Hydraulique

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Les applications dans l’hydraulique mobile et l’hydraulique stationnaire sont extrêmement exigeantes en ce qui concerne la robustesse et la fiabilité.

Les transmetteurs de pression Trafag sur, entre autres, les machines de construction, les grumiers et les véhicules agricoles, font leurs preuves, depuis bientôt 20 ans, dans des conditions extrêmes comme la chaleur poussiéreuse des zones désertiques ou le froid glacial des forêts arctiques. Les transmetteurs de pression, fiables et stables sur le long terme, sont également très appréciés pour l’hydraulique stationnaire car ils permettent d’éviter des interruptions coûteuses de la production.

Les produits Trafag sont utilisés dans les installations hydrauliques, par exemple dans:

  • Grumiers et véhicules agricoles
    Tracteurs, moissonneuses, engins de transport
  • Énergies renouvelables
    Commande du rotor dans des éoliennes, suivi solaire pour les installations photovoltaïques
  • Machines de construction
    Pelles, grues mobiles, pompes et mélangeuses à béton
  • Véhicules communaux et spécialisés
    Collecte des déchets, transport lourd, véhicule avec équipement incendie
  • Construction de machines et d’installations
    Machines de moulage, presses de mise en forme, machines de soufflage-moulage
  • Installations de test et de contrôle
    Bancs de test pour véhicule, installations de contrôle des matériaux, contrôle de composants hydrauliques
  • Composants hydrauliques et sous-systèmes
    Systèmes de bloc de soupape, Powerpack, contrôle de réservoir

Mesure fiable de la pression dans des conditions difficiles

Capteurs et transmetteurs de pression pour applications hydrauliques, parfois également appelés transducteurs de pression, (voir aussi Transmetteurs de pression ) mesurent la pression de l'huile hydraulique dans les valves, les pompes, les cylindres et les accumulateurs de pression, etc. Ils sont donc des éléments centraux pour le contrôle et la régulation des systèmes hydrauliques. Ces systèmes sont souvent des composants de machines ou d'installations importantes et coûteuses, où un arrêt ou même une défaillance aurait des conséquences considérables. C'est pourquoi les transmetteurs de pression pour l'hydraulique doivent toujours fonctionner de manière fiable, même dans des conditions difficiles. La robustesse de leur conception est donc très importante.

Les applications hydrauliques sont divisées en deux catégories : La catégorie de l'hydraulique stationnaire comprend des domaines d'application tels que les machines-outils ou les ascenseurs. La catégorie de l'hydraulique mobile comprend, par exemple, les machines de construction et les véhicules municipaux.

De nombreuses exigences s'appliquent aux applications stationnaires et mobiles. Dans le domaine de l'hydraulique mobile, des défis supplémentaires doivent être relevés en raison des conditions environnementales difficiles.

Défis généraux pour les capteurs de pression en hydraulique
Pics de pression

Dans les applications hydrauliques, on mesure généralement la pression d'un fluide, habituellement la pression de l'huile hydraulique. Comme le fluide n'est que légèrement compressible, les pics de pression causés par le système et l'application sont transmis aux capteurs presque sans filtrage, sous forme de chocs violents. Cette énorme charge de pression à court terme peut endommager les capteurs, voire les faire éclater. Comme contre-mesure, la plupart des fabricants intègrent des éléments d'amortissement des pics de pression dans l'alésage de pression du capteur. Comme ces éléments ont une ouverture plus petite que l'alésage de pression dans la partie du transmetteur de pression qui est en contact avec le fluide, ils agissent comme un orifice devant la membrane et offrent ainsi, dans de nombreux cas, une première protection du capteur contre les brefs coups de bélier.

