études de conception d'un banc d'essai pour butées hydrodynamiques

CHAPITRE III

Figure	Nomination	Page
Figure III-1	Moteur asynchrone triphasé	55
Figure III-2	Plaques à bornes	55
Figure III-3	Plaque signalétique	56
Figure III-4	Image du branchement du moteur au réseau électrique	58
Figure III-5	Courroie TEXROPE^® S 84	59
Figure III-6	Paramètres géométriques de transmission par courroie	59
Figure III-7	Paramétrage de la courroie trapézoïdale	62
Figure III-8	Paramètres dynamiques de transmission par courroie	63
Figure III-9	Schéma des forces	64
Figure III-10	Schéma des tensions	66
Figure III-11	Schéma du variateur de vitesse de la broche	67
Figure III-12	Schéma d'entraînement de la butée	68
Tableau III-1	Documentation technique	56
Tableau III-2	Vitesses synchrones possibles pour f=50	57
Tableau III-3	Longueurs références pour courroie section "A"	61
Tableau III-4	Dimensions de la courroie trapézoïdale	62
Tableau III-5	Liste des pièces constituant le mécanisme d'entraînement	68

CHAPITRE IV

Figure	Nomination	Page
Figure IV-1	Photographie du dispositif d'essai	69
Figure IV-2	Photographie de la butée montrant la position du disque support	70
Figure IV-3	Photographie du disque à patins	70
Figure IV-4	Photographie du collet	71
Figure IV-5	Positions des thermocouples, des capteurs de déplacement et des prises de pression statique	72
Figure IV-6	Photographie de positionnement des thermocouples sur le patin d'essai	72
Figure IV-7	Courbes d'étalonnage des capteurs de déplacement	74
Figure IV-8	Défaut de perpendicularité du grain mobile	75
Figure IV-9	Réponses du capteur de déplacement (1) et du comparateur électronique en statique sur un tour du collet	75
Figure IV-10	Réponses du capteur de déplacement (2) et du comparateur électronique en statique sur un tour du collet	75
Figure IV-11	Réponses du capteur de déplacement (3) et du comparateur électronique en statique sur un tour du collet	76
Figure IV-12	Schéma du variateur de vitesse de la broche	77
Tableau IV-1	Caractéristiques dimensionnelles et conditions de fonctionnement de la butée d'essai	71
Tableau IV-2	Ecarts observés sur le débit	76
Tableau V-3	Liste des instruments des mesures	78

INTRODUCTION

Le principal objectif de la butée hydrodynamique est de supporter des charges axiales et radiales, elle est très utile pour les mécanismes modernes.son bon fonctionnement revient à l'existence d'un fluide visqueux entre les surfaces en mouvement relatif. Les exigences industrielles modernes se dirigent vers l'augmentation des charges et des vitesses de rotation, ce qui influe impérativement sur les performances des mécanismes lubrifiés.

Il n'est que depuis les années cinquante que des progrès significatifs ont été établis en tribologie. Compte tenu du nombre important de publications qui en ont résulté grâce à l'essor économique et au surgissement des bancs d'essai, où je viens d'évoquer particulièrement le banc d'essai utilisé par Azzedine DADOUCHE et Frène dans leurs travaux éloquents, concernant les effets thermiques et les problèmes d'élasticité dans les contacts lubrifiés. À noter que les historiques de la tribologie rapportant le développement des mécanismes lubrifiés sont présentés par Dawson (1979), Frène (1990) et tout dernièrement par Dadouche et Frène (2001).

Par ailleurs, Dadouche (2000) puis Dadouche et Fillon (2000), ont effectué une des premières analyses expérimentales complètes sur les effets thermiques dans une butée hydrodynamique à géométrie fixe. Cette butée comporte huit (08) patins, composés d'un plan incliné et d'un plan parallèle. Le banc d'essai de l'université de Poitiers en France conçu pour cette étude permet d'étudier l'influence d'une charge imposée, de la vitesse de rotation et de la température d'alimentation sur les champs de pression et de température, ainsi les débits et l'épaisseur minimale du film lubrifiant.

Mon PFE s'inscrit dans le cadre scientifique académique qui s'intéresse aux recherches scientifiques. Ma mission dans ce mémoire étant de mettre une étude de conception pour ce banc d'essai exécutable pour une butée hydrodynamique à huit (08) patins fixes. En effet, cette étude expose L'étape précédent l'élaboration du banc d'essai Le PFE se compose de quatre (04) chapitres, je les explique comme suit:

D'abord, le chapitre I présente L'étude du bâti support. Une très grande importance est attribuée à l'étude des différents parties et éléments composant le bâti support (La base, le soubassement, les parties supérieures). La Plaque support de broche est privilégiée par une étude spéciale. Enfin, ce chapitre est soutenu par tous les dessins (Format A4) montrant les éléments constituants du bâti support, dont le dernier déploie un tableau récapitulatif réunissant tous les éléments formant le bâti support.

intégrant les différents calculs nécessaires (calcul du diamètre fond du filet dr, calcul du couple admissible, calcul des contraintes, .). En outre, des études bien orientées développant les aspects mécaniques de la Rondelle «Belleville », le Capteur de force et la Douille à aiguille. Par ailleurs, une étude analytique se consacre au Référentiel local de réduction des torseurs.

