GE 4700P, 4700E, 4800P, 4800E Maintenance Manual
GE Oil & Gas
Produits Masoneilan*
4700P/4700E et 4800P/4800E
Manuel de maintenance
Positionneur résistant à la corrosion
• Came de rétroaction haute précision
• Positionnement exact
• Caractéristiques sur demande
Classification des données GE : Public
Garantie
Les produits vendus par GE Oil & Gas sont garantis face à tout défaut de matière et vice de
fabrication pour une période d'un (1) an à compter de leur première mise en service ou de dix-huit
(18) mois à compter de leur livraison, la date la plus rapprochée étant retenue, sous réserve de leur
utilisation conforme aux recommandations de GE. GE Oil & Gas se réserve le droit d'arrêter la
fabrication de tout produit ou d'effectuer des changements de matériau, de conception ou de
caractéristiques de produit sans préavis.
Le logiciel est garanti pour quatre-vingt-dix (90) jours à compter de la livraison.
Le présent manuel d'instruction s'applique aux positionneurs 4700P*, 4700E*, 4800P* et 4800E*.
À propos de ce guide
Les informations de ce manuel sont susceptibles d'être modifiées sans préavis.
Il est interdit de transcrire ou de copier tout ou partie des informations de ce manuel sans
l'autorisation écrite de GE Oil & Gas.
Ce manuel ne garantit nullement la qualité marchande du positionneur ou de son logiciel, ou de son
adaptabilité à des besoins spécifiques de clients.
Merci de bien vouloir signaler toute erreur ou faire part de toute question concernant les
informations de ce manuel à votre fournisseur local, ou visiter www.ge-energy.com.
Droit d'auteur
La conception et la fabrication des produits décrits constituent une propriété intellectuelle de GE Oil &
Gas . Toutes les informations contenues dans le présent document ont été jugées exactes à la date
de la publication et pourront être modifiées sans préavis. Les autres marques de commerce et droits
d'auteur appartiennent aux entreprises respectives.
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Version/Date Modifications
B/08-2014 Paragraphe ajouté à la première page de la section Étalonnage concernant
Modifications apportées au document
l'étalonnage après le transport.
Sommaire
Garantie..................................................................................................................................................................................... 2
À propos de ce guide........................................................................................................................................................... 2
Droit d'auteur.......................................................................................................................................................................... 2
1: Information de sécurité ................................................................................................................................................................ 9
Symboles de sécurité................................................................................................................................................................... 9
Sécurité des produits 4700P/4700E et 4800P/4800E ................................................................................................10
2: Introduction ......................................................................................................................................................................................13
Description générale et fonctionnement .........................................................................................................................13
Pilote..........................................................................................................................................................................................14
Action directe........................................................................................................................................................................14
Action inverse........................................................................................................................................................................14
Came.........................................................................................................................................................................................14
Robinet de dérivation optionnel (4700P, modèle à action directe seulement)...............................................14
3: Installation ........................................................................................................................................................................................17
Montage et orientation.....................................................................................................................................................17
Dépose du couvercle.................................................................................................................................................................18
Actionneur 87/88.........................................................................................................................................................................20
Montage de versions 4700P et 4700E sur actionneurs de Série 87/88.....................................................22
Actionneur 87U/88U ..................................................................................................................................................................24
Montage de versions 4700P/4800P et 4700E/4800E sur actionneurs de Série 87U/88U................24
Montage et orientation du positionneur ..........................................................................................................................26
Camflex II, Varimax, MiniTork II, Ball II, et HPBV....................................................................................................26
Installation pneumatique ........................................................................................................................................................28
Installation électrique du 4700E/4800E............................................................................................................................31
Installations en zone dangereuse........................................................................................................................................32
Version homologuée Factory Mutual ........................................................................................................................32
Version homologuée CSA (Canadian Standards Association) ......................................................................33
Version homologuée SIRA...............................................................................................................................................34
Fonctionnement en "split range"..........................................................................................................................................39
Montage de l'accouplement de came...............................................................................................................................40
Montage de la came..........................................................................................................................................................40
Orientation du levier de came.......................................................................................................................................40
Changement d'orientation du levier de came.......................................................................................................41
4: Étalonnage ........................................................................................................................................................................................43
Généralités......................................................................................................................................................................................43
Réglage du zéro ...........................................................................................................................................................................44
Réglage de la course .................................................................................................................................................................44
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Positionneurs Masoneilan Modèles 4700P/4700E et 4800P/4800E Manuel de Maintenance
=| 3
Changement de secteur...........................................................................................................................................................45
Air ouvre/Positionneur à action directe....................................................................................................................45
Air ouvre/Positionneur à action inverse ...................................................................................................................45
Air ferme/Positionneur à action directe....................................................................................................................46
Air ferme/Positionneur à action inverse...................................................................................................................46
Montage sur le terrain et étalonnage complet, actionneurs rotatifs..................................................................47
Air ouvre/Positionneur à action directe....................................................................................................................47
Air ouvre/Positionneur à action inverse ...................................................................................................................47
Air ferme/Positionneur à action directe....................................................................................................................48
Air ferme/Positionneur à action inverse...................................................................................................................49
Montage sur le terrain et étalonnage complet de vannes linéaires utilisant des actionneurs 87/88 50
