Systèmes et composants pneumatiques :un guide industriel | Trimantec

Les systèmes pneumatiques industriels et leurs composants peuvent sembler être des concepts complexes à comprendre. Pourtant, leur fonction et leurs composants sont simples à comprendre une fois que vous décomposez chaque type d'appareil. De nombreuses industries privilégient les équipements pneumatiques et les intègrent dans leurs machines car c'est un moyen facile de réduire les coûts de maintenance et de faire fonctionner leurs machines plus longtemps.

Notre guide vous expliquera le fonctionnement des systèmes pneumatiques industriels, mettra en évidence leurs avantages et leurs limites, et vous aidera à comprendre les principaux composants. Ainsi, que vous cherchiez à remplacer une vanne défectueuse ou à concevoir un système d'automatisation industrielle à partir de rien, ce guide est un point de départ idéal.

Table des matières :

Comment fonctionnent les systèmes pneumatiques industriels ?

Avantages des systèmes pneumatiques

Limites des systèmes pneumatiques

Entretien du système pneumatique

Types de filetage pour composants pneumatiques

Composants pneumatiques dans l'automatisation industrielle

Vérins pneumatiques et actionneurs

Vannes de commande pneumatiques

Composants de préparation d'air

Systèmes logiques pneumatiques

Accessoires pneumatiques

Comment fonctionnent les systèmes pneumatiques industriels ?

Si vous avez déjà utilisé une pompe à vélo, vous avez vu l'application de base de la pneumatique. De nombreuses entreprises intègrent aujourd'hui la pneumatique industrielle dans leurs machines. Ils sont devenus si populaires que vous pouvez les trouver dans des articles de tous les jours tels que des pistolets à clous et des aspirateurs.

Un système pneumatique est une machine qui utilise de l'air sous pression pour contrôler des mouvements tels que le maintien, le déplacement et la formation de matériaux ensemble. Les équipements pneumatiques dépendent principalement de grandes quantités d'air comprimé pour fonctionner. Il est important pour de nombreuses machines de transporter et de maintenir une production d'air constante.

En général, la plupart des systèmes pneumatiques sont composés de :

1. Compresseur
2. Destinataire
3. Vannes
4. Actionneurs

Compresseur

Un compresseur d'air est un outil pneumatique qui convertit l'air que nous respirons en air comprimé. L'air sous pression est ensuite utilisé dans tout le système pneumatique. Habituellement, le compresseur d'air est alimenté par un réservoir d'essence qui force l'air dans le système pour produire de l'air sous pression. Il existe de nombreux types de compresseurs d'air disponibles pour répondre à la pression et au débit d'air souhaités. Les différents types de compresseurs d'air disponibles sont à piston, rotatif, centrifuge et axial.

Destinataire

Les récepteurs d'air sont ce que leur nom l'indique. Il reçoit l'air du compresseur et le stocke dans un réservoir plus grand appelé récepteur d'air. Le réservoir d'air peut lisser le flux d'air et le garder au frais lorsqu'il pénètre dans le réservoir. Un grand réservoir est capable de dissiper la chaleur beaucoup plus rapidement qu'un plus petit réservoir. Pour compenser la perte d'air, le réservoir d'air stocke l'air comprimé sous une pression plus élevée. Cela garantit la livraison de l'énergie nécessaire.

Vannes d'air

Les vannes d'air sont un composant pneumatique important car elles s'arrêtent et change la direction de l'air. Ils contrôlent la direction du flux d'air afin de déplacer l'actionneur. Les systèmes pneumatiques peuvent porter une ou plusieurs vannes. Ceux-ci peuvent être manuels comme un clapet de pied ou ils peuvent être électriques comme une électrovanne.

Actionneurs pneumatiques

Les actionneurs sont simplement les "déménageurs" ou le mouvement requis du système pneumatique. Ces dispositifs de sortie peuvent être dans le sous forme de vérins pneumatiques ou même de bras robotisés qui déplacent et soulèvent des matériaux ou des forets. La plupart des actionneurs se déplacent selon une trajectoire linéaire droite.

Préparation de l'air

Afin de maximiser les performances de votre système pneumatique industriel, une préparation d'air est nécessaire. Le maintien d'un air propre et sec dans l'ensemble de votre système pneumatique prolongera sa durée de vie. Les applications industrielles telles que le bridage, le positionnement et le levage nécessitent un flux constant d'air de haute qualité dans tout le système. Une bonne préparation de l'air comprend des composants tels que des filtres, des régulateurs et parfois des lubrificateurs.

