Contexte
Butées et paliers aérostatiques

1.1 Particularités des butées et paliers aérostatiques

Le lubrifiant le plus souvent utilisé dans les butées et paliers aérostatiques est l'air qui a l'avantage d'être facilement disponible. Cette remarque est parfaitement vraie pour les butées et les paliers aérodynamiques mais est à pondérer pour la lubrification aérostatique : la présence d'un circuit d'alimentation qui comporte un compresseur et des systèmes de filtrage, de déshuilage et de déshumidification est indispensable. Toutefois, la présence de tels circuits d'alimentation est courante et l'utilisation de l'air à la place d'un autre gaz enlève la nécessité des systèmes d'étanchéité dont la durée de vie est le plus souvent limitée. Un exemple classique de produit intégrant sur le même arbre la turbine d'entraînement, les paliers de guidages et la butée d'arrêt axial est la turbine dentaire. Les exemples pourraient continuer avec les broches d'usinage ou de peinture.

Pour d'autres machines tournantes, la possibilité de disposer de fluide sous pression à partir des étages du compresseur ou de la turbine permet de remplacer les roulements par des guidages aérostatiques. Le fluide de travail est alors également le lubrifiant des paliers et des butées et la machine devient plus simple en termes de nombre de pièces, plus légère et plus compacte. Cela est le cas de certaines pompes utilisant des fluides cryogéniques. Tout comme les paliers et les butées aérodynamiques, la faible viscosité du lubrifiant gazeux est toujours un avantage pour le fonctionnement avec de faibles pertes de puissance lors des fortes vitesses de rotation. De plus, la valeur relativement élevée de la pression d'alimentation permet de réaliser des butées et des paliers avec des raideurs assez élevées ce qui aboutit à des guidages en rotation extrêmement précis.

L'existence d'une capacité portante à des vitesses nulles de rotation apporte d'autres avantages par rapport aux butées et paliers aérodynamiques. L'usure lors du démarrage et de l'arrêt de la machine est inexistante car, à l'exception des incidents de fonctionnement (contacts, arrêts et démarrages accidentels), la lubrification des butées et des paliers aérostatiques a lieu toujours en régime fluide. De même, les défauts de forme pouvant modifier l'épaisseur de film mince ont moins d'importance en lubrification aérostatique. Tous ces aspects sont traités dans les références ...