Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
-
Mihai ARGHIR : Laboratoire de Mécanique des Solides. Université de Poitiers
-
Sébastien LE LEZ : Laboratoire de Mécanique des Solides. Université de Poitiers
-
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]Butées et paliers hydrodynamiques..
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VERSIONS
- Version archivée 1 de nov. 1996 par Pierre STÉPHAN, Yvan IORDANOFF
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Butées et paliers à feuilles
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4. Paliers aérodynamiques
Les caractéristiques statiques et dynamiques du palier circulaire seront présentées et discutées en détail. Le palier circulaire a l'avantage d'être très simple, mais son utilisation est assez restreinte de par ses caractéristiques de stabilité limitées. La connaissance de ses caractéristiques statiques et dynamiques reste néanmoins importante pour des études préliminaires, même pour des paliers plus élaborés, car sa capacité de charge représente une limite supérieure (les paliers à lobes et à patins oscillants ont une capacité de charge plus faible), et sa limite de stabilité est la plus défavorable. Les particularités des paliers à lobes et à patins oscillants seront ensuite illustrées.
4.1 Paliers circulaires
Le système de coordonnées utilisé pour un palier circulaire est présenté sur la figure 12.
L'épaisseur du film est donnée par la relation :
où la coordonnée circonférentielle q est mesurée à partir de la ligne des centres.
L'équation de Reynolds adimensionnée
s'écrit :
( 16 )
Cette équation fait apparaître les paramètres Λ et σ qui jouent le même rôle que pour un blochet. Ainsi, la figure 13 présente la variation de pression dans le plan médian d'un palier circulaire pour deux valeurs de Λ.
Contrairement au palier lubrifié avec des fluides incompressibles où, dû au phénomène de cavitation, une seule surpression est présente, le palier circulaire à air contient des zones...
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Paliers aérodynamiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(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).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Butées et paliers hydrodynamiques.
-
Dynamique des rotors en flexion.
ANNEXES
Thèses
IORDANOFF (I.) - Paliers Axiaux Aérodynamiques à Structure à Feuilles : Analyse et Optimisation. - Thèse soutenue au LGMT, Toulouse (1996).
GRAU (G.) - Paliers Aérodynamiques Radiaux à Structure à Feuilles : Contribution à l'Étude Statique et Comportement Dynamique Non Linéaire. - Thèse soutenue à l'INSA de Lyon (2004).
LE LEZ (S.) - Caractéristiques Statiques et Dynamiques des Paliers à Feuilles. - Thèse soutenue à l'Université de Poitiers, 249 p. (2007).
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...
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