[Reportage] Application des formules hydrauliques

[Quentin56]

Applications des formules hydrauliques
​

Juste quelques calculs utiles pour le dimensionnent d’une direction hydraulique (ou autre application), je ne ferais pas de blabla inutile.
Je vais insérer des images issues de word pour une meilleure visibilité des formules.

1. Dimensionnement d’un vérin :

Nous prendrons le cas d’un vérin double effet, qui est largement utilisé aujourd’hui dans le monde du 4x4.

F = P x S
(pour la retenir: François = Parti x Socialiste)
​

Soit :
D : diamètre de l'alésage intérieur du vérin
d : diamètre de la tige du vérin
S : section intérieure du vérin
F : force s'opposant au mouvement du vérin
P : pression hydraulique du circuit
π ≈ 3,14

Pour la cohérence entre les unités, nous pouvons prendre :
Diamètre: cm
Force: daN
P: bar



Afin de dimensionner le vérin, il faut fixer la valeur de la tige du vérin et nous pouvons trouver la valeur du diamètre de l'alésage intérieur du vérin (ou l’inverse). Le diamètre de la tige du vérin pourrait être dimensionné par calcul mécanique suivant les contraintes, mais ce n’est pas le cas de cette étude.

Exemple (les valeurs sont prises au hasard):

Données :
d = 12 mm = 1,2 cm
F = 20 000 N = 2000 daN
P = 150 bar

Soit, D = 4,29 cm = 42,9 mm

2. Dimensionnement du diamètre intérieur des flexibles hydrauliques

Di : diamètre intérieur du flexible
Q : débit dans le circuit hydraulique (l/min)
S : surface intérieure du flexible hydraulique (m^2)
V : vitesse d’écoulement (m/s)



Vitesses d’écoulements maximums en fonction du type de ligne :

Ligne pression : 3 à 6 m/s
Ligne retour : 1,5 à 2 m/s
Ligne drain : 0,5 à 1 m/s
Ligne aspiration : 0,5 à 0,8m/s

Exemple (les valeurs sont prises au hasard) :

V = 0,9 m/s
Q = 15 l/min

Di = 18,8 mm

Nous pouvons ainsi choisir le diamètre du flexible qui sera en 3/4 de pouces (pour donner une valeur « réelle »), à savoir 19,05 mm, ce qui nous donne une valeur satisfaisante par rapport a notre calcul. Afin de vérifier l’exactitude de ce résultat, nous pouvons utiliser un abaque comme celui-ci :



Le résultat se confirme, nous trouvons la même valeur du diamètre intérieur. Les abaques de ce genre sont en général éprouvées en amont, c’est pourquoi il est intéressant de pouvoir comparer les valeurs calculées par la théorie, ce qui est applicable dans beaucoup de calculs.

3. Application : treuil hydraulique

Description du système :

Le but de cette étude est de définir l’installation hydraulique capable de déplacer dans un mouvement de translation le 4x4. Celui-ci se déplace horizontalement par un mouvement de translation rectiligne (hypothèse…). Il est alors important de déterminer le débit nécessaire au déplacement ainsi que la pression de travail de l’ensemble.

Cahier des charges (les valeurs sont prises au hasard…):

• Fonctionnement maximum : 5 fois / jour.
• Temps de sortie et de rentrée du treuil : 2 min.
• Longueur du déplacement : 11 m.
• Masse de l’ensemble : 3 tonnes maximum.

Note de calcul :

Calcul de la vitesse de déplacement :

Le 4x4 doit se déplacer sur une longueur de 11 m pour un temps donné de 2 min, on a alors :

• 11 m en 2 min correspond à une vitesse V = 5,5 m/min
• V = 5,5 m/min = 0,09 m/s

Calcul de la vitesse de rotation du moteur :

Je choisi un pignon module 3 ayant les caractéristiques suivantes :
Diamètre primitif : D = 54 mm
Périmètre = 2 x π x R = 2 x π x 0,027 = 0,170 m

• Rapport de vitesse : N = 0,09/0,17 = 0,53 tr/s = 32 tr/min

• Calcul du couple moteur :

Couple = Rayon (m) x Force (N) (Couple total).

• A.N : C = 0,027 x 29430 = 795 N.m

C = (Cy*P)/628
​

Avec P : pression (bar) ; C : couple (daN.m) ; Cy : cylindrée (cm[SUP]3[/SUP]/tour)

• Calcul de la cylindrée du moteur :

On se fixe une pression de travail à 130 bars.

Soit, Cy = (C*628)/P
​

A.N : Cy = (79,5*628)/130 = 0,384 l/tr = 384 cm[SUP]3[/SUP]/tour ≈ 400 cm[SUP]3[/SUP]/tr
On choisit donc une cylindrée Cy = 400 cm[SUP]3[/SUP]/tour pour le moteur hydraulique.

• Calcul du débit nécessaire :

Le débit nécessaire est de :

Q = Cy x N
​

A.N : Q = 0,4 l/tr x 32 tr/min ≈ 12,8 l/min.

• Conclusion :

D’après les calculs précédents, pour déplacer le 4x4 de 3 tonnes en 2 min sur toute sa longueur, il faut 1 moteur de 400cm3 à une pression de travail de 130bars.




Voilà, je compléterais plus tard avec les pertes de charges...
Je peux fournir le document en PDF pour les intéressés.

Ps1: je ne suis pas du tout hydraulicien, donc si des personnes voient des fautes de calculs, ne pas hésiter à le souligner.
PS2: si vous voyez des fautes d'orthographe, faites le moi savoir, car c'est bien plus agréable à lire sans fautes...