Air ouvre/Positionneur à action directe....................................................................................................................50
Air ouvre/Positionneur à action inverse (4700P/4800P seulement)............................................................50
Air ferme/Positionneur à action directe....................................................................................................................51
Air ferme/Positionneur à action inverse (4700P/4800P seulement)............................................................52
Réglage de l'amortissement...........................................................................................................................................52
Changement d'action de positionneur (4700P/4800P seulement).......................................................................53
Air ouvre/action directe à Air ouvre/action inverse............................................................................................53
Air ouvre/action inverse à Air ouvre/action directe............................................................................................53
Air ferme/action directe à Air ferme/action inverse ...........................................................................................53
Air ferme /action inverse à Air ferme/action directe..........................................................................................53
Maintenance..................................................................................................................................................................................54
Pilote ..................................................................................................................................................................................................54
Démontage ............................................................................................................................................................................54
Remontage.............................................................................................................................................................................54
Corps..................................................................................................................................................................................................55
Démontage ............................................................................................................................................................................55
Remontage.............................................................................................................................................................................55
Diaphragme...........................................................................................................................................................................56
Module I/P...............................................................................................................................................................................56
Option robinet de dérivation (4700P seulement)..........................................................................................................56
Montage sur le positionneur ..........................................................................................................................................56
Démontage ............................................................................................................................................................................57
Recherche des pannes..............................................................................................................................................................58
Fonctionnement en "split range" - 4700P/4800P.........................................................................................................59
Sélection de secteur et orientation du levier de came ..............................................................................................60
Nomenclature des pièces 4700P/4800P, plages 3-15 e
...............................................................................63
t 6-30
Nomenclature des pièces 4700E/4800E ..........................................................................................................................65
Nomenclature des pièces........................................................................................................................................................67
5: Fiche technique................................................................................................................................................................................69
Caractéristiques du produit....................................................................................................................................................69
6: Plans .....................................................................................................................................................................................................71
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Figures
1 Système de numérotation de positionneur Modèles 4700P/4700E et 4800P/4800E........................ 13
2 Dépose du couvercle ........................................................................................................................................................ 18
3 Vanne rotative...................................................................................................................................................................... 19
4 Vanne linéaire ...................................................................................................................................................................... 19
5 Actionneur 87/88................................................................................................................................................................ 21
6 Actionneur 87/88 : Réglage de course sur support de montage................................................................. 23
7 Actionneur 87U/88U ......................................................................................................................................................... 25
8 Camflex II et Varimax ....................................................................................................................................................... 26
9 Ball II et MiniTork II ............................................................................................................................................................. 27
10 Vanne papillon haute performance........................................................................................................................... 27
11 Installation pneumatique................................................................................................................................................ 30
12 Connexion électriques...................................................................................................................................................... 31
13 Installation FM...................................................................................................................................................................... 36
14 Installation CSA.................................................................................................................................................................... 37
15 Installation ATEX ................................................................................................................................................................. 38
16 Commande Split Range................................................................................................................................................... 39
17 Identification de secteur de came.............................................................................................................................. 40
18 Pilote......................................................................................................................................................................................... 57
19 4700P/4800P Plages 3-15 et 6-30.............................................................................................................................. 63
20 4700E/4800E ........................................................................................................................................................................ 65
21 Option à dérivation (4700 seulement)....................................................................................................................... 67
22 Positionneur et boîtier moulé........................................................................................................................................ 71
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Tableaux
1 Nomenclature des pièces de montage 87/88 ...................................................................................................... 20
2 Nomenclature des pièces de montage 87U/88U................................................................................................ 24
3 Nomenclature des pièces de montage.................................................................................................................... 26
4 Fonctionnement en "split range"................................................................................................................................. 59
5 Nomenclature des pièces 4700P/4800P Plages 3-15 et 6-30 ...................................................................... 63
6 Nomenclature des pièces 4700E/4800E ................................................................................................................. 65
7 Fiche technique................................................................................................................................................................... 69
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Informations de sécurité
AT TENTION
AVERTISSEMENT
AT TENTION
REMARQUE
Cette section contient des informations de sécurité et explique le sens des symboles de sécurité
de la documentation.
