Chapitre 2 : Composants d’un vérin électrique linéaire

Bienvenue dans le deuxième chapitre de notre guide consacré aux vérins électriques linéaires et aux éléments à prendre en compte au moment de l'achat d'un système de mouvement électrique.

TiMOTION fabrique des vérins électriques linéaires et technologies associées depuis plus de 15 ans. Nous offrons des solutions complètes et clés en main ainsi qu'un haut service de personnalisation afin de répondre à leurs besoins d'actionnement spécifiques.

Afin de mieux comprendre comment fonctionne un système de mouvement linéaire, nous vous proposons de parcourir l'ensemble des éléments qui composent un vérin électrique.

 

A. L'attache Avant/Arrière

Une attache est une pièce métallique en forme de U, percée à chaque extrémité, dans laquelle passe un dispositif de fixation, un axe ou un boulon. Les fixations à chape sur l'avant et l'arrière de l'actionneur permettent de le monter sur l'application. Les attaches TiMOTION sont de forme ronde, en U (ou fendues) ou percées d'un trou. TiMOTION personnalise et adapte les chapes pour chaque application.

 

B. Le tube extérieur

Également connu sous le nom de tube de protection, ce tube en aluminium extrudé protège l'extérieur du dispositif et contient tous les composants internes du vérin électrique.

 

C. Le tube intérieur

Également appelé tube d'extension, d'entraînement, de transmission ou encore piston, le tube intérieur est généralement fabriqué en aluminium ou en acier inoxydable. Lorsqu'il est rétracté, le tube intérieur entoure la vis sans fin. Ce tube est fixé à une noix filetée, et s'étend ou se rétracte lorsque la noix se déplace le long de la vis sans fin.

 

D. La vis sans fin

La vis sans fin, également appelée vis-mère, vis rotative ou vis de levage, est une longue tige droite qui tourne à l'intérieur d'une machine ou d'un outil. En tournant, elle entraîne le déplacement de la noix le long de celle-ci et donc l'extension ou la rétractation du tube intérieur permettant d'obtenir le mouvement linéaire.

 

E. L'arrêt de sécurité

Situé à l'extrémité de la vis sans fin, l'arrêt de sécurité a pour fonction d'empêcher l'extension excessive du tube intérieur.

 

F. Le joint

Le joint est un composant d'étanchéité fixé à l'extrémité du tube extérieur qui empêche les contaminants solides et liquides de pénétrer dans le tube intérieur. Il assure la bonne étanchéité entre le tube intérieur et extérieur et influence l'indice de protection (IP) du vérin électrique linéaire. Les vérins électriques linéaires TiMOTION peuvent être équipés d'un indice de protection IP42, IP66, IP68 et IP69K.

 

G. La noix

La noix, ACME ou à billes, est fixée sur le tube intérieur et se déplace le long de la vis sans fin, permettant l'extension ou la rétractation du tube intérieur. Elle peut être fabriquée en métal ou en plastique et est parfois clavetée pour empêcher la rotation du tube intérieur.

 

H. Les interrupteurs de fin de course

Les interrupteurs de fin de course contrôlent la position du tube intérieur lorsqu'il est complètement déployé ou rétracté en envoyant un signal et/ou en coupant électriquement le moteur. Ces interrupteurs empêchent le vérin électrique de se déployer ou de se rétracter excessivement.

 

I. Les engrenages

Un engrenage est fabriqué en acier ou en plastique et se couple avec d'autres engrenages qui modifient la relation entre la vitesse d'un mécanisme d'entraînement (comme le moteur d'une voiture) et la vitesse des pièces actionnées (les roues du véhicule). L'engrenage directement relié au moteur s'appelle l'engrenage d'entraînement. TiMOTION propose différentes options d'engrenage en fonction de l'application (engrenage avec roue tangente ou engrenage à pignons droits).

 

J. Le boîtier moteur

Le boîtier moteur contient tous les composants internes du moteur à engrenages et le protège de tout dommage. Le boîtier moteur TiMOTION est généralement fabriqué en plastique de haute qualité excepté pour les modèles industriels dont le boîtier moteur est fabriqué en aluminium moulé.

 

K . Moteur CC

Le moteur à courant continu génère toute la puissance nécessaire pour faire fonctionner le vérin électrique. Il existe plusieurs types de moteurs CC, mais TiMOTION utilise des moteurs à balais composés de :

 

1. Le stator

Cette partie extérieure est fixe et se compose du boîtier moteur, de deux aimants fixes et des carcasses. Le stator génère un champ magnétique continu qui entoure le rotor.

 

2. Le rotor

Le rotor, également connu sous le nom d'induit, est la partie intérieure du moteur. Cette partie est mobile (elle tourne) et se compose principalement d'un aggloméré d'acier silicium, d'un arbre moteur, d'un commutateur et de bobines de cuivre.

 

3. Le commutateur

Le commutateur est constitué d'une paire de plaques fixées à l'arbre moteur. Ces plaques fournissent deux connexions à la bobine de l'électroaimant. Le commutateur est utilisé pour inverser la polarité du moteur et permet au moteur de tourner sans perdre le couple.

 

4. Les balais de carbone

Les balais de carbone utilisent la friction de glissement pour transmettre le courant électrique du stator au rotor du moteur.

 

5. L'arbre moteur

L'arbre moteur relie le moteur à engrenages à la partie inférieure du stator sur le moteur à courant continu.

Note : TiMOTION fabrique également des moteurs à courant alternatif (CA). Ce type de moteur est par exemple disponible pour le vérin électrique industriel MA1.

 

 

6. Les capteurs de fin de course et capteurs de retour d'information

Les capteurs sont utilisés pour communiquer la position de la course du vérin électrique au boîtier de contrôle MCU (microcontrôleur). Les vérins électriques linéaires nécessitent généralement un retour de position lorsque l'application implique des fonctionnalités de haut niveau comme la synchronisation de plusieurs dispositifs ou la mémorisation de la position.

 

Il existe différents types de capteurs :

 

Les capteurs à effet Hall

Le signal de sortie donné par les capteurs à effet Hall est relatif à la densité du champ magnétique autour du système. Lorsque ce champ magnétique excède un certain seuil prédéterminé, il le détecte et génère une tension appelée Tension Hall. Un vérin électrique linéaire avec un retour de position apporte fiabilité et précision, rôle principal du capteur à effet Hall.

 

Le potentiomètre (POT)

Un capteur POT se compose d'un curseur se déplaçant entre deux bornes situées aux extrémités d'une piste résistante et permettant de modifier le signal électrique de sortie. Au fur et à mesure que la vis sans fin tourne, la résistance entre le curseur et l'une des extrémités change. Chaque valeur de résistance correspond à une position de la course du vérin.

Capteurs Reed

Le capteur Reed est un capteur de position magnétique. Il dispose d'un commutateur électrique actionné par un champ magnétique. C'est un interrupteur se composant d'une paire de contacts montés sur des lames en métal ferreux contenus dans une enveloppe en verre étanche. Les contacts peuvent être ouverts et se fermer lorsqu'un champ magnétique est présent, et inversement (fermant le circuit et coupant l'alimentation du vérin électrique).

 

Ceci marque la fin de notre chapitre sur les composants d'un vérin électrique linéaire. Nous espérons que cela vous aura permis de mieux comprendre son fonctionnement. Le chapitre suivant sera dédié aux options de sécurité qui peuvent être intégrées à un système de mouvement électrique.

 

TiMOTION vous accompagne dans vos projets d'actionnement. Pour toute question complémentaire, n'hésitez pas à contacter le service commercial le plus proche !