Chapitre 4 : Les caractéristiques de charge et de vitesse d’un vérin électrique linéaire

Lorsque vous développez un nouveau projet pour votre entreprise, de nombreuses caractéristiques doivent être prises en compte afin de choisir la solution de mouvement électrique linéaire idéale pour votre application.

 

En personnalisant divers paramètres comme les caractéristiques de la vis sans fin, le nombre de tours par minute du moteur (RPM), le rapport d’engrenage et la vitesse du vérin électrique, TiMOTION conçoit un vérin électrique avec des capacités de charge et de vitesse adaptées à votre besoin.

 

Les différents types de vis sans fin

Le type de vis sans fin choisi déterminera en partie la vitesse du vérin électrique et sa capacité de charge. TiMOTION produit des vérins électriques linéaires possédant une vis sans fin filetée ou une vis à billes. Il existe trois types de pas sur une vis filetée : le pas carré, le pas ACME ou le pas en dents de scie.  

 

 

La vis sans fin filetée

TiMOTION fabrique une vis filetée avec un pas de vis ACME (compatible avec une noix ACME). Le pas de vis ACME offre une capacité de charge élevée, mais n’est pas aussi rapide qu’une vis à billes en raison des frictions accrues entre la noix et les pas de vis. On la retrouve sur tous les vérins électriques TiMOTION, comme par exemple : TA2, TA4, TA6, TA23.

 

La vis sans fin à billes

L’autre type de vis sans fin utilisée dans nos vérins électriques linéaires est la vis à billes. C’est le cas du MA1. La vis à billes crée moins de friction que la vis ACME, car l’arbre offre un chemin circulaire pour les billes de la noix qui glissent alors plus facilement que dans un système ACME. De ce fait, la vis à billes permet d’obtenir des vitesses plus élevées. En revanche, son mécanisme à billes ne permet pas de bénéficier d’une force d’irréversibilité et nécessitera un frein mécanique pour aider le vérin à se rétracter avec une charge et à la maintenir dans une position donnée.

 

Spécifications

Les caractéristiques de la vis sans fin ont également une influence importante sur la vitesse du vérin électrique, mais surtout sur la charge pouvant être supportée. Les caractéristiques de la vis sans fin dépendent du pas de vis, du pas de vis global et du nombre de départs.

 

Le pas de vis est la distance axiale entre la crête d’un pas et celle du pas adjacent. Le pas de vis global est la distance linéaire parcourue par la noix lorsque celle-ci a effectué un tour complet sur la vis. Le départ est le nombre de pas entourés autour de la vis.

Vitesse de rotation (RPM) et rapport d’engrenage

Un autre élément qui entre dans la définition de la capacité de vitesse et de charge d’un vérin électrique est le réglage de la vitesse de rotation et le rapport d’engrenage du jeu d’engrenage.

Le rapport d’engrenage est le rapport entre le nombre de tours par minute (RPM) de l’engrenage d’entraînement et le nombre de RPM de l’engrenage entrainé. Par exemple, si un engrenage d’entraînement à pignons droit possède 12 dents, et que l’engrenage mené en a 24, alors l’engrenage mené est deux fois plus grand que l’engrenage d’entraînement. L’engrenage d’entraînement doit alors tourner deux fois pour opérer un tour de l’engrenage mené, le rapport d’engrenage est donc de 2:1.

 

En fonction du rapport entre la force et la vitesse requise, des engrenages supplémentaires peuvent être ajoutés à l’équation. En effet, dans un vérin électrique linéaire, la force et la vitesse sont liées par la formule suivante : Puissance mécanique = Force x Vitesse.

 

Où tout cela nous mène-t-il ? Supposons que votre application nécessite une capacité de charge particulièrement élevée. Dans ce cas, TiMOTION peut ajouter plus d’engrenages et ajuster le rapport d’engrenage afin de créer plus de couple dans le mécanisme, ce qui, finalement, permet d’exercer plus de force sur la vis sans fin, et donc, de déplacer la charge.

 

 

La puissance mécanique requise

Lorsqu’on définit la capacité de vitesse et de charge d’un vérin électrique, on peut également considérer la quantité de puissance mécanique requise pour le fonctionnement de l’application. Cette puissance est mesurée en Watts. L’information principale à retenir concernant le courant, la vitesse et la charge des moteurs à courant continu est que lorsque la charge augmente, le courant augmente et la vitesse a tendance à diminuer (comme le montrent les graphiques ci-dessus).

 

Outre cette corrélation fondamentale, de nombreux autres paramètres électromécaniques influencent la charge et la vitesse, comme le type d’alimentation utilisé ou la puissance du moteur. Lors de la fabrication d’un vérin électrique, TiMOTION étudie chacun de ces paramètres afin de choisir la solution la plus adaptée pour les applications de ses clients.

 

TiMOTION fabrique des transformateurs électriques compatibles avec nos vérins électriques linéaires 12V CC, 24V CC et 36V CC. Puisque la plupart des vérins TiMOTION fonctionnent en courant continu (CC), nos boîtiers de contrôle peuvent convertir le courant alternatif (AC) en courant continu afin que les clients puissent brancher leurs applications au mur.

TiMOTION peut également intégrer un transformateur SMPS (Switch Mode Power Supply) ou un transformateur toroïdal dans le boîtier de contrôle. Les transformateurs SMPS supportent les prises 110V CA et 220V CA, ce qui permet à nos clients de brancher leurs produits sur différentes prises et dans le monde entier.

 

Ci-dessous, vous trouverez un tableau récapitulatif des termes et des conversions. Le premier concerne les caractéristiques des tensions ; le deuxième concerne la conversion des Newton (N) en Livres (Lbs) et en Kilogrammes (Kg) ; et le troisième concerne la conversion de Millimètres (mm) en Pouces (Po).

 

Expressions de tension

12 Volts CC	12V CC	12VCC
24 Volts CC	24V CC	24 VCC
36 Volts CC	36V CC	36 VCC
48 Volts CC	48V CC	48 VCC
110 Volts CA	110V CA	110 VCA
220 Volts CA	220V CA	220 VCA

 

Conversion de poids (N – Lbs – kg)

1 Newton (N)	.22481 Livres (Lbs)
1 Newton (N)	.1 kilogramme (kg)

 

 Distance (mm – po)

1 Millimètre (mm)

.03937 pouce (po)

 

Ceci conclut notre chapitre dédié aux capacités de charge et vitesse. Nous espérons qu’il vous aura permis de mieux comprendre comment sont définis ces paramètres lors de la conception d’un vérin et comment choisir la solution la plus adaptée à votre projet.

 

Le chapitre suivant sera dédié aux Indices de Protection (IP) qui permettent de conférer aux vérins électriques une protection supplémentaire contre les contaminants solides et liquides.

 

Pour toute question complémentaire ou pour être accompagné dans votre projet, n’hésitez pas à contacter le service commercial le plus proche !