Les orifices des vérins hydrauliques relient les chambres du vérin aux flexibles, tubes ou collecteurs hydrauliques qui acheminent l'huile vers et depuis l'actionneur. L'orifice doit être compatible avec le système hydraulique non seulement en termes de taille de filetage, mais aussi en ce qui concerne la norme de filetage, le type d'étanchéité, la pression de service, les exigences de débit et l'environnement d'installation. Les raccords courants des vérins hydrauliques comprennent les raccords NPT/NPTF, SAE à joint torique, BSPP, BSPT et les raccords métriques ; le choix approprié dépend principalement de la norme de l'équipement, de la méthode d'étanchéité, de la pression, du débit et du marché sur lequel le vérin sera utilisé.
Qu'est-ce qu'un raccord de vérin hydraulique ?
Un vérin hydraulique comporte généralement un ou plusieurs orifices par lesquels l'huile hydraulique entre et sort du vérin. Dans un vérin à double effet, un orifice est généralement relié à la chambre du côté du couvercle et un autre à la chambre du côté de la tige. Un vérin à simple effet peut ne comporter qu'un seul orifice de travail principal, selon sa conception.
Un raccord est bien plus qu'un simple trou fileté. Il définit la manière dont le raccord de flexible ou de tube se connecte à la bouteille et assure l'étanchéité du raccord face à la pression hydraulique. Selon les normes applicables aux raccords, on peut utiliser des filetages coniques, des filetages droits avec des joints toriques, des rondelles d'étanchéité ou d'autres dispositifs d'étanchéité.
C'est pourquoi deux raccords dont les diamètres semblent similaires peuvent néanmoins s'avérer totalement incompatibles. Le pas du filetage, l'angle du filetage, la conicité, la surface d'étanchéité et la norme dimensionnelle doivent tous correspondre.
Quels sont les types d'orifices les plus courants sur les vérins hydrauliques ?
Plusieurs normes de raccordement sont couramment utilisées dans les vérins hydrauliques, mais leur popularité varie selon les régions, les types de machines et les secteurs d'activité.
| Type de port | Conception de base | Méthode d'étanchéité courante | Utilisation courante |
|---|---|---|---|
| NPT / NPTF | Filetage conique | Interférence au niveau du filetage / produit d'étanchéité homologué selon la conception | Matériel nord-américain |
| SAE ORB | Filetage droit UN/UNF | Joint torique au niveau de l'orifice | Hydraulique mobile et industrielle, en particulier en Amérique du Nord |
| BSPP | Filetage parallèle | Rondelle d'étanchéité, joint collé ou configuration appropriée de joints toriques | Équipements européens, asiatiques et internationaux |
| BSPT | Filetage conique | Étanchéité des filetages | Systèmes hydrauliques britanniques et internationaux |
| Système métrique | Filetage métrique droit | Souvent un joint torique ou une rondelle d'étanchéité, selon la norme applicable à l'orifice | Machines européennes et internationales |
Raccords NPT et NPTF
Le filetage NPT (National Pipe Taper) utilise un filetage conique. Lorsque le raccord est serré, les filetages mâle et femelle s’emboîtent pour former le raccordement. Le filetage NPTF repose sur un principe similaire de filetage conique, mais sa géométrie de filetage est plus serrée afin de garantir l’étanchéité sous pression.
Ces raccords sont encore couramment utilisés sur les équipements hydrauliques nord-américains. Cependant, la qualité de l'installation est primordiale, car un serrage excessif peut endommager le raccord ou le raccord de tuyau, tandis qu'une étanchéité insuffisante peut entraîner des fuites.
Étant donné que l'étanchéité est assurée par le filetage plutôt que par un joint torique spécifique, les montages et démontages répétés peuvent également nuire à la qualité du raccordement.
Orifices à bossage pour joints toriques SAE
Bossage pour joint torique SAE, souvent abrégé en SAE ORB, utilise un filetage droit et un joint torique en élastomère pour assurer l'étanchéité hydraulique. Le filetage assure principalement la retenue mécanique, tandis que le joint torique assure l'étanchéité.
Cette distinction entre l'engagement du filetage et l'étanchéité est l'une des raisons pour lesquelles les raccords ORB sont largement utilisés dans les systèmes hydrauliques mobiles et industriels. Ils offrent une étanchéité fiable à haute pression et sont généralement plus faciles à entretenir de manière répétée que les raccords à filetage conique, à condition que l'orifice et le joint torique soient manipulés correctement.
