Force, vitesse et vis d'un actionneur électrique

Force, vitesse et vis d'un actionneur linéaire électrique

? En résumé

Force et vitesse d'un vérin électrique sont liées par la formule P = F × v (puissance = force × vitesse). Augmenter la force implique de réduire la vitesse. Ce compromis est réglé par 3 paramètres : le type de vis (acme vs ball screw), le pas et l'avance de la vis (mm/tour), et le rapport de réduction du réducteur à engrenages.

La fiche technique de votre vérin indique "3 000 N / 10 mm/s". Pourquoi ce modèle et pas le "3 000 N / 25 mm/s" ? Et si vous avez besoin de 4 000 N, sera-t-il plus lent ou plus rapide ? Ces questions ont une réponse physique précise. Comprendre comment force et vitesse sont construites dans un vérin électrique vous permettra de faire le bon choix dès la première commande.

⚖ Compromis Force / Vitesse — Simulateur interactif
Déplacez le curseur pour voir l'effet sur force et vitesse disponibles
1:10 (rapide)1:80 (fort)
Performances estimées
Force max
3 000 N
Vitesse max
13 mm/s
Puissance
39 W
Auto-bloquant
✅ Oui
Rapport 1:40 — bon équilibre force/vitesse
VitesseForce
← plus viteplus de force →
Courbe Force vs Vitesse (modèle représentatif)
0 1 000 N 2 000 N 3 000 N 4 000 N 0 20 40 mm/s Force Vitesse

Comprendre les paramètres de performance

1. Type de vis : acme (T-Screw) vs billes (Ball Screw)

✅ Vis T / Acme (T-Screw)
  • Auto-bloquante (angle d'hélice faible)
  • Maintien position sans alimentation
  • Friction plus élevée → vitesse inférieure
  • Durée de vie élevée sous charge statique
  • Idéal : trappes, portails, pergolas
Gamme MPP — Vis T standard
⚠ Vis à billes (Ball Screw)
  • Non auto-bloquante (angle d'hélice élevé)
  • Frein mécanique obligatoire
  • Friction minimale → vitesse supérieure
  • Précision de positionnement accrue
  • Idéal : positionnement précis, tracker solaire
MPP-IQ : vis ACME auto-bloquante — aucun frein requis

2. Pas et avance de la vis

Deux paramètres définissent la "finesse" du filetage : le pas (distance entre deux filets adjacents) et l'avance (distance parcourue par l'écrou en un tour complet de la vis).

Vis à un départ (Single start) : avance = 1 × pas. Ex : pas de 4 mm → 4 mm/tour. Fort auto-blocage, force élevée, vitesse basse.
Vis à deux départs (Double start) : avance = 2 × pas. Ex : pas de 4 mm → 8 mm/tour. Auto-blocage réduit, vitesse doublée, force divisée par 2.
Vis à trois départs (Triple start) : avance = 3 × pas. Ex : pas de 4 mm → 12 mm/tour. Auto-blocage faible, très rapide, force faible.
⚠ Plus le nombre de départs est élevé, plus la vis est rapide — mais plus la force d'auto-blocage diminue. Une vis à 3 départs n'est généralement pas auto-bloquante même si c'est une vis acme.

3. Rapport de réduction

Le réducteur à engrenages est le deuxième levier d'ajustement force/vitesse. Il fonctionne comme les vitesses d'un vélo : plus le rapport est élevé, plus on monte la pente (force), mais plus on pédale pour avancer (vitesse réduite).

Rapport Couple sortie Vitesse tige Application typique
1:10 à 1:20 ⚡ Rapide 25–40 mm/s Mobilier léger, lames pergola
1:30 à 1:40 ⚖ Équilibré 10–25 mm/s Trappe légère, pergola motorisée
1:60 à 1:80 ? Fort 4–10 mm/s Trappe lourde, levage industriel

4. La loi fondamentale : Puissance = Force × Vitesse

P (W) = F (N) × v (m/s)
Pour un moteur de 50W : 5 000 N à 10 mm/s = 2 500 N à 20 mm/s = 1 000 N à 50 mm/s

La puissance mécanique du moteur est fixe pour un modèle donné. Elle se distribue entre force et vitesse selon les paramètres de vis et de réducteur. C'est pour cela que sur la fiche technique, vous trouverez souvent plusieurs combinaisons force/vitesse disponibles pour le même modèle de vérin — changeant uniquement la vis ou le réducteur.

Note pratique : la puissance indiquée par le fabricant est la puissance en conditions nominales. À charge nulle, le moteur tourne plus vite (vitesse à vide). À force maximale, il tourne plus lentement (vitesse sous charge). C'est ce que montre la courbe Force vs Vitesse du simulateur ci-dessus.

Questions fréquentes

Questions fréquentes

La formule exacte est : F = [m × g × (L/2) × cos(θ)] ÷ [N × d_v × sin(α)]. La formule simplifiée F = m×g sous-estime la force d'un facteur 2 à 4 selon la géométrie. Pour une trappe de 80 kg, 1 vérin, bras à 70 cm : force calculée ≈ 1 900 N, avec marge ×1,5 → choisir 3 000 N minimum. Utilisez le calculateur MPP pour éviter les erreurs.
La force nominale est la force en continu à vitesse nominale. La force de décrochage est la force maximale instantanée (3 à 5× la nominale), mais ne peut être maintenue qu'une fraction de seconde avant surchauffe. Toujours dimensionner sur la force nominale, jamais sur le décrochage.
Oui, à puissance moteur constante. Rapport 1:80 = 4× plus de force qu'un rapport 1:20, mais 4× moins de vitesse. La gamme MPP propose plusieurs combinaisons force/vitesse, par exemple 1 200 N/25 mm·s, 3 000 N/10 mm·s, 6 000 N/5 mm·s — même moteur, réduction différente.
Oui, les vérins MPP travaillent en push (extension) et en pull (rétraction) avec des forces nominales identiques dans les deux sens. Vérifiez simplement que la chape de fixation arrière est adaptée aux efforts de traction.
Au-delà de 60°C ambiants, la résistance des bobinages augmente et réduit la force disponible. En dessous de -10°C, la graisse de vis s'épaissit. Plage optimale des vérins MPP standard : -20°C à +70°C.
⚙ GAMME MPP

Besoin d'aide pour choisir force et vitesse ?

Vis T auto-bloquante, 3 gammes de force (1 200 / 3 000 / 6 000 N), 3 vitesses (25 / 10 / 5 mm/s). Conseil dimensionnement gratuit.

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Equipe Technique MotionProPlus

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