Calcul de vitesse de vérin hydraulique
Ce calcul de vitesse de vérin hydraulique détermine à quelle vitesse un vérin double effet sort et rentre à partir du diamètre du piston, du diamètre de tige et du débit de la pompe. Ajoutez course et pression, et l’outil donne en plus les temps de sortie et de rentrée, le volume d’huile et les forces de poussée et de traction.
Résultats
L’outil « Calcul de vitesse de vérin hydraulique » fait partie de notre rubrique Calculateurs : Fluides & hydraulique. Parcourez cette rubrique pour dimensionner, convertir et vérifier vos résultats en complément de cet outil.
Pourquoi faire un calcul de vitesse de vérin hydraulique
Un vérin avance à la vitesse à laquelle l’huile le remplit. En sortie, la pompe remplit toute la surface du piston, en rentrée seulement l’anneau autour de la tige, c’est pourquoi le vérin rentre plus vite. L’outil divise le débit par chaque surface pour les deux vitesses, utilise la course pour les temps de cycle et la pression pour les forces.
Formules de la vitesse de vérin hydraulique
La vitesse est le débit divisé par la surface sur laquelle agit l’huile :
D est le diamètre du piston, d le diamètre de tige et Q le débit. Avec Q en L/min, multipliez par 1 000 000 ÷ 60 pour des mm³/s, la vitesse sort alors en mm/s.
Exemple de calcul de vitesse de vérin hydraulique
Un vérin de 80 mm de piston et 45 mm de tige, alimenté à 30 L/min, avec 500 mm de course à 200 bar :
Il rentre en 3,44 s, demande 2,513 L d’huile pour sortir, pousse avec 100,53 kN et tire avec 68,72 kN. Un vérin 63/36 mm à 20 L/min sort à 106,9 mm/s.
Comment faire le calcul de vitesse de vérin hydraulique
Saisissez les diamètres du piston et de la tige en millimètres et le débit de la pompe en litres par minute. Ajoutez la course en millimètres pour les temps de sortie et de rentrée et l’huile nécessaire, ainsi que la pression du système en bar pour les forces de poussée et de traction. Pour des débits en gallons US par minute, multipliez par 3,785 pour obtenir des L/min.
Interpréter la vitesse du vérin hydraulique
La vitesse de rentrée est toujours plus élevée, car la tige occupe une partie de la surface ; le rapport de surfaces montre de combien. Ce rapport signifie aussi qu’en sortie il s’écoule moins d’huile côté tige que le débit de la pompe et qu’en rentrée il en sort plus côté fond, ce qui compte pour dimensionner retours et filtres. Si la vitesse est trop faible, augmentez le débit ou prenez un piston plus petit, sachant qu’un piston plus petit donne aussi moins de force à pression égale.
Quand faire un calcul de vitesse de vérin hydraulique
- Choisir une pompe pour un temps de cycle imposé
- Vérifier la vitesse d’une fendeuse de bûches ou d’une presse
- Dimensionner les retours pour le débit de rentrée
- Comparer des tailles de piston par vitesse et force
- Estimer le volume d’huile d’une course
Erreurs fréquentes dans le calcul de vitesse de vérin hydraulique
- Utiliser la surface annulaire en sortie. En sortie, c’est la surface entière du piston.
- Attendre que la pression change la vitesse. Le débit fixe la vitesse, la pression la force.
- Ignorer le rendement de la pompe. Le débit réel baisse un peu avec l’usure et la pression.
- Retours trop petits. Le débit de rentrée côté fond dépasse le débit de la pompe.
Conseils pour accélérer un vérin hydraulique
- Augmentez le débit avant de réduire le piston.
- Dimensionnez distributeurs et flexibles pour le plus grand débit du cycle.
- Ajoutez des régulateurs de débit pour une vitesse douce et réglable.
Pourquoi la pression ne fixe pas la vitesse du vérin hydraulique
La pression n’apparaît pas dans la formule de vitesse, car c’est le débit, pas la pression, qui fixe la vitesse ; la pression ne monte qu’à ce que demande la charge, jusqu’au tarage du limiteur de pression. Formules métriques et en pouces suivent la même idée : volume par seconde divisé par surface donne distance par seconde. Les catalogues américains indiquent le débit en gallons par minute et le piston en pouces ; un piston de 3 pouces et 7,07 in² sort à 10 GPM à environ 327 in/min ou 5,4 in/s, soit environ 138 mm/s. Avec le calcul de force de vérin hydraulique, vérifiez que le piston donne assez de force à la pression de votre système.
Temps de cycle, vitesse de vérin hydraulique et choix de pompe
Pour un temps de cycle imposé, calculez à rebours : la course la plus lente fixe le débit. Si un vérin de 80 mm doit sortir de 500 mm en 3 s, il lui faut 2,513 L en 3 s, soit environ 50 L/min. La pompe doit fournir ce débit à la pression de travail, et le moteur la puissance hydraulique, débit fois pression divisé par le rendement, que détermine le calcul de puissance de pompe. Les montages en différentiel renvoient en sortie l’huile du côté tige vers le côté fond, ce qui accélère le vérin au prix de la force.
Tableau de vitesse de vérin hydraulique à 20 L/min
Vitesses et force de poussée à 160 bar pour des tailles ISO courantes de piston et de tige :
| Piston / tige (mm) | Sortie (mm/s) | Rentrée (mm/s) | Poussée à 160 bar (kN) |
|---|---|---|---|
| 40 / 22 | 265,3 | 380,3 | 20,11 |
| 50 / 28 | 169,8 | 247,3 | 31,42 |
| 63 / 36 | 106,9 | 158,8 | 49,88 |
| 80 / 45 | 66,3 | 97,0 | 80,42 |
| 100 / 56 | 42,4 | 61,8 | 125,66 |
| 125 / 70 | 27,2 | 39,6 | 196,35 |
Questions fréquentes : Calcul de vitesse de vérin hydraulique
Comment calculer la vitesse d’un vérin hydraulique ?
Divisez le débit par la surface du piston. 30 L/min dans un piston de 80 mm font 500 000 mm³/s ÷ 5026,5 mm², soit 99,5 mm/s en sortie.
Pourquoi un vérin rentre-t-il plus vite qu’il ne sort ?
En rentrée, l’huile ne remplit que l’anneau autour de la tige, de surface plus petite que le piston entier, le même débit déplace donc le piston plus vite.
Comment convertir des GPM en vitesse de vérin ?
Multipliez les GPM par 3,785 pour des L/min et utilisez l’outil. En pouces : vitesse en in/min = 231 × GPM ÷ surface en in², car un gallon fait 231 pouces cubes.
Comment obtenir le temps de cycle ?
Additionnez les temps de sortie et de rentrée donnés par l’outil et la temporisation à chaque extrémité. Commutation des distributeurs et accélération ajoutent un peu.