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Le pouvoir mystérieux des vérins hydrauliques : pourquoi les appelle-t-on muscles mécaniques ?
Un vérin hydraulique (également appelé moteur hydraulique linéaire) est un actionneur mécanique qui fournit une force dans une direction via une course unidirectionnelle. Cette technologie est largement utilisée dans les véhicules d’ingénierie, les machines de fabrication, les ascenseurs et le génie civil, et joue un rôle clé. Le principe de fonctionnement des vérins hydrauliques est similaire à celui des muscles. Lorsque le système hydraulique d'une machine est activé, le vérin hydraulique est responsable de la réalisation du mouvement, c'est pourquoi on l'appelle « muscle mécanique ».
Comment l’énergie d’un système hydraulique est-elle convertie en mouvement mécanique ?
Principe de fonctionnement
La puissance d’un vérin hydraulique provient de l’huile hydraulique sous pression, un liquide qui n’est pas facilement compressible. Le liquide le plus couramment utilisé dans les vérins hydrauliques est l’huile. Un vérin hydraulique est constitué d'un cylindre avec un piston relié à une tige qui peut se déplacer d'avant en arrière à l'intérieur du cylindre. Le corps du cylindre est fermé à une extrémité par la base du cylindre (également appelée capuchon), et à l'autre extrémité se trouve la culasse (également appelée presse-étoupe), même si la tige de piston s'étend à partir du cylindre. Le piston est équipé de bagues coulissantes et de dispositifs d'étanchéité qui divisent l'intérieur du cylindre en deux chambres, à savoir la chambre inférieure (extrémité du capuchon) et la chambre latérale de la tige de piston (extrémité de la tige/extrémité de la tête).
Relation entre la pompe hydraulique et le vérin hydraulique
Le vérin hydraulique est la partie actionneur ou « moteur » du système hydraulique, tandis que la pompe hydraulique est le « générateur » du système. La pompe délivre un débit d'huile fixe ou régulé au vérin hydraulique pour pousser le piston. Les pompes hydrauliques courantes comprennent les pompes à main, les pompes pneumatiques et les pompes électriques.
Champ d'application
Les vérins hydrauliques sont largement utilisés dans les machines qui nécessitent des forces élevées, telles que les engins de terrassement (excavatrices, rétrocaveuses et tracteurs, etc.) pour élever ou abaisser des composants tels que des flèches, des bras et des godets. Dans l'industrie manufacturière, les vérins hydrauliques sont également utilisés dans les cintreuses, les cisailles à tôle et dans le pressage de panneaux de particules ou de contreplaqué.
Composants d'un vérin hydraulique
Cylindre
La fonction principale du cylindre est de contenir la pression à l’intérieur du cylindre. Généralement fabriqué à partir de tubes en acier poli sans soudure. La surface du cylindre est lisse et résistante à l'usure, soutenant efficacement le fonctionnement du piston.
Fond ou couvercle du cylindre
La fonction principale du couvercle est de fermer une extrémité de la chambre de pression et peut être utilisé comme pièce de montage du cylindre. Généralement fixé au corps du cylindre par soudage, filetage ou boulonnage.
Piston
Le piston sert à séparer les zones de pression dans le cylindre. Sa conception permet au piston de fonctionner efficacement sous haute pression.
Tige de piston
La tige de piston est en acier laminé à froid avec chromage dur, reliée au piston et s'étend de la culasse pour se connecter à la pièce.
Dispositif d'étanchéité
Le dispositif d'étanchéité est utilisé pour empêcher la fuite d'huile hydraulique le long de l'interface de la tige de piston et joue un rôle clé dans la rainure d'étanchéité dans la culasse.
Application de divers matériaux d'étanchéité
Différents matériaux d'étanchéité sont adaptés à différents scénarios d'application. Le nylon, le polyuréthane et les matériaux fluorocarbonés sont des choix courants. Ils peuvent résister à différentes pressions et températures de service hydrauliques.
Conception fonctionnelle du vérin hydraulique
Les vérins hydrauliques sont disponibles en versions à simple et double effet. Les vérins à simple effet sont généralement plus économiques. Ils pompent du liquide pour étendre le piston et le rétracter par une force externe ou la gravité. Les vérins à double effet ont des entrées d'huile aux deux extrémités pour contrôler l'extension et la rétraction du piston.
Types de conception structurelle
La conception structurelle des vérins hydrauliques est principalement divisée en deux types : le type à tirant et le type à souder. Les vérins hydrauliques à tirants sont reliés aux embouts par des tiges en acier filetées solides, ce qui est pratique pour l'entretien et le service ; tandis que le type soudé a une structure plus compacte et convient à une utilisation dans des endroits avec un espace limité.
L’importance des vérins hydrauliques dans la construction de machines lourdes est évidente, mais où les futurs développements technologiques mèneront-ils cette technologie ?
