Moteurs pneumatiques

Les performances d’un moteur pneumatique dépendent de la pression dynamique de l’air d’alimentation mesurée à l’entrée du moteur, puis, en régulant l’air, on peut obtenir des variations proportionnelles de couple et de vitesse:

• Avec un régulateur de pression monté avant le raccord d’entrée d’air, on
obtient un contrôle du couple de calage.
• Avec un régulateur d’air monté sur le raccord d’échappement on maintient
un couple de démarrage élevé tout en réglant la vitesse de rotation du
moteur.

Les caractéristiques principales lors du choix d’un moteur pneumatique sont :

• le couple à la puissance maximale en Nm
• la vitesse à la puissance maximale en tours/min
• la puissance en Watts
• le couple de démarrage en Nm
• la vitesse à vide en tours/min. 

Chaque moteur pneumatique possède une vitesse à vide obtenue en interposant entre l’unité motrice et l’arbre de sortie un ou plusieurs réducteurs à engrenages en fonction du rapport de réduction désiré.

À la vitesse maximale (vitesse à vide), le couple (moment de torsion) détectable sur l’arbre de sortie du moteur est nul, tandis que la vitesse diminue de façon inversement proportionnelle au couple en augmentant la charge appliquée à l’arbre. 

La puissance exprimée en watts par un moteur pneumatique est le produit du couple et de la vitesse. Chaque moteur pneumatique possède sa propre courbe de puissance caractéristique, dont la valeur maximale est obtenue à environ 50 % de sa vitesse à vide : le couple produit dans ce cas est appelé couple à la puissance maximale. 

La puissance d’un moteur pneumatique s’obtient à partir de la formule suivante : 

P = (π x M x n)/30 

où 

P= puissance en Watts 

M= couple en Nm 

n= vitesse en tours/min 

Le couple à la puissance maximale est celui obtenu à 50 % environ de la vitesse à vide qui correspond à la puissance maximale du moteur.

Le couple de démarrage est celui que le moteur fournit à l’arbre de sortie sous charge et lorsque l’alimentation en air est maximale.

Le couple de calage est celui que le moteur fournit à l’arbre de sortie quand il est bloqué pendant sa rotation. Approximativement le couple de calage est le double du couple à la puissance maximale. 

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La réversibilité peut être comparée à la marche arrière d’un véhicule : dans notre cas, c’est lorsque le moteur pneumatique inverse son sens de rotation. Il y a des applications qui nécessitent que le mouvement du moteur soit inversé, parce qu’il doit se faire dans deux directions différentes, comme dans l’entraînement des bandes transporteuses. Dans ces cas-là, il faut donc utiliser des moteurs réversibles qui sont munis de double entrée de l’air, une pour chaque sens de rotation. 

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Pour choisir correctement un moteur pneumatique, il faut trouver le « point de travail » adapté à son application. Ce « point de travail » est constitué de la vitesse de fonctionnement sous charge requise au moteur et du couple nécessaire à cette vitesse. 

Si par exemple on recherche une solution non réversible pour opérer à 1 000 tours à un couple de 2,5 Nm, il faut se rapporter aux courbes de performances de chaque modèle, contenues dans la fiche technique du moteur, et trouver le « point de travail » (pour notre exemple, celui indiqué par le point jaune dans le graphique). 

Le choix du moteur correspondra alors à celui où le « point de travail » est le plus proche du couple à la puissance maximale (indiqué par le point rouge dans le graphique). Si nécessaire, une des méthodes pour atteindre son « point de travail » est d’intervenir sur la pression d’alimentation en appliquant les coefficients de variation des paramètres de performances du moteur.