Prière de lire cette section en entier avant de commencer
l'installation et l'exploitation.
Symboles de sécurité
Les instructions pour les positionneurs 4700/4800 contiennent les mentions AVERTISSEMENT,
AT TE NTI ON et REMARQUE qui ont pour but de vous alerter de tout danger ou de fournir une
information importante. Pour une exploitation sans danger, il est indispensable d'observer
entièrement les mentions AVERTISSEMENT et ATTEN TION.
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Indique une situation potentiellement dangereuse qui, si elle n'est
pas évitée, pourrait entraîner des blessures graves ou la mort.
Indique une situation qui, si elle n'est pas évitée, pourrait entraîner
des dégâts à des matériels ou à des données.
Indique des faits et conditions importants.
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Sécurité de produit pour les positionneurs 4700P/4700E et 4800P/4800E
Les positionneurs 4700/4800 sont destinés à fonctionner avec de l'air comprimé ou du gaz
naturel uniquement.
REMARQUE Les installations utilisant du gaz naturel sont des installations de
Zone 0 ou de Div 1.
Prendre soin de mettre en place un dispositif de soulagement de la pression approprié si
l'application de la pression d'alimentation du système pourrait provoquer le mauvais
fonctionnement d'un équipement périphérique. L'installation doit être conforme aux codes
locaux et nationaux concernant l'usage de l'air comprimé et d'instruments.
Installation générale, entretien ou remplacement
Les produits doivent être installés conformément à toutes les réglementations et
normes nationales et locales par des agents qualifiés utilisant des pratiques de travail
sûres. Un équipement de protection individuel doit être utilisé si les pratiques de travail
sûres le prescrivent sur le site.
S'assurer de l'utilisation correcte de l'équipement de protection contre les chutes lors
de travaux en hauteur, conformément aux pratiques de travail sûres. Utiliser des
équipements et procédés de sécurité appropriés pour prévenir la chute d'outils ou
d'équipements au cours de l'installation.
Tous les tuyaux reliés au dispositif doivent être bien rincés afin d'assurer que tous les
débris soient évacués du système.
Installation en zone dangereuse
Les produits certifiés antidéflagrants ou destinés à servir sur des installations à sécurité
intrinsèque DOIVENT ÊTRE :
Installés, mis en service, utilisés et maintenus en conformité avec les réglementations
nationales et locales et en accord avec les recommandations contenues dans les
normes pertinentes relatives aux atmosphères potentiellement explosives.
Utilisés uniquement dans les situations qui respectent les conditions de certification
figurant dans ce document et après vérification de leur compatibilité avec la zone
d'utilisation prévue et de la température ambiante maximale autorisée.
Installés, mis en service et maintenus par des professionnels qualifiés et compétents
ayant subi une formation appropriée sur l'instrumentation utilisée dans des zones
pouvant comporter des atmosphères potentiellement explosives.
