Installations d’essai de composants mécaniques

Les capacités de tribologie de CNRC Aérospatiale comprennent :

  • l'étude de la performance statique et dynamique de paliers radiaux, au moyen d'installations d'essai exceptionnelles et d'un modèle informatique de pointe de paliers lisses et de paliers à patins oscillants;
  • l'évaluation de la performance de paliers à rouleaux à grande vitesse;
  • la gestion par diagnostics, pronostics et détermination de l'état de paliers à rouleaux et d'engrenages;
  • des études expérimentales sur les performances statique et dynamique de paliers radiaux à structure à feuilles pour dispositifs à gaz;
  • l'évaluation de matériaux pour joints abradables et joints à structure alvéolaire;

Banc d'essai de joints abradables

Le banc d'essai simule l'usure opérationnelle au moyen d'un disque à pales entraîné par une turbine à air. Le mouvement axial et radial de l'échantillon d'essai est contrôlé par un système de pénétration sur deux axes, pouvant atteindre une vitesse de pénétration variant de 2,5 μm/s à 760 μm/s. La vitesse d'extrémité de pale maximale est de 425 m/s.

Les spécifications d'essai précisent les vitesses de rotation et de pénétration. Un système de collecte des données enregistre la vitesse de rotation, la vitesse de pénétration, les forces de pénétration et la température de frottement. Après l'essai, l'usure du joint est mesurée et enregistrée, de même que la perte de matière de la pale utilisée dans le cadre de l'essai. Habituellement, les échantillons soumis aux essais sont remis au client qui pourra les étudier de manière plus approfondie dans ses installations.

Banc d'essai de roulements à rouleaux à haute vitesse

Le banc d'essai comprend un arbre en porte-à-faux monté sur un seul support et pouvant atteindre une vitesse de plus de 35 000 tr/min avec des charges radiales aussi élevées que 4,5 kN imposées aux roulements. Un ensemble de courroies et de poulies relie un moteur hydraulique de 22 kW au banc d'essai. Un bélier hydraulique applique une charge radiale au moyen d'un ensemble de câbles et de poulies aérien. Le roulement à l'essai se trouve dans la partie en porte‑à‑faux de l'arbre, et il peut être lubrifié par jet ou sous la bague.

Les vitesses de rotation, les charges et le débit d'huile peuvent être constants ou variés, selon les spécifications de l'essai. Un système de télémétrie permet de mesurer les températures de la bague interne du roulement. La charge du roulement, les températures de la bague, la perte de puissance et l'accélération sont surveillées et enregistrées au moyen d'un système de collecte des données.

Banc d'essai dynamique de paliers radiaux

Le banc d'essai comprend un arbre tournant monté sur un seul support et un boîtier d'essai de paliers mobile situé au milieu de l'arbre. Un moteur électrique à vitesse réglable de 37 kW entraîne l'arbre à une vitesse pouvant atteindre 16 500 tr/min, au moyen d'un ensemble de courroies et de poulies. Un ensemble de câbles et de poulies monté sur ressorts applique une charge statique par action hydraulique tandis que deux tables de vibration électromagnétique orthogonales appliquent des charges dynamiques sur le stator. Chaque table de vibration est reliée au boîtier d'essai de paliers au moyen d'un joint flexible qui permet de s'assurer que le boîtier d'essai de paliers est libre de toute restriction dans des directions perpendiculaires à la force de vibration.

Les vitesses de rotation et les charges peuvent être constantes ou variées, selon les spécifications de l'essai. La charge, la position, l'accélération, la perte de puissance et la température du métal du palier sont surveillées et enregistrées au moyen d'un système d'acquisition de données.

Banc d'essai de paliers sans huile

Le banc d'essai comprend un arbre monté sur un seul support muni d'une surface d'essai de paliers de 0,2 m de longueur et de 0,07 m de diamètre, qui peut atteindre une vitesse de 60 000 tr/min. Le banc d'essai permet également de mener des essais en conditions stabilisées et dynamiques avec une charge maximale de 3,5 kN. Les caractéristiques opérationnelles du banc d'essai de paliers, comme la température, la force de frottement, la vitesse de rotation de l'arbre et la vibration sont enregistrées au moyen d'un système d'acquisition de données haute vitesse, ce qui permet d'effectuer des analyses approfondies.

L'installation sert à évaluer les paliers dont la lubrification se fait par air. Les vitesses de rotation et les charges (statiques ou dynamiques) peuvent être constantes ou variées, selon les spécifications de l'essai. La charge, la position, l'accélération, la perte de puissance et la température du palier sont surveillées et enregistrées au moyen d'un système d'acquisition de données.

Banc d'essai statique de paliers radiaux

Le banc d'essai comprend un arbre fixe monté sur des paliers lisses à patins oscillants et un boîtier d'essai mobile situé au milieu de l'arbre. Un ensemble de courroies et de poulies relie un moteur électrique à réglage variable de 110 kW à l'arbre qui peut atteindre une vitesse de rotation de 16 500 tr/min. Un système de charge hydrostatique crée un environnement sans frottement entre les surfaces de contact, ce qui permet de transférer des charges élevées au palier mis à l'essai et de pouvoir tout de même mesurer la perte de puissance par frottement due à la rotation.

Les vitesses de rotation, les charges et le débit d'huile peuvent être constants ou variés, selon les spécifications de l'essai. La charge, la position, l'accélération, la perte de puissance et la température du palier sont surveillées et enregistrées au moyen d'un système d'acquisition de données.

Banc d'essai de paliers radiaux de moteur de traction

Le banc d'essai permet d'étudier des paliers de moteur de traction de dimension réelle dans les conditions d'utilisation difficiles inhérentes au transport ferroviaire. Il comprend un arbre fixe monté sur paliers lisses. Quatre vérins hydrauliques sont raccordés au boîtier de palier au moyen de deux pivots élastiques, et ils peuvent générer une charge radiale maximale de 182 kN. La charge est appliquée dans un angle de 20°° par rapport à la verticale. Un ensemble de courroies et de poulies réducteur de vitesse relie un moteur électrique à réglage variable de 110  kW à l'arbre, qui peut atteindre une vitesse de rotation de 600 tr/min.

La vitesse de rotation et la charge sont habituellement constantes, et les performances du palier sont évaluées en fonction de la température de fonctionnement et de la perte de puissance. Les principaux paramètres sont surveillés et enregistrés au moyen d'un système d'acquisition de données.