 Schéma d'un système pneumatique industriel

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Avantages des systèmes pneumatiques

Comme mentionné précédemment, l'utilisation de la pneumatique industrielle est un moyen simple de réduire les coûts de maintenance et de faire fonctionner vos machines plus longtemps. Cependant, ce ne sont là que quelques avantages des équipements pneumatiques.

L'utilisation de composants pneumatiques vous offre les avantages suivants :

1. Simplicité de conception et de contrôle :les machines sont facilement conçues à l'aide de vérins standard et d'autres composants et fonctionnent via une simple commande marche-arrêt.
2. Fiabilité :le gaz étant compressible, l'équipement pneumatique est moins sujet aux chocs. Le gaz absorbe une force excessive, tandis que le fluide dans l'hydraulique transfère directement la force. Le gaz comprimé peut être stocké, de sorte que les machines continuent de fonctionner pendant un certain temps en cas de panne de courant.
3. Sécurité - Il y a un très faible risque d'incendie par rapport à l'huile hydraulique. De plus, les machines plus récentes sont généralement protégées contre les surcharges.

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Limites des systèmes pneumatiques

Bien que les systèmes pneumatiques industriels offrent de nombreux avantages par rapport aux systèmes hydrauliques, ils présentent quelques limites.

1. Sujet aux fuites :c'est là que les contrôles de maintenance préventive de routine peuvent vous éviter bien des maux de tête. Si vous respectez un calendrier d'entretien régulier, vous détecterez les fuites avant qu'elles ne deviennent des problèmes importants.
2. Maintenance et réparations :la pneumatique industrielle stocke souvent la pression dans ses tuyaux pendant de longues périodes et peut rendre les réparations un peu plus délicates. Le système doit être dépressurisé correctement avant de commencer toute réparation.
3. Sensibilité :votre équipement pneumatique aura besoin d'un espace où il pourra fonctionner sans être dérangé. Les systèmes pneumatiques sont sensibles aux changements de température et aux vibrations.

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Maintenance du système pneumatique

La maintenance préventive des systèmes pneumatiques est importante pour obtenir les meilleures performances de votre équipement. La vérification régulière de l'état de l'équipement pneumatique vous aide à déceler l'usure avant qu'elle ne devienne un problème.

Un problème de maintenance courant avec la pneumatique industrielle est la fuite d'air. Une détection précoce peut éviter à votre système une surcharge, un gaspillage d'air comprimé, une augmentation des coûts d'exploitation et même une perte de qualité de la production. Parfois, une fuite est détectable en écoutant simplement la perte d'air dans le système pneumatique. Alternativement, vous pouvez utiliser une solution d'eau et de savon, la vaporiser sur le système et rechercher les bulles d'air. Réparer les fuites d'air peut être aussi simple que de serrer les raccords. Dans les cas majeurs, le remplacement d'une pièce cassée peut être nécessaire.

Vous souhaitez en savoir plus sur la maintenance préventive de vos équipements pneumatiques ? Notre blog de maintenance préventive est une excellente ressource.

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Types de filetage pour composants pneumatiques 

Avant de plonger dans les différents types d'équipement pneumatique, nous aimerions d'abord mentionner les types de filetage. Les composants tels que les vannes d'air et les cylindres pneumatiques ont souvent des orifices filetés. Avec de nombreuses marques, vous avez trois options :type de filetage NPT, PT ou G (BSPP). Si votre équipement est originaire de Chine, 9 fois sur 10 vous aurez besoin de filetages PT. S'il a été fabriqué en Amérique du Nord, vous pouvez utiliser des filetages NPT en toute sécurité. Vous devrez peut-être consulter le manuel d'utilisation pour trouver ces informations ou contacter le fabricant de l'équipement d'origine.

D'autres options alternatives incluent l'utilisation de différents raccords ou d'un ruban d'étanchéité pour filetage. Pour savoir comment identifier avec précision n'importe quel type de fil, consultez notre guide d'identification des fils.

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Composants pneumatiques dans l'automatisation industrielle

Les systèmes pneumatiques offrent une multitude d'avantages pour les utilisateurs finaux, les techniciens et les ingénieurs. Par conséquent, nous préconisons l'intégration de systèmes pneumatiques industriels dans des solutions d'automatisation. Jetez un œil à une construction d'automatisation personnalisée avec des composants pneumatiques en action.