AVERTISSEMENT Avant d'utiliser ces produits avec des fluides/gaz comprimés
autres que de l'air ou pour des applications non industrielles,
consulter l'usine ou votre représentant local. Ce produit n'est pas
destiné à servir sur des équipements de vie.
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AVERTISSEMENT Dans certaines conditions d'exploitation, l'emploi d'instruments
endommagés peut causer une dégradation de la performance du
système, pouvant entraîner des blessures personnelles ou la
mort.
L’installation dans les endroits confinés mal aérés, susceptibles de
contenir des gaz autres que l'oxygène, peut conduire à un risque
d'asphyxie du personnel.
Utiliser uniquement les pièces de rechange d'origine fournies par le fabricant, afin de garantir
que les produits soient conformes aux exigences essentielles de sécurité des Directives
européennes.
Les changements de caractéristiques, de structure, ou de composants utilisés ne nécessitent
pas obligatoirement la révision de ce manuel, à moins que ces changements n'affectent
directement le fonctionnement et les performances du produit.
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Introduction
Description générale et fonctionnement
Les positionneurs 4700P/4700E et 4800P/4800E ont pour fonction de rendre le mouvement de
l'obturateur de la vanne pilotée proportionnel à un signal de commande pneumatique ou
électrique émis par un régulateur, ou de modif ier les caractéristiques d'écoulement naturelles de
la vanne par l'emploi d'une came caractérisée. Ils peuvent être configurés pour assurer la
commande de vannes en "split-range" et peuvent recevoir des alimentations en air
supplémentaires pour commander des vannes lors de chutes de pression accrues à travers ces
vannes. Le positionneur pneumatique 4700P/4800P peut également être configuré pour
inverser la réponse de la vanne à un signal de commande (ce signal pouvant donc ouvrir ou
fermer la vanne). Le positionneur pneumatique 4700E/4800E ne produit pas d'action inverse.
Les positionneurs pneumatiques 4700P/4700E et 4800P/4800E fonctionnent sur le principe de
l'équilibre des forces : la pression du signal de commande qui s'exerce sur un diaphragme est
opposée par un ressort de rétroaction. À partir d'un état d'équilibre, toute variation du signal
pneumatique provoque un mouvement du diaphragme. Ce mouvement provoque à son tour le
mouvement du tiroir d'un distributeur (le pilote) auquel s'oppose son ressort de rappel.
En se déplaçant, le tiroir peut mettre la sortie du pilote à l'actionneur en connexion soit avec
l'alimentation d'air, soit avec l'échappement d'air et modifier ainsi la pression d'air envoyée à
l'actionneur. La came transmet le mouvement de l'obturateur de la vanne au ressort de
rétroaction. L'obturateur poursuit son mouvement jusqu'à ce que la force du ressort de rappel
du pilote soit en équilibre exact avec la force exercée par le signal de commande sur le
diaphragme. À ce nouvel état d'équilibre, la position de l'obturateur de la vanne est en relation
programmée avec le signal de commande.
Figure 1 Système de numérotation de positionneur Modèles 4700P/4700E et 4800P/4800E13
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Positionneurs Masoneilan Modèles 4700P/4700E et 4800P/4800E Manuel de Maintenance
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Pilote
Le pilote est constitué par un distributeur à trois voies. Le tiroir régule le débit du positionneur
vers l'actionneur et de l'actionneur vers l'orifice d'échappement. Établie par le diaphragme, la
position du tiroir détermine la pression de sortie du positionneur. Le type d'action du
positionneur pneumatique 4700P/4800P peut être inversé en interchangeant les connexions
d'alimentation et d'échappement et en changeant le secteur de came et l'orientation du levier
de came.
Action directe
Une augmentation de la pression du signal de commande produit une augmentation de la
pression de sortie.
Action inverse
Une augmentation de la pression du signal de commande produit une diminution de la
pression de sortie.
