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Auteur(s)
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Mihai ARGHIR : Institut Pprime, université de Poitiers
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La fonction des paliers et des butées aérostatiques est de réaliser des guidages en rotation ou des supports axiaux ayant une capacité portante à des vitesses nulles de rotation. Les grandes lignes et les principes sont les mêmes que pour la lubrification hydrostatique avec laquelle il est supposé que le lecteur est familiarisé [BM 5 325] : la pression dans le film d'air (ou plus généralement de gaz) est maintenue d'abord (sinon uniquement) par un circuit d'alimentation extérieur. La pression aérostatique du film lubrifiant assure ainsi l'absence du contact même si la vitesse relative entre les deux parties du guidage est nulle. Le lubrifiant le plus souvent utilisé est l'air qui a l'avantage d'être facilement disponible.
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Modèle du rotor rigide à quatre degrés de liberté3. Paliers aérostatiques
Les paliers aérostatiques (figures 1g à 1i ) sont des paliers circulaires prévus avec des alvéoles alimentées par des orifices. Tout comme les paliers aérodynamiques circulaires, ils sont utilisés pour réaliser le guidage en rotation d'un arbre mais ils ont l'avantage d'avoir une capacité portante importante, une raideur dynamique et un amortissement à vitesse de rotation nulle grâce à l'alimentation sous pression. Les problèmes rencontrés dans la conception du palier sont les mêmes que pour les butées et sont liés à l'instabilité pneumatique présentée pour la butée. Les solutions pour contrecarrer le problème d'instabilité aérostatique sont également les mêmes :
1. Utilisation des alvéoles d'alimentation peu profondes et avec un volume réduit. Pour les paliers aérostatiques, la condition de démarrage sous charge (18) n'a plus de signification et il est courant d'éliminer complètement l'alvéole. Le palier est alors alimenté par des orifices inhérents débouchant directement dans le film mince.
2. Augmentation du rapport Pr/Ps en utilisant des orifices de diamètre 4 à 5 fois supérieurs au jeu radial.
Quelques solutions constructives sont présentées sur les figures 1g à 1i . Les paliers aérostatiques sont donc réalisés avec un nombre important d'orifices d'alimentation distribués sur une ou deux rangés. La présence des orifices d'alimentation sur deux rangés confère une raideur au mésalignement assez importante pour que le palier aérostatique puisse être considéré comme une bonne liaison pivot glissant.
L'équation...
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Paliers aérostatiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FRÉNE (J.), NICOLAS (D.), DEGUEURCE (B.), BERTHE (D.), GAUDET (M.) - Lubrification hydrodynamique. Paliers et butées. - Éditions Eyrolles, 488 p. (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 volume (1967).
-
(3) - CONSTANTINESCU (V.N.) - Gas lubrication (La lubrification à gaz). - ASME Press, 621 p. (1969).
-
(4) - POWELL (J.W.) - Design of aerostatic bearings (Conception des paliers aérostatiques). - The Machinery Co. Ltd., 279 p. (1970).
-
(5) - 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, 774 p. (1980).
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(6) - ARGHIR (M.), LE LEZ (S.),...
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