1. Partir de la force réellement nécessaire
A = F / pCommencez par la force utile sur la machine, pas par le diamètre du vérin. Divisez cette force par la pression disponible, puis ajoutez une marge pour les frottements, les pertes de pression, l’accélération et les variations de charge.
Le diamètre théorique se déduit de D = √(4A/π). La sélection finale se fait ensuite dans une série proposée par le constructeur.
2. Distinguer sortie et rentrée
En sortie, la pression agit sur toute l’aire du piston. En rentrée, la tige retire une partie de l’aire efficace : la force de rentrée est donc plus faible pour un vérin simple tige.
Une contre-pression dans la chambre opposée réduit encore la force nette.
3. Relier débit et vitesse
v = Q / AÀ débit identique, une grande surface se déplace plus lentement. Comme la surface annulaire de rentrée est plus petite, la rentrée est généralement plus rapide.
Le débit réel au vérin peut être inférieur au débit nominal de la pompe à cause des fuites, des distributeurs et des régulateurs.
4. Vérifier la course et le temps
V = A · L ; t = V / QLe volume d’huile nécessaire dépend de la surface active et de la course. Ce volume donne le temps minimal de déplacement pour un débit donné.
Le temps réel peut être plus long à cause des rampes d’accélération, des amortissements de fin de course et des pertes.
5. Contrôles indispensables avant le choix final
Le calcul de force ne suffit pas pour déclarer un vérin adapté.
- Flambement de la tige en compression.
- Charges latérales, guidage et désalignement.
- Pression maximale, pics de pression et contre-pression.
- Vitesse admissible et amortissement en fin de course.
- Fixations, course, environnement et fréquence de cycles.
Application numérique
Exemple corrigé : force de 20 kN à 100 bar
Une machine doit pousser avec 20 kN. La pression utile estimée au vérin est de 100 bar. On néglige d’abord les pertes pour obtenir un diamètre théorique.
- Convertir : F = 20 000 N et p = 100 bar = 10 000 000 Pa.
- Calculer A = F/p = 0,002 m².
- Calculer D = √(4A/π) = 0,0505 m.
- Le diamètre théorique est donc d’environ 50,5 mm.
- Choisir ensuite une taille catalogue supérieure et recalculer la force nette avec rendement et contre-pression.
Résultat : Un alésage théorique de 50,5 mm est le minimum idéal. En pratique, la sélection doit être supérieure et validée avec les données du fabricant et les exigences de sécurité.
Exemple construit avec les relations de base, puis encadré par les exigences générales de l’ISO 4413. Consulter la source exacte ↗
Pour vérifier et approfondir
Références directes
Chaque lien pointe vers la page de cours, de norme ou de publication utilisée, et non vers une page d’accueil générique.
- ISO 4413:2010 — Transmissions hydrauliquesOrganisation internationale de normalisationRègles générales et exigences de sécurité pour les systèmes hydrauliques et leurs composants.↗
- Le Système international d’unités, 9e éditionBureau international des poids et mesures (BIPM)Référence officielle pour les unités, symboles et conversions cohérentes.↗
- NIST Special Publication 811 — Guide to the SINational Institute of Standards and TechnologyRègles pratiques pour écrire et convertir correctement les grandeurs physiques.↗