Il ne faut pas confondre la norme SAE ORB avec les raccords évasés JIC à 37 degrés. La norme JIC décrit un raccord de type évasé pour tuyaux ou flexibles, tandis que la norme ORB décrit l'interface filetée d'un composant tel qu'un vérin hydraulique, une vanne ou un collecteur.
BSPP et BSPT : quelle est la différence ?
Les raccords BSP sont courants en Europe, en Asie et dans de nombreux systèmes hydrauliques internationaux, mais Le BSPP et le BSPT ne sont pas identiques.
Le BSPP utilise un filetage parallèle. Étant donné que le filetage lui-même n’assure généralement pas l’étanchéité hydraulique, le raccordement fait appel à une surface d’étanchéité adaptée, à une rondelle collée, à un joint torique ou à un autre dispositif d’étanchéité, en fonction de la conception de l’orifice.
Le raccord BSPT utilise un filetage conique. À l'instar des autres systèmes de filetage conique pour tuyaux, l'étanchéité est assurée par l'engagement du filetage, associé à la méthode d'étanchéité spécifiée.
Cette différence est importante, car il ne suffit pas de se contenter de faire correspondre le diamètre nominal. Un raccord portant la mention “ 1/2 pouce ” peut présenter une forme de filetage et un mode d'étanchéité totalement différents selon qu'il s'agit d'un filetage BSPP, BSPT ou NPT.
Quelle est la différence entre le type de filetage et la taille de l'orifice ?
Le type de filetage et la taille du raccord sont liés, mais il ne s'agit pas de la même spécification.
Type de filetage vous indique quelle norme de raccordement est utilisée, par exemple NPT, SAE ORB, BSPP, BSPT ou métrique. Elle définit des caractéristiques telles que la géométrie du filetage, le pas, le cône et le mode d'étanchéité.
Taille du port indique le diamètre nominal du raccord prévu par cette norme. Par exemple, deux vérins peuvent tous deux utiliser un raccord d'un diamètre nominal de 1/2 pouce, mais l'un peut être de type 1/2 NPT et l'autre de type 1/2 BSPP. Ces deux types de raccords ne doivent pas être considérés comme interchangeables.
Lors du remplacement ou de la commande d'un vérin hydraulique, les spécifications complètes des raccords doivent donc inclure à la fois la norme de raccordement et la taille.
Une description telle que :
Raccord : 1/2″ SAE ORB
est bien plus utile que de simplement écrire :
Raccord : 1/2″
En quoi la taille des orifices influe-t-elle sur les performances d'un vérin hydraulique ?
L'orifice doit être suffisamment grand pour permettre à l'huile de circuler librement vers et hors du vérin sans créer de résistance excessive.
Un vérin de plus grande cylindrée se déplaçant à grande vitesse nécessite un débit plus important qu'un vérin de plus petite cylindrée fonctionnant lentement. Si l'orifice, le raccord, le flexible ou le passage de la vanne présente une section trop étroite pour le débit requis, la perte de pression peut augmenter et le vérin risque de se déplacer plus lentement que prévu.
La taille de l'orifice doit donc être prise en compte en même temps que le diamètre du flexible, le débit de la vanne, la vitesse souhaitée du vérin et l'ensemble du circuit hydraulique. Augmenter uniquement la taille de l'orifice ne rendra pas nécessairement le vérin plus rapide si une autre partie du système reste le principal goulot d'étranglement.
La taille du port a également une incidence pas Déterminer la force exercée par le vérin. La force d'un vérin hydraulique est principalement déterminée par la pression et la surface effective du piston. L'orifice influe principalement sur l'efficacité avec laquelle l'huile peut circuler entre le circuit hydraulique et les chambres du vérin.
Pourquoi l'emplacement d'un port est-il important ?
Même si le filetage et la taille sont corrects, le cylindre peut tout de même être difficile à installer si les orifices ne sont pas correctement positionnés.
L'emplacement des raccords influe sur le cheminement des flexibles, l'espace libre autour de la structure de la machine, la protection contre les dommages externes et l'accès pour l'installation ou la maintenance. Sur certains vérins, le client peut exiger que les raccords soient situés du même côté, de côtés opposés ou selon une orientation angulaire spécifique par rapport aux points de fixation.
Les engins mobiles disposent souvent d'un espace d'installation particulièrement restreint. Un raccord orienté vers un élément du châssis ou une articulation mobile peut rendre le vérin inutilisable, même si toutes les autres dimensions sont correctes.
