Bibliographie & annexes
Présentation
English
Auteur(s)
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Mihai ARGHIR : Laboratoire de Mécanique des Solides. Université de Poitiers
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Sébastien LE LEZ : Laboratoire de Mécanique des Solides. Université de Poitiers
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Jean FRENE : Laboratoire de Mécanique des Solides. Université de Poitiers
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les butées et les paliers aérodynamiques fonctionnent sur les mêmes principes que ceux lubrifiés avec de l'huile ou de l'eau (voir Nota). Leur particularité vient de la très faible viscosité des gaz lubrifiants, à la fois avantage et inconvénient, à laquelle s'ajoutent les spécificités apportées par la compressibilité. Ils sont donc utilisés dans des machines de grande précision et de petite taille où se trouvent réunis de grandes vitesses de rotation avec de très faibles jeux (appareils de mesure, industrie médicale).
L'article présente les principales caractéristiques statiques (capacité de charge, couple) et dynamiques (coefficients dynamiques, stabilité, réponse au balourd) des butées et des paliers aérodynamiques, ainsi que les problèmes soulevés lors de leur intégration dans une machine tournante. Les particularités issues de la compressibilité du lubrifiant sont discutées pour l'air, mais les conclusions s'appliquent pour tout autre gaz parfait.
L'article est orienté vers des considérations d'ordre physiques et technologiques nécessaires à être connues lorsque le concepteur envisage l'utilisation des butées ou des paliers aérodynamiques. L'intégration de ces composants dans une machine tournante est présentée en supposant un rotor rigide.
: Le lecteur peut se reporter aux principes familiers largement abordés dans les références [1] et [14].
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VERSIONS
- Version archivée 1 de nov. 1996 par Pierre STÉPHAN, Yvan IORDANOFF
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Paliers aérodynamiques
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3. Butées aérodynamiques
La butée aérodynamique est destinée à supporter une charge axiale selon l'axe de l'arbre Z. Elle peut être employée, soit pour supporter un arbre vertical, soit pour éliminer le degré de liberté axial d'un rotor guidé par des paliers aérodynamiques et, dans ce cas, une double butée est généralement prévue.
Deux types de butées fixes issues directement du blochet de Rayleigh (figure 3 b ) sont présentés sur la figure 7. L'une (figure 7 a ) fonctionne dans un seul sens de rotation, tandis que l'autre (figure 7 b ) per met de fonctionner dans les deux sens.
Les deux butées diffèrent seulement par la présence des rainures placées en amont de chaque patin (figure 7 a ). L'amplitude de la rainure est fixée à une faible valeur, par exemple βrainure = 2o et sa profondeur est supérieure de plusieurs ordres de grandeurs à la hauteur du film (0,1…1 mm). L'équation de Reynolds adimensionnée
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Butées aérodynamiques
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - FRENE (J.), NICOLAS (D.), DEGUEURCE (B.), BERTHE (D.), GAUDET (M.) - Lubrification hydrodynamique. Paliers et Butées. - Éditions Eyrolles (1990).
-
(2) - RIEGER (N.F.) editor - Design of Gas Bearings Notes supplemental to the RPI-MTI course on gas bearing design (Conception des paliers à air. Notes supplémentaires au cours) . - RPI-MTI, 2 volumes (1967).
-
(3) - CONSTANTINESCU (V.N.) - Gas Lubrication (La lubrification à gaz). - ASME Press (1969).
-
(4) - GROSS (W.A.), MATSCH (L.A.), CASTELLI (V.), ESHEL (A.), VOHR (J.H.), WILDMANN (M.) - Fluid Film Lubrication (La lubrification à film fluide) . - Wiley-Interscience New York (1980).
-
(5) - ARGHIR (M.), LE LEZ (S.), FRENE (J.) - The Finite Volume Solution of the Compressible Reynolds Equation – Linear and Non Linear Analysis of Gas Bearings. - J. of Eng. Tribol. – Part. J., vol. 220, p. 617-627 (2006).
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...
ANNEXES
Ouvrages sur la technologie des paliers à feuilles
HESHMAT (H.), WALOWIT (J.A.), PINKUS (O.) - Analysis of Gas-Lubricated Foil Journal Bearings. - ASME J. of Lub. Tech., vol. 105, p. 647-655 (1983).
BLOK (H.), VAN ROSSUM (J.J.) - The Foil Bearing – A New Departure in Hydrodynamic Lubrication. - Lubr. Eng., p. 316-320, déc. 1953.
MA (J.T.S.) - An investigation of Self-Acting Foil Bearings. - ASME J. of Basic Eng., p. 837-846 (1965).
AGRAWAL (G.L.) - Foil Air/Gas Bearing Technology – An Overview. - ASME Paper 97-GT-347 (1997).
BARNETT (M.A.), SILVER (A.) - Application of Air Bearing to High Speed Turbomachinery. - SAE Paper 700720 (1970).
DELLACORTE (C.), VALCO (M.J.) - Oil-Free Turbomachinery Technology for Regional Jet, Rotorcraft and Supersonic Business Jet Propulsion Engines. - AIAA/ISABE Paper, 2003-1182 (2003).
DELLACORTE (C.), BRUCKNER (R.J.) - Oil-Free Rotor Support Technologies for an Optimized Helicopter Propulsion System , - ISABE Paper, 2007-1145 (2007).
WALTON II (J.F.), HESHMAT (C.A.), TOMASZEWSKI (M.), HESHMAT (H.) - On the Development of an Oil-Free Electric Turbocharger for Fuel Cells. - ASME Paper GT2006-90796 (2006).
DELLACORTE (C.), FELLENSTEIN (J.A.), BENOY (P.A.) - Evaluation of Advanced Solid Lubricant Coatings for Foil Air Bearings Operating at 25 oC and 500 oC. - STLE Tribology Transactions, 42(2), p. 338-342 (1999).
DELLACORTE (C.) - The Evaluation of a Modified Chrome Oxide Based High Temperature Solid Lubricant Coating for Foil Gas Bearings. - STLE Tribology Transactions, 43(2), p. 257-262 (2000).
DELLACORTE (C.), LUKASZEWICZ (V.), VALCO (M.J.), RADIL (K.C.), HESHMAT (H.) - Performance and Durability of High Temperature Foil Air Bearings for Oil-Free Turbomachinery. - NASA TM-2000-209187 (2000).
RADIL (K.C.), DELLACORTE (C.) - The Effect of Journal Roughness and Foil Coatings on the Performance of Heavily Loaded Foil Air Bearings. - STLE Tribology Transactions, 45(2), p. 199-204 (2002).
DELLACORTE (C.), ZALDANA (A.R.), RADIL (K.C.) - A Systems Approach to the Solid Lubrication of Foil Air Bearings for Oil-Free...
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