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Auteur(s)
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Pierre STÉPHAN : Laboratoire de Génie mécanique à l’Université Paul Sabatier de Toulouse
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Yvan IORDANOFF : Laboratoire de Génie mécanique à l’Université Paul Sabatier de Toulouse
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Lire l’articleINTRODUCTION
De tout temps, un des soucis du concepteur de machines tournantes a été l’augmentation de la puissance massique et donc des vitesses de rotation. Cette recherche a été renforcée au cours de ces dernières années sous la pression de besoins industriels dans des domaines aussi diversifiés que l’énergie nucléaire, la fabrication des machines-outils et le domaine spatial. Ainsi, dans certains mécanismes, étant donné ces vitesses élevées, les éléments technologiques classiques de guidage ne permettent plus de répondre aux exigences de durée de vie, les roulements étant souvent victimes d’une usure superficielle anticipée.
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4. Butées aérodynamiques
Dans cette partie, nous étudions l’élément technologique qui permet de reprendre la charge axiale appliquée sur un arbre en rotation. Dans un premier temps, nous présentons les principaux résultats pour un patin rectangulaire (cas de la glissière plane). Puis nous traitons le cas de patins circulaires (cas de la butée). Le cas de patins déformables sera enfin présenté.
4.1 Patins à géométrie fixe
Comme dans le cas de la lubrification hydrodynamique [85], le patin est constitué de deux surfaces non parallèles. La face inférieure, horizontale, animée d’une vitesse de translation U et la face supérieure qui forme généralement un convergent avec l’horizontale (figure 31). La plaque inférieure entraîne le gaz dans l’espace convergent, ce qui produit un champ de pression capable de supporter une charge. L’épaisseur minimale de gaz h 2 est très petite (de l’ordre de 10 µm) devant la longueur B du palier (de l’ordre de 10 à 100 mm). L’équation de Reynolds qui permet de calculer le champ de pression se déduit de l’équation générale [1] et s’écrit en coordonnées adimensionnelles :
( 15 )
avec :
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: - variable adimensionnelle
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: - variable adimensionnelle
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