Came
La came constitue l'élément intermédiaire du mécanisme de rétroaction entre l'actionneur et
le ressort de rétroaction. Son profil détermine la relation entre le signal de commande et la
position de l'obturateur de la vanne. Il est possible de choisir les caractéristiques de débit de
vanne entre linéaire, linéaire en "split-range", et égal pourcentage par sélection du secteur
utilisé sur la came d'un positionneur destiné à être monté sur un actionneur Camflex II,
Varimax, 87/88 ou 87U/88U. Les cames fournies pour la commande de vannes Ball et
Butterfly (tournant sphérique et papillon) n'en modifient pas les caractéristiques de débit. Il est
également possible de prévoir des caractéristiques sur demande par commande spéciale.
Vanne à dérivation optionnelle (4700P, modèle à action directe seulement)
En exploitation normale, le signal de commande est appliqué directement au diaphragme du
positionneur et la pression d'alimentation régulée est envoyée à l'actionneur ou à
l'échappement en passant par le distributeur pilote.
Le module de dérivation permet d'isoler le positionneur de l'alimentation pour la maintenance
tout en commandant la vanne directement avec le signal de commande. En amenant le
robinet de dérivation en nylon à la position de contournement (la flèche sur le robinet étant
alors alignée sur le mot Bypass sur le corps de positionneur), la pression de sortie normale du
positionneur vers l'actionneur est bloquée et c'est le signal de commande qui est appliqué à la
fois au diaphragme du positionneur et à l'actionneur. La vanne de dérivation ne bloque donc
pas la pression d'alimentation vers le pilote. Il faut ainsi couper l'alimentation en air avant de
démonter le positionneur.
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AVERTISSEMENT Si en raison d'une forte chute de pression à travers une vanne,
celle-ci utilise une pression de plus de 20 psi, le signal de
commande de 3 -15 psi pourrait ne pas suffire pour la
manœuvrer lorsque le positionneur est contourné. De plus, si un
positionneur recevant une forte pression d'alimentation est
soudainement contourné, la forte pression de l'actionneur
pourrait endommager le diaphragme et/ou le régulateur
fournissant le signal de commande. Pour cette raison, on ne doit
utiliser le robinet de dérivation que si la pression d'alimentation
est située entre les limites de 20 psi (140 kPA ou 1,4 bar) et 35 psi
(240 kPA ou 2,4 bar), ou alternativement si le régulateur est
capable de commander la vanne directement. En contournant un
positionneur, s'assurer que la capacité de sortie du régulateur est
égale à l'alimentation requise pour commander la vanne.
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Installation
REMARQUE
AT TENTION
Montage et orientation
La vanne de régulation est montée sur la conduite pour fonctionner de l'une ou de l'autre façon :
Air ouvre Air ferme
Fermeture sur défaut d'air Ouverture sur défaut d'air
(Action inverse) (Action directe)
Le choix dépend de l'action souhaitée en cas de défaut d'air. Ce sujet est traité dans des
instructions d'actionneur distinctes. Le positionneur peut fonctionner soit par action directe (une
augmentation du signal produit une augmentation de la pression de sortie), soit par action inverse
(une augmentation du signal produit une diminution de la pression de sortie). Voir les figures 3 et 4.
Le modèle 4700E/4800E n'est pas proposé avec l'action inverse.
Donc si l'application nécessite l'action inverse, il faudra utiliser le
modèle 4700P/4800P avec un transmetteur I/P externe.
En installant un positionneur sur une vanne, choisir préalablement
l'action de vanne et l'action de positionneur qui conviennent. En
déposant ou en installant une came, il faut absolument que
l'obturateur de la vanne soit au point correspondant à l'extrémité
inférieure de la plage de signal. Lorsque l'obturateur est en ce point, la
compression du ressort de contre-réaction est la plus faible, ce qui
facilitera la dépose ou la mise en place de la came. Avant
d'entreprendre toute intervention, lire et bien comprendre la section
« Description générale et fonctionnement » à la page 13 et la section
« Montage et orientation » à la page 17. Définir les travaux à effectuer
et trouver la section appropriée à observer.
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Positionneurs Masoneilan Modèles 4700P/4700E et 4800P/4800E Manuel de Maintenance
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Les positionneurs de série 4700 ont les mêmes cotes de montage et de liaison que les
positionneurs 4600, 4600A, 4600B et 4700B mais la disposition de leurs connexions
pneumatiques est différente. Ils peuvent remplacer les modèles plus anciens si les exigences
opérationnelles sont les mêmes et si les connexions pneumatiques sont modifiées. Les détails
de montage dans la présente notice ne couvrent que les vannes et actionneurs les plus
fréquemment utilisés.
