STI2D – Tle ASI – TD n°1

Cours intégré n°1 : Les bases de la pneumatique

Objectifs :

Décrire les éléments d’une chaîne d’énergie pneumatique
Décrire le fonctionnement d’un vérin et du distributeur associé

Mise en situation :

Les vérins hydrauliques sont largement utilisés dans les équipements industriels, dans le matériel de chantier et dans le matériel agricole.
Les vérins pneumatiques qui fonctionnement suivant le même principe sont quant à eux plus utilisés dans les machines automatisées industrielles.

Partie 1 – Les technologies de vérins

Recherche et Classification
- Identifiez les deux grandes catégories de fluides utilisés dans les vérins industriels (hydraulique et pneumatique).
- Expliquez pourquoi le choix du fluide est crucial pour le bon fonctionnement et la durabilité d’un vérin.

Partie 2 : Les Formules de Base

Pression, Force et Surface
- Rappeler la formule fondamentale reliant la pression, la force (
- Rappel : Trouver la conversion entre bar et Pascal
Taux de charges, Force réel et théorique
- - Rappeler la formule fondamentale reliant le taux de charge (tc), la force réel (Freel) et la force théorique Fthéo dans un vérin. Précisez les unités utilisées dans le système international (SI).

Partie 3 – Constitution d’un actionneur Pneumatique

a – Identification des Composants

À partir d’un schéma de vérin simple effet et d’un schéma de vérin double effet (à dessiner ou à rechercher) :
- Labelisez chaque composant (ex. : piston, tige, chambre avant/arrière, joints, orifice d’alimentation, ressort de rappel pour le simple effet, nez, bâti, etc….).

b- Comparaison Simple Effet vs. Double Effet

Complétez le tableau suivant :

Critère	Vérin Simple Effet	Vérin Double Effet
Nombre de chambres
Sens de la force
Présence d’un ressort
Applications typiques
Avantages
Inconvénients

c- Description du Cycle

Pour un vérin double effet :
- Décrivez étape par étape le mouvement du piston lors de :
  - L’alimentation en fluide côté tige (rentrée du piston).
  - L’alimentation en fluide côté fond (sortie du piston).
- Schématisez le sens du fluide et le déplacement du piston pour chaque étape. Utiliser les mots suivants :
  - L’arrière du piston – l’air comprimé – l’orifice du nez – l’orifice du fond – sortir la tige – l’avant du piston – rentrer la tige.

Partie 4 – Les distributeurs

Formule du Débit/vitesse
- Expliquez la relation entre le débit ( $v$ ) du piston. Donnez la formule correspondante.
- Rappel : Rappeler la conversion litre -> m3
Rôle et Classification des Distributeurs

a- Fonction Principale
- Expliquez en 3 phrases maximum le rôle d’un distributeur pneumatique dans un circuit.

b- Classification

Complétez le tableau suivant à l’aide des images fournis ci dessous pour classer les distributeurs selon leurs caractéristiques :

Critère	Type 1	Type 2	Type 3
Nombre de positions	Ex. : 2/2
Nombre de voies	Ex. : 3/2, 5/2
Type de commande	Ex. : manuelle, électrique, pneumatique
Applications typiques

Principe de Fonctionnement

- Décrivez le cycle complet d’un distributeur 4/2 à commande électropneumatique :
  - Position repos (bobine non alimentée).
  - Position active (bobine alimentée).
- Schématisez le chemin de l’air comprimé dans chaque position. Aider vous des éléments fournis ci dessous et ci-contre