel 152843 1

Limiteur de pression 544335 1

Manomètre 152841 3

Capteur de débit 567191 1

Poids de 9 kg pour vérin différentiel 152972 1

Moteur hydraulique 152858 1

Clapet anti-retour avec tuyau, pression d'ouverture de 0,6 MPa (6 bar) 548618 1

Clapet anti-retour déverrouillable 544339 1

Répartiteur en T 152847 1

Quadruple répartiteur à manomètre 159395 2

XVIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146

Symboles graphiques du jeu d'équipement

Composant Symbole graphique Composant Symbole graphique

Régulateur de débit à

2 voies

Manomètre

Distributeur 4/2 à levier

manuel et rappel par

ressort

BA

TP

Capteur de débit ISO 1219-1 EN 60617-7

0V (BU)

q

24V (RD)

0 – 10V(BK)


manuel, centre en Y

(AB > T), à enclenchement BA

TP

Moteur hydraulique


manuel, centre fermé, à

enclenchement

BA

TP

Clapet anti-retour avec

tuyau, pression

d'ouverture de 0,6 MPa

(6 bar)

Robinet d’arrêt

Clapet anti-retour

déverrouillable

Vérin différentiel

16/10/200

Répartiteur en T

Limiteur de débit

unidirectionnel A B

Quadruple répartiteur à

manomètre

Limiteur de pression P

T

Poids de 9 kg pour vérin

différentiel

m

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146 XIX

Correspondance entre composants et travaux pratiques

Jeu d'équipement TP 501

Notes

Les travaux pratiques 1 et 8 sont d'ordre théorique et consistent à travailler avec des fiches

techniques ou à faire des calculs.

Le temps nécessaire au montage est un peu plus long.

Dans les travaux pratiques 5, 6, 11, 14 et 16, le vérin différentiel se visse suspendu sur le côté large

de la colonne profilée et chargé par le poids. Le capot recouvrant le poids doit être monté.

TP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Composant

Régulateur de débit à 2 voies 1 1 1 1

Distributeur 4/2 1 1 1 1 1 1 1

Distributeur 4/3, centre délestant les

conduites de travail 1 1 1

Distributeur 4/3, centre fermé 1 1

Robinet d’arrêt 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Vérin différentiel 16/10/200 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Limiteur de débit unidirectionnel 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Limiteur de pression 1 1 1 1 1 1 1 1

Manomètre 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2

Capteur de débit 1 1

Poids de 9 kg pour vérin différentiel 1 1 1 1 1

Moteur hydraulique 1 1

Clapet anti-retour avec tuyau, pression

d'ouverture de 0,6 MPa (6 bar) 1 1

Clapet anti-retour déverrouillable 1 1

Répartiteur en T

Quadruple répartiteur à manomètre 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

XX © Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146

Accessoires requis

TP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Composant

Tuyau de 600 mm 3 2 4 2 2 2 2 5 5 5 6 5 7 5 7

Tuyau de 1000 mm 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2

Tuyau de 1500 mm 2 2 2 2 2 2 2 2

Capot pour poids de 9 kg 1 1 1 1 1

Multimètre numérique 1 1

Bloc d’alimentation 24 V DC 1 1

Groupe hydraulique 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Notes à l'intention de l'enseignant ou du formateur

Objectifs pédagogiques

L'objectif général du présent manuel de travaux pratiques est de faire connaissance avec les bases de

l'hydraulique ainsi qu'avec la réalisation pratique des montages sur la plaque profilée. Cette interaction

directe entre théorie et pratique est le garant de progrès rapides et durables. Les objectifs pédagogiques

spécifiques sont documentés dans la matrice, Des objectifs pédagogiques plus concrets sont affectés à

chaque travail pratique.

Temps alloué

Le temps nécessaire à la réalisation d’un TP dépend des connaissances préalables de l'étudiant. Étudiant du

travail des métaux ou de l'électricité : 2 semaines environ. Ouvrier professionnel : 1 semaine environ.

Composants du jeu d'équipement

Manuel de cours, manuel de travaux pratiques, recueil de travaux pratiques et jeu d'équipement sont

adaptés les uns aux autres. Pour les 17 TP, vous avez besoin des composants d'un jeu d’équipement

TP 501.

Chaque TP peut être réalisé sur une plaque profilée d'au moins 700 mm de large.