Dépose du couvercle
Les couvercles clipsants doivent être déposés pour régler le zéro et la course et pour monter le
positionneur sur la vanne.
Pour déposer le couvercle (Figure 2), pousser le verrou vers l'intérieur comme illustré
ci-dessous, retirer le couvercle hors du corps jusqu'à ce que la languette de maintien soit
dégagée, puis tirer le long du corps pour le dégager des deux languettes supérieures.
18 | =GE Oil & Gas
Figure 2 Dépose du couvercle
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Figure 3 Vanne rotative
Figure 4 Vanne linéaire
Sur le modèle 4700P/4800P uniquement, l'action du positionneur peut être inversée
simplement en utilisant le secteur voulu de la came et en inversant la position du levier (repères
1 et 2 ci-dessus), et en inversant les connexions d'alimentation et d'échappement (repère 3).
* Option 4700P seulement
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Positionneurs Masoneilan Modèles 4700P/4700E et 4800P/4800E Manuel de Maintenance
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Actionneur 87/88
Tableau 1 Nomenclature des pièces de montage 87/88
Repère Désignation Repère Désignation Repère Désignation
100 Raccord 110 Tube 29 Vis,.312-18 x 1.25
101 Vis de tendeur 111 Positionneur 30 Rondelle indesserrable
102Chape 112Connecteur mâle 37 Circlip
103 Levier de transmission 113 Vis d'assemblage 38 Vis d'assemblage
104 Axe de chape 114 Rondelle-frein 39 Rondelle-frein
105 Circlip 115 Support de montage 40 Rondelle, dia. int. 531
106 Tendeur 122 Rondelle 41 Palier
107 Écrou de blocage 26 Came 42 Arbre de came
108 Écrou de blocage 27 Rondelle 135 Plaque d'instructions
109 Coude 28 Vis à tête cylindrique
Les pièces 109, 110 et 112 ne sont pas comprises dans le kit de montage.
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Figure 5 Actionneur 87/88
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Positionneurs Masoneilan Modèles 4700P/4700E et 4800P/4800E Manuel de Maintenance
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Montage de versions 4700P et 4700E sur actionneurs de Série 87/88
1. Au moyen des vis (113) et rondelles-freins (114), monter le support (115) sur l'actionneur,
l'ouverture étant située à droite du support (Figure 5).
2. Installer l'arbre (42) dans le palier, en plaçant une rondelle (40) à chaque extrémité du
palier et le circlip (37) à l'extrémité came.
3. Monter le levier de transmission 8103) sur l'arbre à l'aide de la vis (38) et de la
rondelle-frein 839).
4. Installer la chape (102), l'axe de chape (104), la rondelle (122) et le circlip (105) à
l'emplacement correct sur le levier de transmission. L'emplacement est déterminé par la
course de vanne requise.
5. Se reporter à la Figure 6 pour établir l'emplacement correct du positionneur sur le support.
6. Monter le positionneur sur le support l'aide des vis à tête creuse (29) et des rondelles-freins
(20).
REMARQUE Le levier de transmission doit être derrière le support.
7. Monter la came (26) sur son arbre en utilisant la rondelle (27) et la vis (28), le secteur
souhaité étant appliqué contre le levier de came. (Ne pas monter la came si le
positionneur est à action inverse).
8. Connecter le tendeur (106), l'écrou de blocage (107), la vis de tendeur (101), l'écrou de
blocage (108), et le raccord (100).
Modèle Course (mm) Course (in) Position du trou
4700 20.3 .8 A
4700 25.4 1.0 B
4700/4800 38.1 1.5 C
4700/4800 50.8 2.0 D
4700/4800 63.5 2.5 E
REMARQUE Les courses inférieures à 20,3 mm (0,8 pouce) nécessitent un kit de
montage spécial. Consulter l'usine pour obtenir des précisions.
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Figure 6 Actionneur 87/88 Réglage de course sur support de montage
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