 

[Castanea]

Il est fou:fou2:

Merci de ton reportage

 

[Eightshoot]

merci pour ce post super intéressant
bon là après une journée de boulot ca fait beaucoup de formule mais, à tête reposée ça va le faire trop bien
merci de faire profiter

 

[La malice]

pour un treuil mile marquer c'est 100bar et 13.5l mn et 1.72 m/mn et 5T4 pour celui que j'ai le souci c'est ma pompe comment on peut calculer le debit facilement ? sans ça doc bien sur

en gros pour faire simple quel diametre a 100 bar pour faire 3.5 gpm (13.5 l/mn) ?

pour la pression j'ai le regulateur du treuil

 

[Quentin56]

pour un treuil mile marquer c'est 100bar et 13.5l mn et 1.72 m/mn et 5T4 pour celui que j'ai le souci c'est ma pompe comment on peut calculer le debit facilement ? sans ça doc bien sur

en gros pour faire simple quel diametre a 100 bar pour faire 3.5 gpm (13.5 l/mn) ?

pour la pression j'ai le regulateur du treuil

Oh le sauvage ici, tu n'as pas dit le mot magique : sa pourrait être sympa de m'aider dans mes calculs ? (je déconne)

En fait, tu me demandes de calculer le débit, mais tu le donnes : Q = 13,5 litre/min
Je comprends pas bien ton problème?

 

[La malice]

nan je vais bidouiller une pompe donc ça va le faire
je voudrais savoir quel est le diamètre mini pour passer 13.5 l/mn a 100 bar ? pour les tubes


STP

 

[Quentin56]

nan je vais bidouiller une pompe donc ça va le faire
je voudrais savoir quel est le diamètre mini pour passer 13.5 l/mn a 100 bar ? pour les tubes


STP

Pas de soucis, en fait, il faut reprendre la partie que j'ai détaillé ci-dessus:





Il faut prendre la dernière formule (elle est construite de façon à renseigner directement le débit en l/min et la vitesse d'écoulement en m/s)

Di = (21,2*(Q/V))^0,5

Q = 13,5 l/min

Je vais prendre des moyennes pour les vitesses d'écoulements (tu pourras par la suite affiner) :

Ligne pression : 3 à 6 m/s => V = 4,5 m/s => Di = 8,41 mm
Ligne retour : 1,5 à 2 m/s => V = 1,75 m/s => Di = 13,48 mm
Ligne drain : 0,5 à 1 m/s => V = 0,75 m/s => Di = 20,59 mm
Ligne aspiration : 0,5 à 0,8m/s=> V = 0,65 m/s => Di = 22,12 mm

Fais toi un petit tableau excel si tu veux, comme sa, tu pourras affiner les valeurs selon tes souhaits.



Edit : si tu veux vérifier les valeurs théoriques, tu prends l'abaque ci-dessous (regarde l'exemple avec la ligne rouge):



Pour information, cet abaque a été élaboré à partir d'essais réels, on le trouve dans beaucoup de documentation hydraulique.

 

[La malice]

merci cool

 

[The Bargeots]

File moi ton adresse en MP tu a gagné 2 bannières de la couleur de ton choix

 

[Quentin56]

File moi ton adresse en MP tu a gagné 2 bannières de la couleur de ton choix

Sérieux?
J'ai fait ce truc sur ma pose de midi, je serais quoi faire maintenant après bouffer

Merci !

 

[The Bargeots]

Sérieux?
J'ai fait ce truc sur ma pose de midi, je serais quoi faire maintenant après bouffer

Merci !

Oui bon après c'est parce que tu en a déjà sorti quelques sujets sympas et que tes interventions sont en général bien au niveau technique, mais après faut pas rêver je vais pas t'en filer a tout les coups, mais rien ne dit que tu reparte pas avec un ou 2 sticker plus tard...

 

[Bebop]

File moi ton adresse en MP tu a gagné 2 bannières de la couleur de ton choix

'culé, j'ai rien eu pour les traductions

'vais monnayer la bible des coil-overs alors

Quentin, bien cool ta compil de formules, le tout bien expliqué et très accessible, super

 

[The Bargeots]

'culé, j'ai rien eu pour les traductions

'vais monnayer la bible des coil-overs alors
Quentin, bien cool ta compil de formules, le tout bien expliqué et très accessible, super

Toi considère que tout ce que tu faiS de technique sur le forum est là pour t’empêcher de finir au trou sans arrêt avec les conneries que tu peuX sortir 90% du temps

 

[Canoman]

'culé, j'ai rien eu pour les traductions

T'as déjà accès a la zone porno du forum estime toi heureux

 

[Hydraudy]

Bien fait le reportage a mon retour de congé j'essayerai d''ajouter un classeur excel que j'ai fait pour faciliter la vie à mes collègues.
J'ai pas repris les calcul mais les formule sont cohérentes

- - - Mise à jour - - -

voilà un petit pdf de rappel des bases en hydrauliques ça reprend grosso merdo ce qui a déjà été marqué avec en plus une expliquation du système LS ce qui au vue des photos est le système qui semble être utiliser sur le proto land RS110 à deux treuil hydrau et pont portique l'avantage de ce système est que la pompe ce cale à la pression et au débit demandé par le récepteur (pression) et le distributeur (débit) c'est le meilleur système à mon gout pour deux treuil hydrau pour un seul je partirai sur de l'hydrostatique.
pour ce qui est de mon classeur excel je n'arrive pas à le mettre en PJ alors je tente ce lien http://dl.free.fr/getfile.pl?file=/UhqFnUkY
je sais c'est pourris de pub mais au moins c'est gratuit...