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Vérins et actionneurs pneumatiques

Les vérins pneumatiques et les actionneurs déplacent une charge à l'aide d'air sous pression stocké dans un piston ou un diaphragme. Selon la direction de la charge, vous aurez besoin d'un vérin pneumatique ou d'un actionneur rotatif.

Cylindres pneumatiques

Les vérins pneumatiques déplacent une charge en ligne droite à l'aide d'une tige de piston. L'air comprimé pousse ou tire la tige de piston dans et hors du corps du vérin. Deux paramètres clés pour les vérins pneumatiques sont la course et la taille de l'alésage. La course fait référence à la distance sur laquelle le piston ou la tige du vérin s'étend lorsqu'il est actionné. L'alésage fait référence au diamètre du vérin pneumatique. Plus l'alésage est grand, plus la pression ou la force que le vérin peut exercer est importante.

Exemple de cylindre guidé en action

Types de bouteilles d'air :

• Les vérins pneumatiques à simple effet utilisent un orifice d'air comprimé pour pousser ou tirer la tige dans une seule direction. La tige revient ensuite par l'action du ressort.
• Les vérins pneumatiques à double effet utilisent des ports d'air comprimé aux deux extrémités du vérin pour étendre et rétracter la tige.

Lors de l'achat de bouteilles d'air, il existe quelques options qui vous permettent de les personnaliser davantage pour votre application. Par exemple, les coussins permettent un fonctionnement plus silencieux du piston. En outre, de nombreux modèles de vérins sur notre site proposent diverses options de montage.

Actionneurs rotatifs

Les actionneurs rotatifs font tourner des objets autour d'un axe. Ils utilisent de l'air comprimé qui produit un couple continu.

De nombreux actionneurs rotatifs ont une conception à double crémaillère et pignon. L'air entre par un orifice qui pousse le piston de manière linéaire, ce qui fait que les dents de l'engrenage de la crémaillère connectée s'engagent avec les dents du pignon circulaire et font tourner l'arbre du pignon jusqu'à 360 degrés.

Les actionneurs rotatifs sont également dotés d'un amortissement qui permet un fonctionnement plus silencieux.

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L'actionneur rotatif à droite permet à la plate-forme de la machine de tourner.

 

Vannes de contrôle pneumatiques

Les vannes pneumatiques, également appelées vannes d'air, aident à arrêter et à démarrer le flux d'air dans la pneumatique industrielle. Ceux-ci peuvent être manuels comme un clapet de pied ou ils peuvent être électriques comme une électrovanne.

Électrovannes pneumatiques

Ces vannes de commande directionnelles électriques arrêtent, démarrent ou changent la direction du flux d'air en appliquant de l'électricité au solénoïde. Pour en savoir plus sur les différents types d'électrovannes, rendez-vous sur notre article de blog sur les électrovannes 101 .

Types d'électrovannes :

• Les vannes à action directe utilisent "directement" l'alimentation de l'électroaimant pour ouvrir et fermer la vanne.
• Les vannes pilotées utilisent la puissance électromagnétique combinée à la pression de l'air/du liquide/du gaz en circulation pour ouvrir et fermer la vanne.

Vannes de contrôle des fluides

Les vannes de contrôle des fluides contrôlent le débit critique des fluides, y compris l'air, le gaz, l'eau, l'huile, la vapeur et d'autres liquides . L'application d'électricité au solénoïde arrête, démarre ou modifie rapidement la direction de l'écoulement du fluide.

Vannes manuelles et vannes mécaniques

Les vannes manuelles et mécaniques démarrent, arrêtent ou modifient la direction du flux d'air via un actionnement manuel ou mécanique. Un exemple serait un clapet de pied manuel qu'il actionnait en appuyant sur une pédale.

Soupapes anti-retour et vannes de régulation de débit

Des exemples de vannes à usage spécial comprennent les clapets anti-retour et les vannes de régulation de débit. Les clapets anti-retour, également appelés clapets anti-retour, ne permettent au fluide de s'écouler que dans un seul sens. Une vanne de régulation de débit régule le débit ou la pression d'un fluide.

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Composants de préparation de l'air

Les produits de préparation d'air aideront à garder l'air de votre pneumatique industrielle propre et sec. L'utilisation d'une combinaison de filtres à air, de régulateurs et de lubrificateurs contribuera à la longévité de votre système.

Filtres à air pneumatiques

Les filtres à air pneumatiques reçoivent le premier apport d'air et réduisent les contaminants et l'humidité présents dans le réservoir d'air comprimé. Différentes tailles sont disponibles en fonction des besoins de votre machine. Vous pouvez filtrer des contaminants aussi petits que 0,3 micron. Les filtres à air doivent être remplacés tous les 4 à 6 mois et nécessitent des soins préventifs.

