Hydrostatique Tome 1 Transmission de puissance
Cours et applications.

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TABLE DES MATIERES CHAPITRE 1 Fluide -Filtration -Canalisations -Réservoir l 1. GÉNÉRALITÉS SUR LE COMPORTEMENT D'UN FLUIDE EN CIRCULATION À L'INTÉRIEUR D'UNE CONDUITE, _ 1.1 Introduction _ 1.2 Définition de la viscosité 2 1.2.1 Viscosité dynamique 2 1.2.2 Viscosité cinématique 3 1.2.3 Viscosité Engler. Redwood. Saybolt 3 1.3 Régimes d'écoulement 3 1.3.1 Nombre de Reynolds 3 1.3.2 Régime laminaire 4 1.3.3 Régime turbulent 4 1.3.4 Régime incertain 4 1.4 Pertes de charge 4 1.4.1 Pertes de charge systématiques 5 1.4.2 Pertes de charge singulières 8 2. FLUIDE HYDRAULIQUE POUR TRANSMISSION DE PUISSANCE HYDROSTATIQUE ET HYDRODYNAMIQUE, 9 2.1 Différents types d'huiles hydrauliques 9 2.1.1 Huile minérale 10 2.1.2 Huile de synthèse et produits aqueux 10 2.2 Caractéristiques des huiles hydrauliques Il 2.2.1 Viscosité Il 2.2.2 Variation de volume 13 2.2.3 Autres caractéristiques 14 2.3 Désignations normalisées des huiles hydrauliques 16 2.3.1 Normes ISO ASTM 16 2.3.2 Classification N.F.F. 48603 17 2.3.3 Exemple de performances 17 2.4 Vidange d'une installation hydraulique 18 3. LA FILTRATION 18 3.1 Nécessité 18 3.2 Classification de l'état de pollution d'un fluide hydraulique 19 3.3 Conséquences d'une mauvaise filtration 19 3.4 Contrôle du niveau de pollution 19 3.4.1 Introduction 19 3.4.2 Contrôle qualitatif 20 3.4.3 Contrôle quantitatif 20 3.5 Techniques de filtration 21 3.6 Présentation particulière des filtres à tamisage 21 3.6.1 Efficacité et degré de rétention d'un filtre à tamisage 21 3.6.2 Localisation des filtres à tamisage sur un circuit 22 3.6.3 Description d'un filtre à tamisage 23 4. RÉSERVOIR ET CANALISATIONS 25 4.1 Réservoir 25 4.1.1 Fonction 25 4.1.2 Description 26 4.2 Canalisations 29 4.2.1 Introduction 29 4.2.2 Canalisations rigides 29 4.2.3 Canalisations souples 31 A SAVOIR 33 CHAPITRE 2 Les pompes volumétriques. Enoncé des principes 37 1. GÉNÉRALITÉS 37 1.1 Notations 37 1.2 Description 37 1.3 Fonction 38 1.3.1 Fonction d'un point de vue énergétique 38 1.3.2 Fonction d'un point de vue technologique 39 1.4 Situation 39 1.4.1 Premier cas: mise en mouvement d'un récepteur linéaire (vérin) 39 1.4.2 Deuxième cas : mise en mouvement d'un récepteur rotatif (moteur hydraulique) 39 1.5 Débit variable -Débit constant 41 1.6 Un sens de flux -Deux sens de flux 41 2. PRINCIPES MIS EN ŒUVRE 41 2.1 Pompes à pistons axiaux (ou pompes à barillet) 42 2.1.1 Première configuration 42 2.1.2 Deuxième configuration 42 2.1.3 Troisième configuration 42 2.1.4 Quatrième configuration 43 2.1.5 Cinquième configuration 43 2.2 Pompes à pistons radiaux 44 2.2.1 A système bielle/manivelle 44 2.2.2 A excentrique 44 2.2.3 A bloc-cylindres excentré 45 2.2.4 A pistons en ligne 45 2.3 Pompes à palettes 46 2.4 Pompes à engrenages 46 2.5 Pompes à vis 46 2.6 Pompes à élément tubulaire déformable (ou pompe péristaltique) 47 3. GRANDEURS ASSOCIEES AUX POMPES VOLUMETRIQUES 47 3.1 Cylindrée 47 3.2 Débit moyen théorique (q, moy) 47 3.3 Débit instantané 47 3.4 Coefficient d'irrégularité 48 3.5 Rendements 48 3.5.1 Rendement volumétrique 48 3.5.2 Rendement mécanique 51 3.5.3 Rendement global 52 3.6 Couple à appliquer sur l'arbre d'entraînement 