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Sur une presse à injecter plastique, le moteur de la pompe hydraulique ne se choisit pas d'après la force de fermeture ou le tonnage de la machine, mais d'après la cylindrée de la pompe, la pression du système et la répartition de la charge au cours d'un cycle d'injection. À chaque cycle, la pompe subit une pointe de charge de quelques secondes, puis tourne longtemps à faible charge. Le bon moteur est celui qui supporte cette pointe tout en gardant un échauffement moyen sur le cycle dans les limites.
Que subit le moteur de pompe pendant un cycle d'injection ?
Sur une presse à injecter hydraulique classique, le moteur tourne en continu tant que la machine est en marche ; ce ne sont pas la pompe mais les distributeurs qui s'activent et s'arrêtent. Chaque étape du cycle demande à la pompe un débit et une pression différents, et la puissance fournie par le moteur à l'arbre varie en conséquence.
- Fermeture et verrouillage du moule : débit élevé pour le mouvement rapide, brève pointe de pression au moment du verrouillage.
- Injection : l'étape où débit et pression atteignent ensemble leur maximum ; c'est en général là que le moteur subit sa plus forte charge.
- Maintien en pression : la pression reste élevée tandis que le débit chute fortement ; le besoin de puissance baisse nettement.
- Plastification (dosage) : le moteur hydraulique qui fait tourner la vis a besoin d'un débit à pression moyenne pendant une longue durée.
- Refroidissement, ouverture du moule et éjection : la pompe est le plus souvent en décharge ; le moteur tourne presque à vide.
Ce tableau mène à deux conclusions. D'abord, la puissance nominale du moteur n'a pas à être égale à la puissance de pointe ; ensuite, plus l'écart entre charge de pointe et charge moyenne est grand, plus le calcul de sélection doit être soigné.
La charge du moteur dépend du type de pompe
Deux machines de même tonnage peuvent nécessiter des moteurs différents selon l'architecture de pompe utilisée. Avant de remplacer le moteur, il faut savoir quelle pompe équipe la machine.
Pompe à cylindrée fixe avec distributeur proportionnel
Une pompe à engrenages ou à palettes à cylindrée fixe délivre toujours le même débit pour une vitesse moteur donnée. L'huile en excès retourne au réservoir par le distributeur proportionnel ou le circuit de décharge. Dans cette architecture, le moteur travaille avec une charge de base même pendant les étapes sans travail, et l'huile chauffe davantage.
Pompe à cylindrée variable (compensée en pression)
Une pompe à pistons à cylindrée variable ne délivre que l'huile nécessaire. Pendant les phases de refroidissement et d'attente, la charge du moteur baisse nettement ; la pointe de charge se produit toujours au moment de l'injection.
Systèmes servo-pompe
Sur une partie des machines récentes, la pompe est entraînée par un servomoteur et un variateur dédié ; la vitesse change à chaque étape et le moteur peut s'arrêter pendant l'attente. Cette fonction exige un moteur spécial ; elle peut sortir du périmètre de la série standard du catalogue 2026 de HEM Motor, consultez-nous avec les données de la plaque et de l'application. Pour les architectures de pompe à vitesse variable réalisées avec un moteur asynchrone et un variateur de fréquence, les conditions générales de notre page sur l'utilisation avec variateur s'appliquent.
Calculer la puissance : valeur de pointe et moyenne du cycle
La relation de base de la puissance hydraulique est simple : puissance (kW) = pression (bar) × débit (l/min) / 600. En tenant compte du rendement global de la pompe, on obtient la puissance nécessaire à l'arbre du moteur. Le débit, lui, est la cylindrée de la pompe par tour multipliée par la vitesse nominale du moteur.
Les chiffres ci-dessous sont un exemple hypothétique et ne concernent aucune machine précise. Une pompe de 40 cm³/tr entraînée par un moteur 4 pôles tournant à 1465 tr/min délivre environ 58,6 l/min. Si 140 bar sont nécessaires à l'injection, la puissance hydraulique est de 58,6 × 140 / 600 ≈ 13,7 kW ; avec un rendement global de 0,85, il faut environ 16 kW à l'arbre du moteur.
Ces 16 kW n'apparaissent que pendant quelques secondes du cycle. Si l'on calcule la moyenne pondérée dans le temps (moyenne quadratique, RMS) avec les faibles charges des autres étapes, la valeur descend, dans ce cycle hypothétique, dans la plage de 9 à 10 kW. Le constructeur de la machine peut alors avoir choisi un moteur de 11 kW ; comme la pointe atteint environ 1,5 fois la puissance nominale, les valeurs de couple du moteur doivent être vérifiées à part dans le catalogue technique ou confirmées avec nous.
| Valeur à vérifier | Où la lire ? | Effet sur le choix du moteur |
|---|---|---|
| Cylindrée de la pompe (cm³/tr) | Plaque de la pompe ou manuel de la machine | Détermine le débit avec la vitesse |
| Pression maximale du système | Réglage du limiteur de pression, schéma hydraulique | Détermine la puissance de pointe |
| Temps de cycle et durée des étapes | Écran de commande de la machine | Détermine l'échauffement moyen |
| Puissance et vitesse du moteur actuel | Plaque signalétique du moteur | Référence principale pour le remplacement |
Pourquoi un moteur plus gros n'est-il généralement pas la solution ?
Monter un moteur plus gros parce que la vitesse d'injection est insuffisante n'augmente pas le débit. Le débit vient de la cylindrée de la pompe et de la vitesse ; un moteur plus puissant à la même vitesse 4 pôles fait tourner la pompe au même régime. Pour augmenter la vitesse, il faut modifier la pompe elle-même ou le circuit hydraulique, ce qui relève du constructeur de la machine.
Passer à 3000 tr/min n'est pas non plus pratique : la vitesse maximale admissible de nombreuses pompes de presse à injecter ne le permet pas et un risque de cavitation apparaît à l'aspiration. C'est pourquoi le nombre de pôles du moteur actuel est conservé lors d'un remplacement. Si le moteur déclenche souvent le relais thermique, vérifiez d'abord si le réglage de pression a été relevé, si le temps de cycle a été raccourci et quelle est la température de l'huile.
Si la puissance et la vitesse de votre moteur actuel sont connues, consultez les modèles HEM Motor adaptés et les prix actuels ; pour une vue d'ensemble des applications hydrauliques, vous pouvez aussi consulter la page des moteurs pour pompes hydrauliques.