Normes

Le présent manuel de travaux pratiques applique les normes suivantes :

NF ISO 1219-1 : Transmissions hydrauliques et pneumatiques, symboles graphiques et schémas de

circuits, symboles

NF ISO 1219-2 : Transmissions hydrauliques et pneumatiques, symboles graphiques et schémas de

circuits, schémas

NF EN 60617-7 Symboles graphiques pour schémas

NF EN 81346-2 Systèmes industriels, installations et appareils, et produits industriels ;

principes de structuration et désignations de référence

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146 XXI

Repérage des corrigés

Le texte des corrigés et les compléments donnés dans les graphiques ou diagrammes sont repérés en

rouge.

Repérage dans les fiches de travail

Les textes à compléter sont repérés par des lignes d'écriture ou des cases grisées dans les tableaux.

Les graphiques à compléter sont sur fond tramé.

Notes à l'intention de l'enseignant

Elles fournissent des informations complémentaires sur les différents composants et les commandes

réalisées. Ces notes ne figurent pas dans le recueil de travaux pratiques.

Corrigés

Les corrigés indiqués dans le présent manuel de travaux pratiques sont le résultat de mesures effectuées

lors d'essais. Les résultats de vos mesures peuvent différer de ces valeurs.

Thèmes d'apprentissage

La matrice suivante représente la correspondance entre les thèmes d'apprentissage des établissements de

formation professionnelle et le thème de formation « Hydraulique » pour un certain nombre de métiers.

Métier Thème

Électronicien/ne en

automatisation

Analyse et adaptation de commandes

Réalisation de systèmes et contrôle de leur sécurité

Mécanicien/nne industriel/lle Installation et mise en service de systèmes de commande

Mécatronicien/nne Étude des flux d'énergie et d'information dans des sous-ensembles électriques, pneumatiques et

hydrauliques

Réalisation de sous-systèmes mécatroniques

Structure des travaux pratiques

Les 17 travaux pratiques ont la même structure méthodologique. Ils se divisent en :

Titre


Problème

Schéma d'implantation

Travaux à exécuter

Aides

Fiches de travail

Le manuel de travaux pratiques contient le corrigé de chacune des fiches de travail des 17 TP.

XXII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146

Désignation des composants

La désignation des éléments sur les schémas de circuits est conforme à la norme DIN ISO 1219-2. Tous les

composants d'un circuit possèdent le même repère principal. Des lettres sont attribuées en fonction du

composant. Les composants existant en plusieurs exemplaires dans un circuit sont numérotés en continu.

Vérins : 1A1, 2A1, 2A2, ...

Vannes : 1V1, 1V2, 1V3, 2V1, 2V2, 3V1, ...

Entrée de signaux : 1S1, 1S2, ...

Accessoires : 0Z1, 0Z2, 1Z1, ...

Contenu du CD-ROM

Le manuel de travaux pratiques figure sous forme de fichier pdf sur le CD-ROM fourni. Celui-ci met en outre

à votre disposition des supports additionnels.

Le CD-ROM contient les dossiers suivants :

Illustrations

Notices d’utilisation

Présentations

Schémas FluidSIM®

Illustrations

Des photos et graphiques de composants et applications industrielles sont ici fournis. Ils permettent

d’illustrer des travaux pratiques plus personnalisés. Les présentations de projets peuvent également être

complétées par utilisation de ces illustrations.

Notices d’utilisation

Des notices d’utilisation sont ici disponibles pour les composants de l'ensemble de formation. Elles aident à

mettre en service et à utiliser les composants.

Présentations

Ce dossier contient des présentations succinctes de composants de l'ensemble de formation. Ces

présentations peuvent s’utiliser, par exemple, dans les présentations de projets.

Schémas FluidSIM®

Ce dossier contient les schémas FluidSIM pour tous les travaux pratiques de l’ensemble de formation.

© Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146 1

Table des matières

Travaux pratiques et corrigés


















Table des matières

2 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146


TP 1

Équipement d'un poste de travail hydraulique


Quand vous aurez réalisé ce TP, vous aurez appris à

connaître la structure et le mode de fonctionnement d'une pompe hydraulique ;

connaître les principales grandeurs caractéristiques d'une pompe hydraulique ;

savoir sélectionner un groupe hydraulique en fonction de spécifications.

Problème

On se propose d'installer un nouveau poste de travail hydraulique pour la formation. On utilisera des

composants de taille NG 4. La pression maximale de service sera limitée à 6 MPa (60 bar). On dispose d'une

prise de courant alternatif de 230 V. Il convient de sélectionner un groupe hydraulique approprié.