D'autre part, Le troisième chapitre vise le mécanisme d'entraînement. On peut diviser ce chapitre en deux sous chapitres : le premier est consacré à l'étude du moteur asynchrone triphasé envisagé pour ce banc d'essai, on commence par détailler les différents constituants du moteur asynchrone, puis on déploie les caractéristiques du moteur asynchrone triphasé dont une importance particulière est offerte pour la Plaque signalétique, qui accumule toutes les particularités nominales du moteur asynchrone triphasé ; ainsi on tient compte du genre de branchement du moteur au réseau électrique triphasé.

En effet, le deuxième sous chapitre est consacré à l'étude détaillée de la courroie envisagée pour ce genre des bancs d'essai. Après avoir présenté des généralités sur les courroies, on débute ce sous chapitre effectivement par l'étude du choix de type de courroie par suite, on décrit les Paramètres géométriques en faisant tous les calculs nécessaires (Diamètre des poulies, Angles d'enroulement de la courroie sur chaque poulie, La longueur de la courroie L, Entraxe a), on a aussi déterminé systématiquement le choix de la section d'une courroie trapézoïdale d'autant que Les paramètres cinématiques et dynamiques concernant les poulies motrices et réceptrices. Le variateur de vitesse est bel et bien présenté. Enfin, on a montré dans un tableau récapitulatif les Constituants du mécanisme d'entrainement.

Enfin, le chapitre IV traite le dispositif de mesure. On a préféré d'étudier en premier lieu La Butée d'essai, Les caractéristiques dimensionnelles et les conditions de fonctionnement de la butée d'essai. En deuxième lieu, on a indiqué tous les instruments utilisés pour réaliser toutes les mesures nécessaires pour les essais (Mesure de la température Mesure de la pression, Mesure Du débit, Mesure de l'épaisseur du film d'huile), ce chapitre ne néglige guerre de décrire les écarts sur les mesures, ainsi le contrôle de la vitesse de rotation et la localisation des capteurs. Enfin, on trouve la liste générale des instruments de mesures.

I.1 Préface

La fabrication du bâti support dépend de l'existence d'un ensemble des pièces de charpente métallique servant ordinairement de support du banc d'essai, ces pièces construites en acier à caractéristiques mécaniques plus élevées dont on envisage que l'E 335 est utile dans ce domaine (Tableau I-1). Les pièces de charpente métallique présentent en majorité des tubes rectangulaires (80 × 40) ayant épaisseur de 2mm (Figure I-1).

ACIERS D'USAGE GÉNÉRAL

Nuance** S 185 (A33) S 235 (E24) S 275 (E28) S 355 (E36) E 295 (A50) E 335 (A60) E 360 (A70)

Rr min (MPa) 290 340 410 490 470 570 670

Re min (MPa) 185 235 275 355 295 335 360

E (MPa) 200000 200000 200000 200000 200000 200000 200000

Emplois Constructions mécaniques et métalliques générales assemblées ou soudées Ces aciers ne conviennent pas aux traitements thermiques.

Moulage GS 235- GS 275- GS 355- GS 295- GS 335 - GS 360.

R min = résistance minimale à la rupture par extension (Mpa). 1 Mpa = 1N/mm²
Re min = résistance minimale apparente d'élasticité (Mpa).

** Entre parenthèses : correspondance approximative avec l'ancienne symbolisation . Tableau I-1: Classification des aciers par emplois

Données techniques

Rr = 570 Mpa, Re = 335 Mpa, E = 2×10⁵ Mpa, S = 3 Rr(s) = 190 Mpa, Re(s) =111.67 Mpa

Poids total = 111,40 Kg

Poids de broche 42.60 Kg

A r = 464mm 2

Figure I-1: Photographie du tube rectangulaire

Il est nécessaire d'étudier les différents éléments du bâti support, en effet, on peut remarquer deux parties :

1. la partie basse, présentée par les éléments de base et de soubassement,

2. la partie haute

On va débuter progressivement par la base en premier lieu, puis le soubassement en deuxième lieu, enfin, la partie haute. La plaque support de broche est caractérisée par une étude spéciale.