Analyse expérimentale des paliers aérodynamiques

Experimental analysis of cylindrical air bearings

• Auteur / Autrice : Pierre Matta
• Direction : Mihaï Arghir, Olivier Bonneau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique, productique, transport
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Poitiers
• Jury : Président / Présidente : Jean Frêne
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mihaï Arghir, Olivier Bonneau, Kostandin Gjika
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Marc Bonis, Régis Dufour

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse modale (ingénierie)

Rotors -- Vibrations

Identification

Paliers à gaz

Résumé

Les paliers aérodynamiques sont utilisés dans des machines de grande précision et de petite taille où se trouvent réunis les grandes vitesses de rotations avec les très faibles jeux. Plusieurs études numériques ont été faites pour déterminer les coefficients dynamiques des paliers à air mais les validations expérimentales sont toujours nécessaires. Un dispositif d'essai a été développé pour tester les paliers à air fonctionnant à une vitesse maximale de 60000 tr/min et sous différentes charges statiques. Les essais ont été faits sur des paliers aérodynamiques circulaires mais le dispositif peut tester d'autres types de paliers. Les excitations dynamiques sont appliquées par deux pots vibrants ou par un marteau d'impact et une méthode d'identification des coefficients dynamiques a été développée. Deux paliers aérodynamiques circulaires de 30 mm et 40 mm de diamètre avec L/D = 1 et un jeu radial de 22 µm ont été testés. Les résultats obtenus pour différentes vitesses de rotation et charges statiques ont été comparés avec le calcul théorique.

Circular air bearings are used in high precision rotating machineries of small size working at high rotation speeds and small clearances. Many numerical studies were performed for calculating the dynamic coefficients of air bearings but experimental validations are always necessary. A test rig for air bearings working up to 60,000 rpm and different static loads was developed. The tests were performed on circular bearings but the test rig can accommodate other types of air bearings. The dynamic excitations are applied by two shakers or by an impact hammer and an appropriate method were developed for identifying the dynamic coefficients. Two circular air bearings of 30 mm and 40 mm diameter with L/D=1 and 22 µm radial clearance were tested. The experimental data obtained for different rotation speeds and static loads are compared with theoretical results.