Poste de travail hydraulique

TP 1 – Équipement d'un poste de travail hydraulique



1. Décrivez la structure et le mode de fonctionnement d'une pompe hydraulique.

2. Calculez le débit d'une pompe hydraulique.

3. Calculez le rendement d'une pompe hydraulique.

4. Sélectionnez un groupe hydraulique en fonction des spécifications.

Aides

Fiches techniques

Manuel de cours Hydraulique

1. Structure et mode de fonctionnement de pompes hydrauliques

Information

Les pompes hydrauliques sont des pompes volumétriques qui fonctionnent selon le principe

« aspiration et refoulement ». La cylindrée permet de distinguer trois types de pompe hydraulique

de base :

• les pompes à cylindrée constante ;

• les pompes à cylindrée variable ;

• les pompes dont la cylindrée est régulée en fonction de la pression, du débit

ou de la puissance.

La pompe hydraulique génère un débit (mais pas de pression). Le débit d'une pompe, indiqué en

l/min, est déterminé par la quantité refoulée par tour et la vitesse de rotation du moteur.

La pression provient de la résistance opposée au débit, par exemple résistance à l'écoulement,

résistance de charge, réglage d'un limiteur de pression. La pression s'indique en MPa.



a) Décrivez le mode de fonctionnement de la pompe à engrenage représentée.

3

2

1

Pompe à engrenage – Vue en coupe ; 1 : fluide emprisonné, 2 : chambre de compression, 3 : chambre d'aspiration

Les pompes à engrenage sont des pompes à cylindrée constante puisque le volume refoulé,

déterminé par l'entredent, n'est pas variable.

La pompe à engrenage fonctionne selon le principe suivant :

• Une roue dentée est reliée à l'arbre d'entraînement et fait tourner l'autre roue dentée par

l'intermédiaire de l'engrenage.

• L'augmentation du volume résultant de la sortie d'une dent de l'entredent engendre une

dépression dans la chambre d'aspiration.

• Le fluide sous pression remplit les chambres des dents et est refoulé à l'extérieur, le long du

corps, dans la chambre de compression.

• Le fluide sous pression y est expulsé des chambres des dents par engrenage des dents et

entredents et refoulé dans les tuyauteries.

Notes pour l'enseignement

Les interstices des dents, entre chambres d'aspiration et de compression, emprisonnent du fluide.

Ce fluide est acheminé par une rainure à la chambre de compression car la compression de l'huile

emprisonnée entraînerait sinon des à-coups de pression susceptibles de produire des bruits et de

détruire la pompe.

La quantité d'huile de fuite est fonction de la taille des interstices (entre le carter, la denture et les

flancs des dents), de la profondeur d'engrènement, de la viscosité et de la vitesse de rotation.



b) Nommez les symboles grisés et décrivez brièvement la fonction des composants.

P T

M

1

4

2 3

Groupe hydraulique – Symboles

1. Moteur électrique à un sens de rotation

Entraînement de pompes hydrauliques.

2. Pompe hydraulique

Pompe hydraulique à cylindrée constante. Le débit est déterminé par la vitesse de rotation du

moteur et le volume refoulé par tour.

3. Manomètre

Indique le niveau de pression avec une certaine tolérance.

4. Limiteur de pression

Limiteur de pression réglable sans raccord d'huile de fuite. Le limiteur commence à s'ouvrir dès

que la pression réglée est atteinte.



c) Notez en face de chaque composant du groupe hydraulique le numéro de repère auquel il correspond

sur le dessin.

10

8

9

1

2

3

4

6

5

11

7

Groupe hydraulique – Représentation schématique

N° du composant Composant (désignation)

6 Bouchon de vidange

3 Chambre d'aspiration

2 Tube d'aspiration

10 Prise d'air avec filtre à air

4 Plaque de stabilisation

8 Filtre de remplissage

9 Jauge, niveau maximal

7 Jauge, niveau minimal

1 Moteur et pompe

11 Retour d'huile

5 Chambre de retour d'huile



2. Calcul du débit d'une pompe hydraulique

Information

La cylindrée V (également désignée par volume refoulé) caractérise la taille de la pompe. Elle

désigne le volume de fluide que la pompe refoule en un tour (ou une course).

Le volume de fluide refoulé par minute est appelé débit (volumique) q. Il correspond au produit de

la cylindrée V par la vitesse n :

q n V

– Calculez le débit d'une pompe à engrenage.

Soit

la vitesse de rotation n = 1450 tr/min

la cylindrée V = 2,8 cm3 (par tour)

On cherche

le débit q en l/min

Calcul

3 3

3

cm dm1450 tr/min 2,8 cm = 4060 = 4,06 = 4,06 l/min

min minq n V



3. Calcul du rendement d'une pompe hydraulique

Information

La transformation de la puissance mécanique en puissance hydraulique par la pompe se traduit par

une dissipation de puissance que l'on peut exprimer par le rendement.

