Voici pourquoi les systèmes de puissance pneumatiques sont supérieurs aux systèmes hydrauliques en matière de vitesse, de performance et de fiabilité.
Les systèmes hydrauliques et pneumatiques sont tous deux u
utilisés pour faire fonctionner des machines que nous rencontrons dans notre vie quotidienne, des freins de voiture et des équipements de construction aux ascenseurs et aux portes automatisées des trains de banlieue et des bus.
Bien que les circuits de puissance hydrauliques et pneumatiques présentent un certain nombre de similitudes mécaniques, et partagent même certains composants intégraux, notamment des pompes spécifiques et un ensemble de vannes qui dirigent le flux, assurant le contrôle de la force et de la vitesse des actionneurs.
Pour autant, les utilisateurs finaux de nombreux types de machines peuvent se demander quel type de système est le meilleur pour leurs applications spécifiques. Lisez la suite pour connaître les principales différences entre les systèmes de puissance hydrauliques et pneumatiques.
Comment fonctionnent les systèmes hydrauliques
Les systèmes hydrauliques appliquent une pression au fluide afin de générer de la puissance. Une pompe déplace l’énergie mécanique dans le système en transportant le fluide – généralement une huile hydraulique ou un lubrifiant synthétique – dans un réservoir, où le fluide est stocké et où les matières résiduelles, y compris l’air et d’autres particules d’humidité, sont éliminées.
Puis, une pression est exercée contre un côté du réservoir, forçant le liquide à travers des valves en utilisant des méthodes électriques, manuelles, hydrauliques, pneumatiques ou mécaniques. Le fluide est forcé contre un actionneur, tel qu’un moteur hydraulique, un cylindre ou un piston sur le côté opposé du réservoir. L’énergie est transférée à l’actionneur et transformée d’énergie hydraulique en énergie mécanique, forçant l’actionneur à se déplacer.
En raison de la pression exercée par le fluide, l’actionneur n’est pas en mesure de se déplacer dans la direction opposée à moins que la pression ne soit libérée par un opérateur du système. Si l’actionneur est un piston utilisé, par exemple, pour lever les fourches d’un chariot élévateur, les fourches resteront élevées jusqu’à ce que la pression hydraulique soit relâchée.
Les avantages et les inconvénients des systèmes hydrauliques
Puisque l’huile hydraulique n’est comprimée que d’environ 0,5% pour chaque 1000 PSI, elle est considérée comme non élastique, ou non compressible. L’avantage de l’incapacité d’un fluide à diminuer de volume en réponse à la pression est qu’il agit comme un moyen plus efficace pour transférer l’énergie. Peu d’énergie est perdue à la compression du fluide dans les valves, de sorte que le transfert de l’énergie hydraulique en énergie mécanique au niveau de l’actionneur est très efficace.
En raison de son inélasticité et de son module apparent élevé, l’huile hydraulique offre une plus grande densité de puissance que des milieux comme l’air, ce qui se traduit par des performances élevées à des pressions élevées. Selon les experts de Mobile Hydraulics Tips, en fait, le fonctionnement d’un système hydraulique à 10 000 PSI peut causer moins de dommages aux performances de la machine que le fonctionnement d’un système pneumatique similaire à 300 PSI.
Le principal inconvénient de nombreux systèmes hydrauliques a trait au défi que représente le transport de l’huile non élastique à travers les valves et les systèmes de plomberie.
Par rapport à l’air comprimé utilisé dans les systèmes pneumatiques, l’huile hydraulique est confrontée à des taux de résistance élevés et à des pertes d’énergie élevées lorsqu’elle circule dans des espaces restreints. Ainsi, si les composants d’un système hydraulique sont mal ajustés ou si leur taille n’est pas en corrélation avec les débits souhaités, les opérateurs subiront d’importantes pertes d’énergie et de coûts dans chaque application.
Comment fonctionnent les systèmes pneumatiques
Les systèmes pneumatiques fonctionnent à peu près de la même manière que les systèmes hydrauliques. En général, ils nécessitent un compresseur d’air, qui aspire l’air atmosphérique par une soupape d’admission et alimente l’air dans un réservoir de réception.
La pression est ensuite appliquée à l’air dans le réservoir de réception. Les gaz, contrairement aux fluides, peuvent être comprimés, ce qui permet d’obtenir facilement une densité de pression élevée en exerçant une force. L’air est comprimé et passe dans un réseau de tuyaux et de vannes qui dirigent le flux d’air vers un actionneur. L’actionneur va retransférer l’énergie en énergie mécanique afin d’initier le mouvement, comme avec un système hydraulique.
Pourquoi les systèmes pneumatiques l’emportent sur les systèmes hydrauliques
Bien que les systèmes hydrauliques puissent garantir moins de pertes d’énergie pendant le fonctionnement, en général, les systèmes pneumatiques assurent un coût initial plus faible, moins de demandes de maintenance, une plus grande durabilité et un plus haut degré de fiabilité mécanique, ce qui en fait l’option la plus rentable à long terme.
De plus, l’air comprimé présente l’avantage unique de la vitesse – contrairement à l’huile hydraulique, lorsque l’air est libéré, il se dilate à une vitesse et une force élevées, permettant des vitesses d’actionnement beaucoup plus élevées. En tant que tels, les systèmes pneumatiques offrent des possibilités d’application étendues et constituent le choix évident pour les applications nécessitant une vitesse et une précision élevées.
Les systèmes pneumatiques peuvent faciliter efficacement la plupart des applications à l’échelle industrielle nécessitant des mouvements tels que le serrage, le positionnement, le pressage, le levage, le tri et l’empilage – tels que ceux observés dans les installations de fabrication, d’assemblage et de distribution. D’autres modifications du système peuvent augmenter la précision avec laquelle un système pneumatique fonctionne, permettant des applications qui nécessitent l’étiquetage, la coupe, le sertissage ou le gaufrage.
En raison de leur durabilité, de leurs performances supérieures et de leur capacité à fournir de l’énergie aux actionneurs à grande vitesse, les systèmes pneumatiques restent parmi les choix les plus fiables pour alimenter tout, des systèmes de transport en commun de banlieue et d’extraction de gaz naturel aux dispositifs agtech qui peuvent traire une vache de manière autonome.