L’une des étapes les plus importantes pour choisir un vérin linéaire est de sélectionner la capacité de force appropriée. C’est assez simple lorsque l’application consiste à soulever une charge verticalement, le poids de la charge à soulever étant alors égal à la force requise du vérin. Un scénario plus complexe se présente lorsqu’il s’agit d’une application de type charnière, comme on le voit souvent avec des couvercles, des trappes et des fenêtres.
Dans cet article, j’utiliserai un exemple de trappe pour présenter des notions de base sur la force. L’objectif est de mettre visuellement en évidence les effets de la position de montage du vérin sur la force réellement requise. Vous pourrez ainsi monter votre vérin de la manière la plus efficace ou opter pour un vérin de force plus élevée pour des positions de montage moins efficaces.
Poids de la trappe
Dans notre exemple de trappe, la charge sera la porte elle‑même. En supposant que la porte soit un objet symétrique, le centre de gravité se trouvera exactement en son centre. C’est là que s’exercera la force de gravité. C’est cette force qu’il faut vaincre pour ouvrir la porte.
L’angle de la force de gravité
Imaginez que vous êtes sous la porte et devez la pousser pour l’ouvrir. Vous constaterez qu’elle nécessite le plus de force lorsqu’elle est complètement fermée. À mesure qu’elle s’ouvre, la force requise diminue progressivement jusqu’à ce qu’elle soit complètement ouverte, et vous avez alors à peine besoin de force pour la maintenir en position.
Cela s’explique par le fait que la force de gravité appliquée à la porte se décompose en 2 composantes, comme le montre le schéma ci‑dessous. Notez que la taille des flèches représente la force requise par rapport aux autres forces.
Dans ce scénario, la force exercée par votre main doit seulement égaler la force perpendiculaire à la porte, comme l’indiquent les flèches jaunes. Cette force est initialement égale à la force de gravité lorsque la porte est complètement fermée, puis elle diminue jusqu’à zéro lorsque la porte est complètement ouverte. C’est la même chose lorsque vous installez un vérin linéaire. Autrement dit, la force maximale nécessaire pour cette application est requise lorsque la porte est complètement fermée.
Emplacement de la force sur la trappe
Sur le schéma ci‑dessus, les flèches jaunes représentent les forces nécessaires pour déplacer la porte si elle est poussée depuis ce point. Pour cette application, la porte agit comme un levier. Cela signifie que si vous appliquez la force plus loin de la charnière, par rapport à la force de gravité, alors la force requise sera moindre.
L’angle de la force du vérin
Nous avons vu plus tôt que la force nécessaire pour ouvrir la porte varie selon l’angle de la porte. Le même principe s’applique à l’angle du vérin. La force exercée par le vérin se décompose en 2 composantes, comme le montre le schéma ci‑dessus.
La force perpendiculaire au vérin (jaune) est la seule composante qui déplace la porte. Lorsque le vérin est parallèle à la porte, la porte ne s’ouvrira pas malgré une force exercée très importante. À l’inverse, lorsque le vérin est perpendiculaire à la porte, il peut utiliser 100 % de la force exercée pour l’ouvrir. En somme, toutes les forces parallèles à la porte sont perdues.
En conclusion, la position de montage la plus efficace pour le vérin consiste à le fixer à l’extrémité de la porte (on maximise le bras de levier) et perpendiculairement à la porte (on maximise la force du vérin appliquée à la porte).
Un point à considérer est la longueur du vérin nécessaire pour ouvrir la porte à la hauteur souhaitée. Si le vérin est monté plus près de la charnière (ce qui demande plus de force), une course beaucoup plus courte sera alors nécessaire. Dans ce cas, il s’agit d’un compromis entre l’efficacité en force et l’efficacité d’utilisation de l’espace.
J’espère que vous avez trouvé cet article utile dans votre recherche du vérin linéaire le plus adapté à votre application. Nous vous encourageons à nous appeler et à échanger avec nos ingénieurs au 1-800-676-6123.