La puissance hydraulique utile Phyd est fonction de la pression de service p et du débit effectif qeff. La

puissance utile se calcule comme suit

hyd effP p q

Le rendement volumétrique est le rapport du débit effectif au débit théorique calculé de la pompe

effvol

th

q

q

th thq V n

eff th volq V n

– Calculez le rendement d'une pompe hydraulique.

Soit



le débit effectif effl

8,6min

q à 100 bar

On cherche

le rendement vol

Calcul

3th

l6,5 cm 1450 tr/min = 9,4

minq

effvol

th

l8,6

min = 0,92 = 92 %l

9,4min

q

q



4. Choix d'un groupe hydraulique

Information

Vous trouverez ci-après des extraits de trois fiches techniques de groupes hydrauliques. Choisissez

le groupe hydraulique qui remplit les conditions suivantes :

• Moteur à tension nominale de 230 V

• Fréquence de 50 Hz

• Débit de 2,2 l/min à vitesse de rotation nominale

• Poids de 20 kg maximum sans huile

Généralités HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50

Dimensions

Longueur

Largeur

Hauteur

580 mm

300 mm

180 mm

580 mm

300 mm

180 mm

580

300

180 mm

Poids

à vide

avec huile

19 kg

24 kg

19 kg

24 kg

19 kg

29 kg

Partie électrique HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50

Moteur Courant alternatif monophasé Courant alternatif monophasé Courant alternatif triphasé

Puissance nominale 650 W 550 W 550 W

Tension nominale 230 V 110 V 400 V

Fréquence 50 Hz 60 Hz 50 Hz

Vitesse de rotation nominale 1320 tr/min 1680 tr/min 1390 tr/min

Degré de protection IP 20 IP 20 IP 20

Facteur de marche 50 % 50 % 100 %



Partie hydraulique HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50

Fluide Huile minérale, viscosité recommandée de 22 cSt (mm2/s)

Type de pompe Pompe à engrenage externe

Débit géométrique 1,6 cm3 1,6 cm3 1,6 cm3

Débit à vitesse de rotation

nominale

2,2 l/min 2,7 l/min 2,2 l/min

Pression de service 0,5 –6 MPa (5–60 bar)

Réglage manuel

Plage d’affichage du manomètre 0 -10 MPa (0-100 bar)

Classe de qualité du manomètre 1,6

Capacité du réservoir d'huile 5 l environ 5 l environ 10 l environ

Filtre de retour, finesse du filtre 90 m

Raccordement Un coupleur rapide respectivement sur P et T, un accouplement pour la conduite de retour au

réservoir, un raccord pour le récipient de mesure de débit

– Quel groupe hydraulique avez-vous choisi ? Justifiez votre choix.

Le groupe hydraulique choisi porte la désignation HA-5L-230-50. Il remplit les conditions requises :






TP 1

Équipement d'un poste de travail hydraulique


Quand vous aurez réalisé ce TP, vous aurez appris à

connaître la structure et le mode de fonctionnement d'une pompe hydraulique ;

connaître les principales grandeurs caractéristiques d'une pompe hydraulique ;

savoir sélectionner un groupe hydraulique en fonction de spécifications.

Problème

On se propose d'installer un nouveau poste de travail hydraulique pour la formation. On utilisera des

composants de taille NG 4. La pression maximale de service sera limitée à 6 MPa (60 bar). On dispose d'une

prise de courant alternatif de 230 V. Il convient de sélectionner un groupe hydraulique approprié.


Poste de travail hydraulique


4 Nom: __________________________________ Date: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146


1. Décrivez la structure et le mode de fonctionnement d'une pompe hydraulique.

2. Calculez le débit d'une pompe hydraulique.

3. Calculez le rendement d'une pompe hydraulique.

4. Sélectionnez un groupe hydraulique en fonction des spécifications.

Aides

Fiches techniques

Manuel de cours Hydraulique

1. Structure et mode de fonctionnement de pompes hydrauliques

Information

Les pompes hydrauliques sont des pompes volumétriques qui fonctionnent selon le principe

« aspiration et refoulement ». La cylindrée permet de distinguer trois types de pompe hydraulique

de base :

• les pompes à cylindrée constante ;

• les pompes à cylindrée variable ;

• les pompes dont la cylindrée est régulée en fonction de la pression, du débit

ou de la puissance.