53 4. LES POMPES A PISTONS AXIAUX ET RADIAUX -IRREGULARITE DU DEBIT INSTANTANE 53 4.1 Introduction 53 4.2 Expression analytique du débit instantané théorique pour les pompes à pistons axiaux 54 4.2.1 Paramétrage 54 4.2.2 Course du piston 54 4.2.3 Vecteur position d'un point du piston 54 4.2.4 Vitesse linéaire du piston 54 4.2.5 Débit instantané théorique 55 4.3 Expression analytique du débit instantané théorique pour les pompes à pistons radiaux 56 4.3.1 Différents systèmes de transformation de mouvement 56 4.3.2 Cas du système bielle/manivelle (ou bielle/excentrique) 57 4.3.3 Cas du système à excentrique et plateau 58 4.4 Synthèse des résultats. Représentation graphique du débit instantané théorique 59 4.5 Détermination graphique du coefficient d'irrégularité 61 4.5.1 Expression du débit moyen théorique pour les pompes à pistons 62 4.5.2 Détermination graphique des débits instantanés maximal qvM et minimal qvm 62 4.5.3 Valeur du coefficient d'irrégularité 64 5. LES AUTRES TYPES DE POMPES 65 5.1 Pompe à palettes 66 5.1.1 A excentrique à cylindrée variable ou non 66 5.1.2 A came (cylindrée constante) 70 5.2 Pompes à engrenages 71 5.2.1 -A engrenages extérieurs (profil en développante de cercle) 71 5.2.2 A engrenages intérieurs (profil en développante de cercle) 74 5.2.3 A engrenages intérieurs (profils circulaires) _ 74 5.3 Pompe à vis 76 5.3.1 Description 76 5.3.2 Fonctionnement 77 5.3.3 Cylindrée 78 5.3.4 Débit moyen théorique 79 5.4 A élément tubulaire déformable (ou péristaltique) 79 5.4.1 Description 79 5.4.2 Fonctionnement 80 5.4.3 Cylindrée 80 5.4.4 Débit moyen théorique 80 ASAVOIR 81 CHAPITRE 3 Les pompes. Réalisations 85 1. GENERALITES 85 1.1 Fuites internes 85 1.2 Lubrification 86 1.3 Phénomène de cavitation 87 1.4 Niveau sonore 87 3.4.2 Raideur du vérin initial 147 3.4.3 Variation de position de la tige du vérin pour un dépassement accidentel de la charge 147 3.4.4 Dimensionnement final du vérin 148 3.5 Conciusion 148 4. ETUDE DYNAMIQUE 148 4.1 Introduction 148 4.2 Paramétrage et hypothèses de calculs 149 4.3 Equation de débit 150 4.4 Etude du démarrage 150 4.4.1 Première phase: mise en pression du circuit, sans déplacement de la tige du vérin 150 4.4.2 Deuxième phase: mise en mouvement de la tige du vérin 151 4.4.3 Troisième phase: mouvement uniformément accéléré de la tige 154 4.5 Synthèse des résultats. Conclusions. 155 4.5.1 Remarque concernant les durées des deux premières phases 155 4.5.2 Relation entre le débit Q de la pompe et la pression de tarage Po du limiteur de pression 155 5. AMORTISSEMENT DE FIN DE COURSE 157 5.1 Introduction 157 5.2 Principe de fonctionnement d'un amortisseur de fin de course 157 5.2.1 Dispositif d'amortissement sans réglage 158 5.2.2 Dispositif d'amortissement avec réglage 159 6. FLAMBAGE DE LA TIGE 159 6.1 Théorie d'Euler 160 6.1.1 Configurations d'installation d'un vérin 160 6.1.2 ,Charge critique d'Euler 161 6.1.3 Diamètre de la tige 162 6.2 Application de la théorie d'Euler à la détermination approchée d'une tige de vérin 163 6.2.1 Calcul 163 6.2.2 Détermination graphique 163 A SAVOIR 165 CHAPITRES Les vérins hydrauliques. Réalisations _________________________173 3. VERINS HYDRAULIQUES LINEAIRES POUR APPLICATIONS COURANTES 174 3.1 Vérin simple effet 174 3.2 Vérin double effet sans