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Lubrification des roulements cryotechniques par films transférés
| Auteur / Autrice : | Muriel Le Moigne-Quillien |
| Direction : | Jean Blouët, Philippe Boisse |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Mécanique |
| Date : | Soutenance en 2002 |
| Etablissement(s) : | Orléans |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
La lubrification des roulements cryotechniques des turbopompes des lanceurs spatiaux est assurée par un polymère transféré sur les billes à partir de la cage. Ce matériau polymère se transfère ensuite des billes sur les bagues. La littérature scientifique contient peu de publications traitant du comportement tribologique des polymères et des paramètres influençant le transfert en environnement cryotechnique. Les expertises de roulements ayant fonctionné en hydrogène ou oxygène liquide montrent une usure des alvéoles des cages et des endommagements des chemins de roulement. Cela souligne l'intérêt d'approfondir le rôle du polymère contenu dans la cage et d'analyser les phénomènes mis en jeu afin d'améliorer la lubrification par transfert. Les expérimentations sont réalisées sur un cryotribomètre bidisque : deux disques en acier en contact roulant glissant sont immergés dans l'azote liquide et l'un des deux disques est en contact avec un pion en polytétrafluoroéthylène. Les calculs réalisés montrent que l'azote liquide est incapable d'assurer un film porteur continu. Suite aux expérimentations sur cryotribomètre complétées par des analyses microscopiques et profilométriques, nous avons pu mettre en évidence l'existence d'un transfert qui favorise le maintien d'un faible coefficient de traction au contact acier/acier et qui limite les endommagements et les largeurs de contact. Les influences de la force normale au contact pion/disque, de la force normale au contact disque/disque, de la vitesse de rotation et des différentes charges incorporées au pion en polytétrafluoroéthylène sont étudiées. Nous montrons l'existence d'un taux de glissement critique que nous avons déterminé à partir de la loi d'usure d'Archard.