En cas de coups de bélier extrêmes, les éléments amortisseurs ne suffisent plus et la membrane doit être construite de manière plus robuste. La résistance à la surpression, qui est le double de la plage de mesure ou de la plage nominale pour les capteurs de pression disponibles dans le commerce, sert de grandeur de mesure pour la robustesse de la membrane contre les coups de bélier. Les capteurs de pression hydrauliques de Trafag offrent en standard une résistance à la surpression de trois fois la pression nominale, et une résistance à la surpression de cinq fois la pression nominale est même disponible en option.

Fuite due à la rupture de la membrane d'un capteur dans une application de pompe à eau.Fuite due à la rupture de la membrane d'un capteur dans une application de pompe à eau.

Vous trouverez de plus amples informations sur le thème des "pics de pression" et sur la manière dont les capteurs de pression peuvent être protégés contre les pics de pression ici:

Importance du choix du capteur pour la mesure de la pression en hydraulique 

En cas de pics de pression nettement supérieurs à la résistance à la surpression, l'utilisation de capteurs à couche mince sur acier comme transducteurs de pression offre une sécurité supplémentaire contre l'éclatement de la membrane. Il est essentiel d'empêcher l'éclatement de la membrane. En effet, une membrane défectueuse entraînerait une fuite d'huile et les dommages qui en résulteraient seraient bien plus importants qu'un capteur de pression endommagé.

L'avantage des capteurs à couche mince sur acier réside dans la ductilité de la membrane portante. En effet, celle-ci peut encore s'étirer sous l'effet d'une surcharge avant de se déchirer. Contrairement aux capteurs à couche épaisse sur céramique et aux capteurs piézorésistifs, dont les éléments porteurs sont fragiles et présentent donc un comportement de rupture brusque.

Un autre avantage des capteurs à couche mince sur acier est que les dommages éventuels peuvent être détectés relativement facilement, même avant l'éclatement. En effet, une surcharge de la membrane entraîne une erreur au point zéro, qui peut être détectée très facilement à l'aide de routines appropriées dans la commande de la machine.

Les cellules de mesure robustes et résistantes à la surpression sont indispensables dans le domaine de l'hydraulique

Outre les coups de bélier, qui représentent des écarts particulièrement importants par rapport à la pression nominale, la pression nominale dans les systèmes hydrauliques est également plus élevée que dans les systèmes pneumatiques, par exemple. Les pressions de travail dans les systèmes hydrauliques se situent généralement entre 160 et 600bars. Les exceptions sont les pressions dans les filtres, où la pression différentielle est souvent mesurée, et les niveaux dans les réservoirs de liquide, dont la pression hydrostatique est comprise entre 100mbar et généralement moins de 2bar.

La pression élevée des systèmes hydrauliques impose des exigences élevées en matière de résistance mécanique et de précision de fabrication des composants du transmetteur de pression: Par exemple, les pièces de raccordement doivent être fabriquées avec précision pour assurer l'étanchéité avec la contrepartie et empêcher l'huile de s'échapper. En outre, l'acier inoxydable utilisé pour le raccordement doit avoir la résistance nécessaire pour supporter les forces d'action, même après plusieurs années d'utilisation dans des conditions environnementales difficiles.

Les pièces de raccordement et les membranes du capteur de pression sont en acier inoxydable et sont très compatibles avec les huiles hydrauliques courantes. Ce n'est que dans le cas des joints en élastomère qu'il est nécessaire de s'assurer que le matériau d'étanchéité utilisé est également compatible avec l'huile de contact. Cela s'applique non seulement aux joints dans le raccordement au processus, mais aussi aux joints sur le boîtier et dans le clapet. En effet, l'huile qui s'échappe à la suite d'une fuite ou d'une contamination lors des travaux de réparation et d'entretien peut mettre en contact des composants externes avec l'huile.

