Environnement thermique

La gestion thermique représente un problème majeur pour les systèmes hydrauliques. Les inefficacités de ces systèmes entraînent une surchauffe. Des températures d'huile hydraulique supérieures à 80 °C endommagent la plupart des joints et accélèrent la dégradation de l'huile. La conception du circuit joue un rôle important dans la génération de chaleur. Les flexibles, raccords et autres composants peuvent être en cause s'ils sont mal dimensionnés par rapport aux besoins en débit. Des systèmes sophistiqués de détection de charge permettent d'atténuer la plupart des problèmes de chaleur, mais peuvent s'avérer coûteux. Les échangeurs de chaleur constituent une solution économique pour gérer ce phénomène sans surdimensionner significativement le réservoir et, par conséquent, l'encombrement du groupe hydraulique.

Il existe deux solutions aux problèmes de surchauffe des systèmes hydrauliques : réduire la charge thermique ou améliorer la dissipation de la chaleur. Les systèmes hydrauliques dissipent la chaleur par le réservoir, grâce à un niveau d'huile adéquat ou à l'utilisation d'un échangeur de chaleur. Un système hydraulique en bon état, capable de gérer la chaleur, nécessite une attention et un entretien constants.

Les actionneurs électriques peuvent parfois surchauffer, mais cela est généralement dû à des variations extrêmes de leur cycle de service ou à une utilisation supérieure à celle pour laquelle ils ont été conçus ou dimensionnés. Des variations importantes de la température ambiante non prises en compte lors de la conception peuvent également provoquer une surchauffe, mais ces conditions sont exceptionnelles et ne se produisent généralement pas dans la plupart des environnements d'automatisation industrielle. Grâce à leur rendement élevé et à leur dimensionnement précis, les systèmes d'actionneurs électriques peuvent être sélectionnés pour fonctionner à la température souhaitée en fonction de la charge de travail requise. Une prédiction précise de la température permet au système d'actionneur électrique de fonctionner de manière constante sans affecter sa durée de vie.

Environnement froid

Les basses températures posent d'autres problèmes aux systèmes hydrauliques. L'huile froide entraîne un fonctionnement lent et irrégulier jusqu'à ce qu'elle se réchauffe, ce qui provoque d'importantes variations de force et de vitesse. Ces variations de température peuvent également affecter l'intégrité du joint de tige, un composant essentiel qui contribue à prévenir les fuites et la contamination. Les réchauffeurs de réservoir d'huile permettent de réguler les températures de démarrage, mais ils représentent un coût supplémentaire.

Les actionneurs électriques, quant à eux, peuvent être utilisés avec une graisse haute température, ce qui permet des démarrages rapides et efficaces même par temps froid. On observe généralement une légère différence de performance et de répétabilité de la force entre les températures froides et chaudes. Cette différence est acceptable dans la plupart des applications, ce qui rend souvent les actionneurs électriques préférables aux actionneurs hydrauliques.

Durée de vie et entretien

Les systèmes hydrauliques sont des dispositifs robustes et largement utilisés, dont la durée de vie est souvent longue. En contrepartie, ils nécessitent un entretien et une attention fréquents pour garantir les performances optimales tout au long de leur durée de vie. Le maintien de l'intégrité des joints de tige et de piston est essentiel à la répétabilité, car ce sont les principaux éléments qui contiennent la pression nécessaire au mouvement et à la force. Si ces composants s'usent ou sont endommagés, ils doivent être remplacés. Dans le cas contraire, la force sera réduite à la pression initiale ou des fuites de fluide affecteront la vitesse. Le remplacement périodique des filtres à huile et de l'huile constitue une autre tâche d'entretien. Une huile contaminée ou dégradée peut également nuire gravement au fonctionnement du système. Négliger l'entretien peut entraîner des fuites, une contamination et une défaillance prématurée des composants.

En revanche, les actionneurs électriques dimensionnés pour la durée de vie d'une application ne nécessitent aucun entretien. Les principaux éléments moteurs d'un actionneur électrique sont la vis sans fin et les autres éléments de butée. Ces éléments possèdent une spécification de charge dynamique (DLR) qui permet d'estimer la quantité de travail (force par unité de distance) qu'un actionneur électrique peut fournir. En utilisant une estimation de durée de vie L10 standard du secteur, on peut estimer que les actionneurs électriques ont une fiabilité de 90 % pour une durée de vie dans une application donnée.

Ces éléments de puissance sont généralement graissés à vie, mais des méthodes de graissage simples et rapides peuvent être appliquées sur site si nécessaire. L'autre élément d'usure d'un actionneur électrique à tige est le joint d'étanchéité de la tige, conçu pour empêcher l'eau, la poussière et autres contaminants environnementaux de pénétrer dans les composants internes de l'actionneur. Contrairement aux joints de vérins hydrauliques, aucune pression n'est nécessaire au bon fonctionnement de l'actionneur. Même en cas de défaillance du joint, l'actionneur continue de fonctionner. Les joints d'étanchéité de la tige de la plupart des actionneurs électriques sont faciles et peu coûteux à remplacer en cas de dommage. La principale cause de défaillance des actionneurs électriques est une mauvaise utilisation. Le dépassement des spécifications de performance de l'actionneur pendant des périodes prolongées ou une négligence grave sont les facteurs de mauvaise utilisation les plus courants.