Calculs généraux

Conversion

Force / Diamètre du piston

A: surface de piston efficace [mm2]

F: force [N]

p: pression [bar]

D: diamètre de piston [mm]

d: diamètre de tige [mm]

η: rendement du vérin hydraulique

Le rendement [η] découlant principalement des pertes dues aux frottement (joints, guidages), est approximativement de 0,8. Plus le vérin est grand, plus l‘influence du frottement sur l‘ensemble des forces est faible.

Pour des vitesses supérieures à 0,05 m/s, le frottement est quasi indépendant de la pression.

À partir de diamètres de piston de 100 mm, le pourcentage de pertes ne dépasse pas 2 %, même dans des situations défavorables. Pour les diamètres de piston encore plus grands il est même négligeable.

Exemple :

Pour les vérins avec un diamètre de piston inférieur à 20 mm est une pression de service d‘env. 140 bar, les pertes dues au frottement peuvent s‘élever à environ 20 %. Pour un diamètre de piston de 100 mm, cette valeur est réduite à 2 %.

En pratique, il faut tenir compte du fait que les joints neufs présentent des coefficients de frottement relativement élevés, qui diminuent au fur et à mesure des utilisations, ce qui augmente le rendement du vérin hydraulique.

Il faut prêter particulièrement attention à ce phénomène lors du remplacement des joints, si le vérin fonctionne  à des vitesses plus basses (effet stick-slip, mouvement saccadé) ou que des pressions de service plus basses prédominent.

Pour les vérins hydrauliques, la relation entre la force [F], la pression du système [p] et la surface de piston [A] se traduit par la formule suivante:

La force résultant de la pression du système est plus faible côté tige que côté piston. La surface efficace s‘exprime ainsi:

En principe, on calcule la surface circulaire [A] à partir du diamètre [D] à l‘aide de la formule suivante:

 

Respectivement à partir de la force à fournir [F] et de la pression [p]:

Détermination du diamètre de piston à partir de la pression du système et de la force requise:

Pour les charges de poussée en particulier, il faut en plus calculer la résistance au flambage de la tige de piston lors de la conception d‘un vérin hydraulique.

Pour un calcul plus simple des vérins hydrauliques, un calculateur est à votre disposition sur Internet sous www.ahp.de ; il vous propose en outre le vérin adapté à votre application.

Vitesse de piston à partir du débit volumique / capacité de pompage

Q : débit volumique [l/min]

A : surface de piston [mm2]

P : capacité de pompage nécessaire [KW] 

p : pression système [bar]

η : rendement du système hydraulique

Quantité d'huile nécessaire / débit volumique

Q : débit volumique [l/min]

A : surface de piston [mm2]

v : vitesse de piston [m/s]

η : rendement du vérin hydraulique

Vitesses d'écoulement recommandées

Conduites d‘aspiration : 

≤ 1,5 m/s

Conduites de retour : 

≤ 3 m/s

Conduites de pression :

≤ 25 bar

25 à 63 bar

63 à 160 bar

160 à 250 bar

> 250 bar

≤ 3 m/s

3 à 5 m/s

4 à 6 m/s

5 à 8 m/s

≤ 10 m/s

Calculer la résistance au flambage