Régulateurs de pression d'air

Les régulateurs de pression d'air contrôlent la pression en aval une fois que l'air est propre et sec à partir des filtres à air pneumatiques. Les régulateurs d'air ne doivent être utilisés que pour réguler la pression en aval.

Lubrificateurs d'air

Les lubrificateurs pneumatiques ajoutent une petite quantité d'huile au flux d'air comprimé pour réduire la friction. Les lubrificateurs sont un ajout important à votre système pneumatique pour assurer le fonctionnement efficace de votre machine. Les lubrificateurs sont disponibles dans différentes tailles d'orifices et types de filetage.

Unités combinées filtre-régulateur-lubrificateur

Des systèmes de préparation d'air tels que les unités combinées FRL sont également disponibles pour inclure des filtres, des régulateurs et des lubrificateurs dans un seul système. Cette unité en 3 pièces assurera une régulation précise de la pression, réduira l'humidité et induira la quantité d'huile appropriée pour une bonne préparation de l'air. Les unités combinées telles que celles-ci permettent de réduire les coûts et d'économiser de l'espace.

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Systèmes pneumatiques logiques

Les systèmes logiques pneumatiques sont également appelés commandes logiques pneumatiques. Ces systèmes sont utilisés pour contrôler les processus industriels et acquérir des données machine.

La logique d'air peut exécuter presque toutes les fonctions normalement gérées par des relais, des pressostats ou des vacuostats, des temporisateurs, des compteurs et des interrupteurs de fin de course. Bien que la conception soit similaire, l'air comprimé est le moyen de contrôle au lieu du courant électrique.

L'une des utilisations les plus courantes est le comptage pneumatique. Un compteur pneumatique peut fournir des données précieuses sur l'équipement. Certains dispositifs mécaniques ou électriques peuvent être peu pratiques ou peu pratiques, selon l'application.

Par exemple, le compteur pneumatique AC-6 de Control Line peut fournir un enregistrement d'événement, un comptage de pièces ou de pièces ou un comptage de cycles complet. Les données peuvent être surveillées et utilisées à des fins de production ou dans la mise en œuvre d'un plan de maintenance préventive. Pour plus de conseils sur l'utilisation d'un système de logique pneumatique, notre blog Air Logic donne des informations plus détaillées.

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Accessoires pneumatiques

Les accessoires pneumatiques vous aident à personnaliser et à adapter l'équipement pneumatique aux exigences de votre système. Vous trouverez ci-dessous quelques accessoires courants et comment vous pouvez les incorporer à vos pièces pneumatiques.

 

Silencieux pneumatiques

Les silencieux d'échappement réduisent les niveaux de bruit des équipements pneumatiques pendant leur fonctionnement. Cela améliore le confort de l'utilisateur et protège le système des intrusions de contaminants.

Capteurs de position du vérin pneumatique

Les capteurs de position sont couramment utilisés avec les vérins pneumatiques. Ils détectent le mouvement d'un objet et le convertissent en signaux adaptés au traitement, à la transmission ou au contrôle.

Manomètres d'air

Dans les systèmes pneumatiques, la pression est mesurée à de nombreux endroits du système. Les manomètres pneumatiques fournissent des lectures de pression pour une utilisation dans des applications industrielles et commerciales.

Drains de jambe d'égouttement

 

 

 

Collecteurs de vannes d'air

Les collecteurs d'air permettent un point de jonction pratique pour la distribution de fluides ou de gaz. Ils sont utilisés pour fournir une alimentation pneumatique à deux emplacements ou plus afin d'alimenter plusieurs outils.

Bobines de solénoïde

Utilisez des bobines de rechange pour échanger une bobine endommagée ou pour convertir le niveau de tension d'une électrovanne achetée précédemment.

Blocs de distribution

Les blocs de distribution pneumatiques offrent des emplacements de port pratiques pour les pièces de préparation d'air, les transducteurs et d'autres composants.

 

 

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Nous espérons que ce guide des composants pneumatiques a aidé à dissiper toute confusion entre les différents types de pneumatiques. Les cylindres et les vannes peuvent être particulièrement déroutants avec toute la terminologie variable. Si vous avez besoin d'aide pour trouver une pièce pneumatique adaptée à votre équipement, contactez-nous dès aujourd'hui au (336) 767-1379. Ou envoyez un e-mail à notre représentant commercial à [email protected].