amortissement 176 3.3 Vérin double effet avec amortissement 176 3.4 Vérin télescopique 178 4. VERINS HYDRAULIQUES LINEAIRES POUR APPLICATIONS PARTICULIERES 181 4.1 Vérin pousseur 181 4.1.1 Vérin pousseur portable 181 4.1.2 Vérin pousseur 'galette' 181 4.1.3 Vérin pousseur 'cube' 182 4.IA Vérin pousseur à pattes en appui axial 182 4.1.5 Vérin pousseur à doigts en appui radial 183 4.2 Vérin tireur 184 4.2.1 Vérin tireur simple 184 4.2.2 Vérin tireur pivotant simple 184 4.2.3 Vérin tireur pivotant à verrouillage 185 4.3 Vérins particuliers 185 4.3.1 Vérin particulier à piston creux 185 4.3.2 Vérin particulier monte-charge 186 5. VERINS HYDRAULIQUES ROTATIFS 187 5.1 Vérin hydraulique rotatif à crémaillère 187 5.2 Vérin hydraulique rotatif à palette 189 5.3 Vérin rotatif à système vis-écrou 190 ASAVOIR 192 CHAPITRE 6 Les moteurs hydrauliques. Principes et réalisations _____193 1. GENERALITES 193 1.1 Notations 193 1.2 Fonction d'un moteur hydraulique 194 1.2.1 Fonction d'un point de vue énergétique 194 1.2.2 Fonction d'un point de vue technologique 194 1.3 Performances 194 1.3.1 Moment du couple moyen théorique 194 1.3.2 Vitesse angulaire théorique 195 1.3.3 Rendements 195 lA Différents types de moteurs hydrauliques et configurations d'installation 197 2. CLASSIACATION ET PRINCIPES MIS EN CEUVRE 198 2.1 Les moteurs-pompes 198 2.1.1 Moteurs-pompes à pistons axiaux (ou à barillet) 198 2.1.2 Moteurs-pompes à pistons radiaux 200 2.1.3 Moteurs-pompes à engrenages (profil en développante de cercle), et à palettes 201 2.2 Les moteurs lents à came et galets, à pistons radiaux 201 2.2.1 Introduction 201 2.2.2 Description 201 2.2.3 Fonctionnement 202 2.2A Différentes architectures 205 2.3 Les moteurs lents à came et billes 207 2.3.1 Description 207 2.3.2 Fonctionnement 208 2.4 Les moteurs lents à engrenages intérieurs (à profil cylindrique), à simple contact 208 2.4.1 Description 208 2.4.2 Fonctionnement 209 2.5 Les moteurs lents à engrenages intérieurs (à profil cylindrique), à double contact 209 2.5.1 Description 209 2.5.2 Fonctionnement 209 3. COUPLE DISPONIBLE SUR L'ARBRE D'UN MOTEUR HYDRAULIQUE (MOTEURS-POMPES ET MOTEURS LENTS) 211 3.1 Expression du moment du couple moyen réel disponible sur l'arbre des moteurs-pompes hydrauliques__211 3.2 Expression du moment du couple instantané théorique disponible sur l'arbre des moteurs-pompes à pistons axiaux ou radiaux 212 3.2.1 Introduction 212 3.2.2 Expression du moment du couple instantané théorique 212 3.3 Expression du moment du couple instantané théorique disponible sur l'arbre des moteurs lents, à pistons radiaux et galets sur came 214 3.3.1 Remarque concernant l'irrégularité du couple instantané 214 3.3.2 Couple instantané pour un piston 215 3.3.3 Moment du couple instantané théorique pour n pistons 215 3.3.4 Détermination du profi 1de came 217 4. DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES ET PERFORMANCES 219 4.1 Les moteurs-pompes 219 4.1.1 Moteur à pistons axiaux, à cylindrée variable 219 4.1.2 Moteurs à pistons radiaux 221 4.2 Moteurs lents à pistons 225 4.2.1 A pistons radiaux, came et galets 225 4.2.2 A pistons axiaux, came et billes 231 4.3 Moteurs lents à engrenage intérieur (à profil cylindrique) 232 4.3.1 A simple contact 232 4.3.2 A double contact 236 A SAVOIR 237