Une erreur souvent commise par les futurs acheteurs d’un moteur pneumatique est de se concentrer sur la performance mécanique du moteur plutôt que sur la tâche à accomplir par le moteur. Par exemple, pouvez-vous dire « j’ai besoin d’un moteur qui peut tourner à la vitesse X » mais connaissez-vous le couple auquel il devra faire face ? Ou au contraire, pouvez vous dire « j’ai besoin d’un moteur qui peut développer un couple de Y » mais savez-vous à quelle vitesse il devra tourner à ce couple? Vous pouvez ainsi penser que vous avez besoin d’un moteur d’une puissance Z alors qu’en réalité un moteur d’une puissance inférieure (donc plus petit, plus léger, moins gourmant et moins cher) ferait parfaitement l’affaire avec un rapport de réduction adapté.
Vous devez donc procéder par étapes et vous poser les bonnes questions, dans l’ordre…commencer par vous demander « Pour quelle tâche ai-je besoin d’un moteur ? » et à partir de cette réponse, définir – et affiner – les questions mécaniques.
Mais avant tout, un petit rappel sur quelques « fondamentaux » n’est pas inutile …
La vitesse, le couple et la puissance sont liés par l’équation P = C x V. 9,55
Lorsque le couple = 0 (aucune charge appliquée au moteur), la vitesse est maximale (vitesse à vide), mais la puissance est nulle.
Lorsqu’une une charge est appliquée, le couple augmente et la vitesse diminue. La puissance augmente alors jusqu’à un maximum appelé « Point de fonctionnement optimal » où la puissance est maximale. Ce point est à peu près celui où la vitesse est égale à la moitié de la vitesse à vide. A mesure que la charge continue d’augmenter, la vitesse ralenti encore jusqu’au point où le moteur ne peut plus faire face au couple demandé et cale. Bien que le couple soit alors maximum, la vitesse est nulle et par conséquent la puissance également.
Lorsque vous choisissez un moteur, vous devez être conscient de ces trois éléments (Puissance, Couple et Vitesse) et de la manière dont ils sont liés.
Les moteurs à air comprimé sont conçus en deux parties. La partie pneumatique, située à l’arrière, transforme l’énergie pneumatique en énergie mécanique, tandis que la partie avant est constituée du réducteur à engrenages planétaires qui permet de réduire la vitesse et d’augmenter le couple.
Un moteur pneumatique a une vitesse de rotation très élevée (> 10000 tours/minute) qui n’est pas adaptée à la plupart des applications pour lesquelles on l’utilise. C’est pourquoi on utilise un réducteur planétaire pour modifier le rapport Couple/Vitesse sans modifier la Puissance. En fonction du nombre et du type d’engrenages intégrés dans la partie « Réducteur » du moteur, on modifie le rapport de réduction et donc le couple et la vitesse disponibles.
Le principe du réducteur à engrenages planétaires est simple – un ou plusieurs « satellites » plus lents orbitent autour d’un pignon central qui est directement fixé à l’arbre du moteur (voir schéma) afin de réduire la vitesse de rotation. Comme le couple et la vitesse sont inversement proportionnels, cette opération permet également d’augmenter le couple. Si vous définissez un rapport de réduction de 2:1, la vitesse diminue de moitié et le couple est doublé ; choisissez un rapport de réduction de 4:1 et la vitesse sera équivalente à un quart de la vitesse de départ, mais le couple sera quatre fois plus important, et ainsi de suite.
La vitesse et le couple peuvent également être contrôlés en ajustant le débit ou la pression d’air.
Le débit d’air impacte plus la vitesse que le couple
Réduire le débit d’air impacte plus la vitesse que le couple moteur. Vous pouvez soit réduire l’alimentation en air qui arrive au moteur en ajoutant un régulateur de débit d’air au niveau du tuyau d’alimentation, soit – et de préférence – réduire l’échappement d’air, toujours en y fixant un régulateur. Bien que la réduction du débit d’air avant l’entrée du moteur permette de légèrement réduire la consommation d’air, une telle modification réduira également le couple de démarrage et risquera de créer une turbulence au point d’entrée, ce qui peut déstabiliser la fonction motrice. Réduire l’échappement n’impactera que peu le couple de démarrage et n’aura aucun effet sur la stabilité de fonctionnement. Certains de nos moteurs sont équipés d’une bague de régulation de l’échappement qui permet un contrôle intégré de la vitesse.
La pression d’alimentation impacte plus le couple que la vitesse
Diminuer la pression d’air impacte plus le couple (et notamment le couple maximal que le moteur peut exercer) que la vitesse. Pour réduire la pression d’air, ajustez simplement la pression au niveau du régulateur de pression de l’unité FRL du circuit d’alimentation en air. Les moteurs Modec sont conçus pour fonctionner avec une pression d’air maximale de 6,2 bars mais peuvent fonctionner à des pressions inférieures.
Ces quelques points éclaircis, vous pouvez démarrer le processus de sélection de votre moteur!