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S GMS GM Conception Mécanique II, 2006-20071 Conception mécanique I & II Exercice 10 Problèmes thermiques des broches et analyse qualitative.

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1 S GMS GM Conception Mécanique II, Conception mécanique I & II Exercice 10 Problèmes thermiques des broches et analyse qualitative

2 S GMS GM Conception Mécanique II, Exercice 10: énoncé Les broches illustrées dans les quatre figures suivantes représentent des conceptions différentes. Questions. Identifier dans les trois cas Les sources et les puits de chaleur Les mécanismes de transfert de chaleur; lequel ou lesquels sont les plus importants? Discuter Les technologies et les solutions constructives mises en œuvre pour ces trois broches, en particulier leur lubrification Le comportement thermique attendu des broches et les problèmes thermiques éventuels anticipés

3 S GMS GM Conception Mécanique II, Motobroche EPFL-Novar Lubrification à la graisse max = t/min, P = 10 kW

4 S GMS GM Conception Mécanique II, Motobroche EPFL-Novar Sources de chaleur Stator moteur: pertes joules Rotor moteur: pertes fer Dissipation dans les paliers Puits de chaleur Circulation deau dans le corps de broche Flux dair Bâti Mécanismes de transfert de chaleur Conduction Convection Technologie: Précharge des paliers par élément souple (voiles minces) Boîtiers de roulement accordés thermiquement et élastiquement Lubrification à la graisse Fonctionnement thermiquement stable

5 S GMS GM Conception Mécanique II, Broche SKF Lubrification à la graisse / air-huile max = 6000 t/min, P = ? kW

6 S GMS GM Conception Mécanique II, Broche SKF Sources de chaleur Dissipation dans les paliers Puits de chaleur Flux dair Bâti Mécanismes de transfert de chaleur Conduction Convection Technologie: Précharge rigide des paliers Boîtiers de roulement radialement rigides Lubrification à la graisse (aussi possible air-huile) Fonctionnement thermiquement instable

7 S GMS GM Conception Mécanique II, Broche proto EPFL Lubrification riche Six points par roulement max = 8000 t/min, P = ? kW

8 S GMS GM Conception Mécanique II, Broche proto EPFL Sources de chaleur Dissipation dans les paliers Puits de chaleur Circulation de lhuile Mécanisme de transfert de chaleur Convection Conduction Technologie: Précharge rigide des paliers Boîtiers de roulement accordés élastiquement Lubrification riche Fonctionnement thermiquement stable

9 S GMS GM Conception Mécanique II, Microbroche 74 mm Roulements à contact oblique Turbine à air

10 S GMS GM Conception Mécanique II, Microbroche Sources de chaleur Dissipation dans les paliers Puits de chaleur Circulation de lair Mécanisme de transfert de chaleur Convection Conduction Technologie: Précharge souple des paliers en X (voile mince) Boîtiers de roulement accordés élastiquement Lubrification air-huile Fonctionnement thermiquement stable

11 S GMS GM Conception Mécanique II, Problèmes thermiques associés à la broche Broche = source thermique pour la machine => dilatations, pertes de géométrie et précision Déformations de la broche elle-même Instabilité thermique de la broche => destruction de la broche

12 S GMS GM Conception Mécanique II, Sources de chaleur pour la broche Procédé Entraînement Paliers Étanchéités Sources externes

13 S GMS GM Conception Mécanique II, Mécanismes dévacuation de chaleur Convection: Libre ou forcée Air ou huile (lubrification) Paliers, corps de broche, arbre Conduction (vers le bâti)


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