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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Les paliers et les butées, décrites auparavant comme des composants isolés, doivent être intégrés dans la conception du rotor de la machine tournante. Le rotor peut se comporter, soit comme un solide rigide, soit comme une poutre élastique. Si la première pulsation propre du rotor est supérieure à la vitesse de rotation maximale, le rotor peut être considéré comme une poutre rigide guidée en rotation par deux paliers et arrêtée en translation par une butée (figure 38). Le rotor est chargé par son poids propre Mg, auquel peut s'ajouter une charge de manœuvre, et/ou par un ou plusieurs torseurs des forces extérieures { FextX , FextY , MextX , MextY }. Le torseur extérieur peut être, aussi bien statique (provenant des forces sur une hélice, un rouet, etc.), que dynamique (balourd, choc, etc.).
En fonctionnement stationnaire, le principe fondamental de la statique permet de déterminer les efforts statiques repris dans chaque palier X1,2 , Y1,2 :
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Bibliographie & annexes
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