Pour les vérins sur mesure, il convient donc de vérifier l'orientation des raccords, ainsi que le type de montage, la longueur en position rétractée, la course et la géométrie de la machine environnante.
Comment choisir le bon type de raccordement pour un vérin hydraulique
La première considération porte généralement sur la compatibilité avec le système hydraulique existant. Si la machine utilise déjà la norme SAE ORB sur l'ensemble de son circuit hydraulique, le fait d'adopter cette même norme pour le vérin de remplacement ou le nouveau vérin peut faciliter les raccordements des flexibles, la gestion des pièces de rechange et l'entretien.
Les normes régionales et sectorielles jouent également un rôle important. Les équipements mobiles nord-américains utilisent généralement des raccords de type NPT/NPTF et SAE, tandis que les normes BSP et métriques sont couramment rencontrées sur les machines européennes et internationales.
Il convient également de prendre en compte la méthode d'étanchéité. Les raccords à joint torique à filetage droit peuvent s'avérer intéressants lorsque l'étanchéité fiable et les interventions de maintenance répétées sont prioritaires, tandis que les filetages coniques restent courants sur de nombreuses machines existantes et dans les installations hydrauliques plus simples.
Enfin, le diamètre du raccord doit être adapté au débit requis, plutôt que d'être choisi uniquement en fonction de l'alésage du cylindre. Le raccord approprié est celui qui combine compatibilité du système, débit suffisant, pression nominale adaptée, étanchéité fiable et facilité d'installation.
Pour les projets OEM, le fabricant de vérins hydrauliques devrait, dans l'idéal, recevoir les spécifications exactes concernant la norme des raccords, le diamètre nominal, l'orientation, ainsi que toute exigence relative aux raccords ou aux adaptateurs avant le début de la production.
Conclusion
Les raccords des vérins hydrauliques déterminent la manière dont l'actionneur se raccorde au reste du système hydraulique, et le choix des spécifications appropriées ne se limite pas au simple choix d'un diamètre nominal de filetage. Les raccords NPT/NPTF, SAE ORB, BSPP, BSPT et métriques utilisent des formes de filetage et des méthodes d'étanchéité différentes ; il ne faut donc pas les considérer comme interchangeables.
Pour une machine existante, la solution la plus sûre consiste généralement à respecter la norme et les dimensions de raccordement d'origine, sauf en cas de refonte du circuit hydraulique. Pour un vérin neuf, le raccord doit être choisi en fonction de la pression et du débit requis, du type d'étanchéité, de la norme de la machine, de l'espace disponible pour l'installation et des exigences d'utilisation.
Lors de la commande d'un vérin hydraulique sur mesure, précisez au moins le type de raccord, diamètre nominal, position du raccord et orientation requise ainsi que les dimensions du vérin principal. Cela permet de réduire le risque de recevoir un vérin qui, bien que conforme aux spécifications hydrauliques, ne puisse pas se raccorder correctement à la machine.
Questions fréquemment posées
Q : Peut-on raccorder entre eux des raccords hydrauliques NPT et BSP ?
A : En règle générale, il ne faut pas les considérer comme interchangeables. Les filetages NPT et BSP présentent des géométries différentes et, selon le type de raccordement, le pas de filetage et la méthode d'étanchéité peuvent également varier. Un raccord peut sembler s'emboîter correctement au premier abord, mais il peut néanmoins donner lieu à un raccordement peu fiable ou endommagé.
Q : Le filetage SAE ORB est-il plus adapté que le filetage NPT pour les vérins hydrauliques ?
A : Ce n'est pas le cas dans toutes les applications. Le raccord SAE ORB présente l'avantage d'être équipé d'un joint torique dédié et convient particulièrement aux systèmes hydrauliques à haute pression et aux interventions d'entretien répétées. Les raccords NPT et NPTF restent largement utilisés, notamment lorsque les équipements existants sont déjà conçus autour de raccords filetés coniques.
Q : Un orifice de vérin hydraulique plus grand permet-il d'augmenter la force du vérin ?
A : Non. La force exercée par un vérin est principalement déterminée par la pression hydraulique et la surface effective du piston. Un orifice plus large peut réduire la restriction de débit lorsqu'un débit plus élevé est nécessaire, mais cela n'augmente pas directement la force théorique du vérin.
Q : Les orifices des vérins hydrauliques peuvent-ils être personnalisés ?
A : Oui. Les vérins sur mesure peuvent être conçus avec différentes normes, dimensions et emplacements de raccords afin de s'adapter au circuit hydraulique et à l'installation de la machine du client.