Capteurs à couche mince sur acier de TrafagCapteurs à couche mince sur acier de Trafag
Signification du signal de sortie sélectionné pour la mesure de la pression en hydraulique 

La valeur mesurée est transmise à la commande via le signal de sortie. Les transmetteurs les plus utilisés sont les transmetteurs à sortie analogique, tels que 4 ... 20mA, car ils sont très rentables. Cependant, les signaux numériques, tels que IO-Link ou CANopen, sont de plus en plus populaires. Ils offrent d'autres avantages que l'évaluation de la valeur mesurée. En raison de leur plus grande immunité aux interférences électromagnétiques, les signaux numériques offrent la possibilité de transmettre d'autres paramètres en plus de la valeur de pression mesurée, tels que la température de l'appareil ou du média (à condition qu'un capteur de température dans le transmetteur rende les valeurs mesurées disponibles). En outre, les signaux numériques peuvent également transmettre des données de diagnostic, qui peuvent être utilisées pour la surveillance des conditions, par exemple.

Le paramétrage est également très facile grâce à l'interface numérique. Il est particulièrement important pour les transmetteurs de pression qui ont une ou plusieurs sorties de commutation ou pour les appareils dotés d'un écran. Trafag propose une série de transmetteurs de pression (DPC 8380 et DPS 8381) avec écran. Différents paramètres peuvent être configurés facilement et rapidement via l'application smartphone et l'interface NFC sur l'écran. Outre les paramètres des sorties de commutation et de l'affichage, la plage de mesure peut également être facilement ajustée. En outre, la sortie analogique peut être commutée d'un signal de courant de 4 ... 20mA à un signal de tension de 0 ... 10VDC. Les données de l'enregistreur intégré peuvent également être obtenues via cette interface.

DPSDPS

Pour en savoir plus sur le paramétrage des capteurs de pression avec affichage, consultez les livres blancs:

Les pressostats électroniques sans écran sont de plus en plus souvent remplacés par des appareils IO-Link. Les sorties de commutation des appareils IO-Link, qui sont compatibles à la baisse avec les pressostats conventionnels en raison de la norme IO-Link, peuvent être paramétrées très facilement via l'interface.

Exigences particulières pour les capteurs de pression dans l'hydraulique mobile

Dans le domaine de l'hydraulique mobile, les systèmes hydrauliques sont utilisés dans les machines mobiles, telles que les machines de construction, les machines forestières, les machines agricoles et les machines minières. Ces systèmes s'appuient sur des capteurs de pression pour garantir un fonctionnement sûr et efficace. Cependant, la mesure de la pression dans ces environnements présente des défis supplémentaires:

Températures extrêmes dans l'hydraulique mobile 

Les applications dans le domaine de l'hydraulique mobile sont souvent utilisées dans des environnements aux températures extrêmes: par exemple, dans le désert ou même dans l'Arctique. Les fortes variations de température peuvent entraîner une dérive des signaux des capteurs de pression, ce qui se traduit par des résultats de mesure imprécis. Les transmetteurs de pression Trafag de la série NAX (NAT 8252 et NAH 8254 avec sortie analogique, NAI 8273 avec IO-Link ainsi que CMP 8271 avec signal de sortie CANopen) ont fait leurs preuves depuis près de dix ans dans les conditions les plus difficiles dans toutes les régions du monde.

Chocs, impacts, coups et vibrations en hydraulique mobile 

Les machines mobiles sont utilisées dans des environnements difficiles où les chocs et les vibrations sont fréquents. Des capteurs de pression mal choisis peuvent fournir des mesures inexactes, voire tomber en panne. Pour résister de manière fiable aux vibrations, la structure interne des transmetteurs de pression doit être conçue et fabriquée de manière à être également fiable. C'est là que les transmetteurs de pression Trafag se distinguent par la fiabilité de leur construction et de leurs techniques de raccordement. Grâce à l'intégration poussée de nombreuses fonctionnalités dans l'ASIC Trafag, la micropuce développée en interne et parfaitement adaptée au capteur de pression Trafag, l'électronique des transmetteurs de pression Trafag nécessite moins de composants et est donc plus robuste face aux vibrations et donc moins sujette aux pannes.