La pompe hydraulique génère un débit (mais pas de pression). Le débit d'une pompe, indiqué en

l/min, est déterminé par la quantité refoulée par tour et la vitesse de rotation du moteur.

La pression provient de la résistance opposée au débit, par exemple résistance à l'écoulement,

résistance de charge, réglage d'un limiteur de pression. La pression s'indique en MPa.


© Festo Didactic GmbH & Co. KG 551146 Nom: __________________________________ Date: ____________ 5

a) Décrivez le mode de fonctionnement de la pompe à engrenage représentée.

3

2

1

Pompe à engrenage – Vue en coupe ; 1 : fluide emprisonné, 2 : chambre de compression, 3 : chambre d'aspiration



b) Nommez les symboles grisés et décrivez brièvement la fonction des composants.

P T

M

1

4

2 3

Groupe hydraulique – Symboles



c) Notez en face de chaque composant du groupe hydraulique le numéro de repère auquel il correspond

sur le dessin.

10

8

9

1

2

3

4

6

5

11

7

Groupe hydraulique – Représentation schématique

N° du composant Composant (désignation)

Bouchon de vidange

Chambre d'aspiration

Tube d'aspiration

Prise d'air avec filtre à air

Plaque de stabilisation

Filtre de remplissage

Jauge, niveau maximal

Jauge, niveau minimal

Moteur et pompe

Retour d'huile

Chambre de retour d'huile



2. Calcul du débit d'une pompe hydraulique

Information

La cylindrée V (également désignée par volume refoulé) caractérise la taille de la pompe. Elle

désigne le volume de fluide que la pompe refoule en un tour (ou une course).

Le volume de fluide refoulé par minute est appelé débit (volumique) q. Il correspond au produit de

la cylindrée V par la vitesse n :

q n V

– Calculez le débit d'une pompe à engrenage.

Soit



On cherche

le débit q en l/min

Calcul



3. Calcul du rendement d'une pompe hydraulique

Information

La transformation de la puissance mécanique en puissance hydraulique par la pompe se traduit par

une dissipation de puissance que l'on peut exprimer par le rendement.

La puissance hydraulique utile Phyd est fonction de la pression de service p et du débit effectif qeff. La

puissance utile se calcule comme suit

hyd effP p q

Le rendement volumétrique est le rapport du débit effectif au débit théorique calculé de la pompe

effvol

th

q

q

th thq V n

eff th volq V n

– Calculez le rendement d'une pompe hydraulique.

Soit



le débit effectif effl

8,6min

q à 100 bar

On cherche

le rendement vol

Calcul



4. Choix d'un groupe hydraulique

Information

Vous trouverez ci-après des extraits de trois fiches techniques de groupes hydrauliques. Choisissez

le groupe hydraulique qui remplit les conditions suivantes :





Généralités HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50

Dimensions

Longueur

Largeur

Hauteur

580 mm

300 mm

180 mm

580 mm

300 mm

180 mm

580

300

180 mm

Poids

à vide

avec huile

19 kg

24 kg

19 kg

24 kg

19 kg

29 kg

Partie électrique HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50

Moteur Courant alternatif monophasé Courant alternatif monophasé Courant alternatif triphasé

Puissance nominale 650 W 550 W 550 W

Tension nominale 230 V 110 V 400 V

Fréquence 50 Hz 60 Hz 50 Hz

Vitesse de rotation nominale 1320 tr/min 1680 tr/min 1390 tr/min

Degré de protection IP 20 IP 20 IP 20

Facteur de marche 50 % 50 % 100 %



Partie hydraulique HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50

Fluide Huile minérale, viscosité recommandée de 22 cSt (mm2/s)

Type de pompe Pompe à engrenage externe

Débit géométrique 1,6 cm3 1,6 cm3 1,6 cm3

Débit à vitesse de rotation

nominale

2,2 l/min 2,7 l/min 2,2 l/min

Pression de service 0,5 –6 MPa (5–60 bar)

Réglage manuel

Plage d’affichage du manomètre 0 -10 MPa (0-100 bar)

Classe de qualité du manomètre 1,6

Capacité du réservoir d'huile 5 l environ 5 l environ 10 l environ

Filtre de retour, finesse du filtre 90 m

Raccordement Un coupleur rapide respectivement sur P et T, un accouplement pour la conduite de retour au

réservoir, un raccord pour le récipient de mesure de débit

– Quel groupe hydraulique avez-vous choisi ? Justifiez votre choix.

551146 li hydraulik grundstufe fr - festo · pdf filelivre d’exercices tp 501 avec...

Documents