Excavator loading - Where Trafag's products are usedExcavator loading - Where Trafag's products are used
Contamination dans l'hydraulique mobile 

Les machines mobiles sont souvent utilisées dans des environnements sales et poussiéreux, ce qui entraîne la contamination des capteurs de pression. Les contaminants, souvent de l'eau ou de l'humidité, pénètrent généralement dans le capteur par le connecteur - le principal point faible de tout transmetteur de pression - et peuvent endommager l'électronique ou la cellule de mesure qui s'y trouve. C'est pourquoi un indice de protection élevé et fiable (IP 67 ou même IP 69 / IP 69K) est essentiel. La poussière et la corrosion causées par la condensation de l'humidité entraînent des signaux erronés sporadiques, voire une valeur de sortie définitivement incorrecte. Le boîtier en acier inoxydable entièrement soudé ainsi que les mesures de protection supplémentaires au niveau du connecteur protègent de manière fiable le transmetteur de pression Trafag contre les influences environnementales néfastes, même dans les conditions les plus défavorables.

Restrictions de taille et de poids dans l'hydraulique mobile 

Les machines mobiles sont conçues pour être aussi compactes et légères que possible. Les capteurs de pression doivent donc être petits et légers, tout en étant capables de résister à des pressions élevées et à des environnements difficiles. La série NAX, dont le diamètre du boîtier n'est que de 19mm, n'est pas seulement très compacte et donc légère. Les transmetteurs de pression NAX sont également très robustes et résistants grâce à leur boîtier en acier entièrement soudé.

En résumé, la mesure de la pression dans les applications hydrauliques mobiles est très exigeante en raison des plages de pression élevées, des températures extrêmes, des chocs et des vibrations, de la contamination et des limites de taille et de poids des machines, ce qui fait du choix correct et réfléchi des capteurs de pression une tâche importante. En effet, les capteurs de pression doivent être capables de relever ces défis de manière fiable tout en fournissant des mesures précises pour un fonctionnement sûr et efficace de la machine.

Vous avez des questions sur le choix d'un transmetteur de pression? 

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36 Articles trouvés

  1. Test grouped product #1
    CANopen Miniature transmetteur de pression
    CMP 8271
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  2. Test grouped product #1
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    Transmetteur de pression industriel
    NAT 8252
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  3. Test grouped product #1
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    Transmetteur de pression
    NAH 8254
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  4. Test grouped product #1
    Test grouped product #1
    Transmetteur de pression
    NAH 8253
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  5. Test grouped product #1
    Test grouped product #1
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    Transmetteur de basse pression
    NSL 8257
    Certificat / conformité: DNV-GL
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  6. Test grouped product #1
    Test grouped product #1
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    Test grouped product #1
    Transmetteur de pression industriel
    EPI 8287
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  7. Test grouped product #1
    Test grouped product #1
    Test grouped product #1
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    Transmetteur de pression industriel
    ECT 8472
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  8. Test grouped product #1
    Test grouped product #1
    Test grouped product #1
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    Test grouped product #1
    Transmetteur de pression industriel
    ECT 8473
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  9. Test grouped product #1
    Test grouped product #1
    Test grouped product #1
    Transmetteur de pression pour moteurs
    EPN/EPNCR 8298
    Certificat / conformité: ABS, BV, CCS, DNV-GL, KRS, LRS, NKK, RINA, RMRS
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  10. Test grouped product #1
    Test grouped product #1
    Test grouped product #1
    Interrupteur de pression avec affichage
    DPC 8380
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  11. Test grouped product #1
    Test grouped product #1
    Test grouped product #1
    Interrupteur de pression avec affichage
    DPS 8381
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  12. Test grouped product #1
    Test grouped product #1
    Test grouped product #1
    Test grouped product #1
    Interrupteur de température
    DTP 8180
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