FR3105318A1 - Palier de roulement mécanique à pistes en ogives - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un ensemble pour un roulement mécanique comprenant :- un élément de roulement (106), - un palier comprenant au moins une première bague (100) ayant une face de contact apte à venir contre l’élément roulant de roulement, dans lequel ladite face de contact comprend une première section (109) en arc de cercle dans un plan transversal du palier ayant un premier rayon (Re1) et une seconde section (108) en arc de cercle adjacente à la première section dans le plan transversal, ladite seconde section ayant un second rayon (Re2) supérieur au premier rayon. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 3

Description

Palier de roulement mécanique à pistes en ogives
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne le domaine des paliers à roulement et plus particulièrement les paliers à roulement ayant des pites en ogives.
Etat de la technique antérieure
Dans les machines mécanique telles les pompes et les turbines de turbomachines, les liaisons pivots entre des éléments tournants et des éléments fixes sont assurées par des paliers.
Un palier 10 classique est représenté sur la figure 1, lequel est agencé pour assurer la rotation d’un arbre 1 ayant un axe de rotation par exemple un arbre d’une turbine par rapport à un carter 2 fixe de la turbine. Le palier 10 comprend une bague externe 3 formée par deux demi-bagues et agencée serrée contre le carter 2. Le palier 10 comprend aussi une bague interne 4 formée par deux demi-bagues et agencée serrée contre l’arbre 1. Une pluralité d’éléments de roulement tels des billes sont agencés entre la bague externe et la bague interne distribués circonférentiellement autour de l’axe de rotation.
Chacune de la bague interne et de la bague externe est maintenue fixe en translation dans la direction de l’axe de rotation par des écrous 5 vissés respectivement sur l’arbre 1 et le carter 2.
La figure 2 est un agrandissement du palier 10 représentant la disposition des billes 6 en contact avec les bagues interne et externe en particulier avec une première demi-bague 7 et une seconde demi-bague 8. La demi-bague 7 présente une section en arc de cercle dans un plan transversal du palier 10 ayant un premier rayon Re1s et un premier centre O1s. De la même façon, la demi-bague 8 présente une section en arc de cercle dans le plan transversal du palier 10 ayant un second rayon Re2s et un second centre O2s. Le premier rayon Re1s et le second rayon Re2s sont identiques et les demis-bagues 7 et 8 sont agencées de sorte que le premier centre O1s et le second centre O2s ne sont pas confondus mais agencés à une distance dite épaisseur de cale Eps l’un de l’autre. Ainsi, la bague interne et la bague externe comprenant les demis-bagues 7 et 8 présente une forme générale en ogive dans le plan transversal.
La position axiale et radiale des centres O1s et O2s ainsi que la valeur des rayons Re1s et Re2s ont une grande influence sur la répartition des contacts entre les billes 6 et les bagues interne et externe, ainsi que sur la gestion des jeux axiaux et radiaux propres au palier 10.
Lors du fonctionnement du palier 10, d’important chargements ou variations de température peuvent occasionner l’apparition de déviations de jeu occasionnant des fatigues de contact anormales, des déplacements dans des directions ou amplitudes non souhaitées, des glissements de roulements, et/ou des balourds vibratoires.
Il est nécessaire donc de trouver un compromis sur la géométrie des bagues interne et externe pour maintenir un jeu axial et radial acceptable fonctionnellement lors du fonctionnement du palier et d’assurer un jeu mini axial et radial pour chaque condition de fonctionnement.
Un des buts de l’invention est de remédier aux problèmes précités.
Un autre but de l’invention est de proposer un palier réduisant le jeu axial de l’arbre.
Un autre but de l’invention est de proposer un palier adapté aux charges radiales et axiales qu’il subit en fonctionnement.
Un autre but de l’invention est de proposer un palier plus fiable et plus performant.
A cet effet, l’invention propose un ensemble pour un roulement mécanique comprenant :
- un élément de roulement,
- une palier comprenant au moins une première bague ayant une face de contact apte à venir contre l’élément roulant du roulement mécanique,
dans lequel ladite face de contact comprend une première section en arc de cercle dans un plan transversal du palier ayant un premier rayon et une seconde section en arc de cercle adjacente à la première section dans le plan transversal, ladite seconde section ayant un second rayon, et
dans lequel le second rayon est supérieur au premier rayon.
L’invention est avantageuse en ce que le second rayon et le premier rayon sont différents de sorte que la courbure, i.e. la conformité de la première et de la deuxième section soient adaptées, est adaptée aux chargements axiaux et radiaux que subit la première bague, respectivement la deuxième bague lors de diverses phases de fonctionnement. En effet, la seconde section ayant le second rayon plus grand que le premier rayon supporte des charges moins importantes que la première section et peut ainsi être agencée du côté où les charges sont les moins importantes.
De plus, la seconde section permet de limiter le jeu axial de par la dimension du second rayon et l’agencement du centre de celui-ci.
L’ensemble proposée est donc plus fiable et plus performant.
La première bague peut être une bague interne du palier ou une bague externe du palier.
Le palier peut comprendre une seconde bague opposée à la première bague et ayant une face de contact apte à venir contre l’élément de roulement.
Selon un mode de réalisation, la face de contact de la seconde bague peut présenter une seule section en arc de cercle dans le plan transversal.
Selon un autre mode de réalisation, la face de contact de la seconde bague peut comprendre une première section en arc de cercle dans un plan transversal du palier ayant un premier rayon et une seconde section en arc de cercle adjacente à la première section dans le plan transversal, ladite seconde section ayant un second rayon.
Le second rayon de la seconde bague peut être supérieur au premier rayon de la seconde bague.
Ainsi, l’épaisseur de cale de la seconde bague est adaptée aux chargements axiaux et radiaux que subit la seconde bague lors de son fonctionnement. Le palier est ainsi plus fiable et plus performant.
En particulier, le second rayon de la seconde bague peut être égal au premier rayon de la seconde bague.
Selon un mode de réalisation, la première section de la première bague et la seconde section de la première bague peuvent être formées dans une seule pièce.
Selon un autre mode de réalisation, la première bague peut comprendre une première demi-bague comprenant la première section de la première bague et une seconde demi-bague comprenant la seconde section de la première bague, la seconde demi-bague de la première bague étant séparée de la première demi-bague de la première bague et adjacente à celle-ci.
Selon un mode de réalisation, la première section de la seconde bague et la seconde section de la seconde bague peuvent être formées dans une seule pièce.
Selon un autre mode de réalisation, la seconde bague peut comprendre une première demi-bague comprenant la première section de la seconde bague et une seconde demi-bague comprenant la seconde section de la seconde bague, la seconde demi-bague de la seconde bague étant séparée de la première demi-bague de la seconde bague et adjacente à celle-ci.
Avantageusement, l’élément de roulement peut être du type bille de roulement ou du type rouleau de roulement.
L’ensemble selon l’invention peut être agencé dans une turbine d’une turbomachine.
En particulier, la première bague peut être fixée à un carter de la turbine et la seconde bague peut être fixée à un arbre de la turbine.
Brève description des figures
la figure 1, déjà décrite, représente un ensemble de roulement mécanique connu de l’état de la technique.
la figure 2, déjà décrite, représente une vue agrandie d’un palier et un élément de roulement de l’ensemble de roulement mécanique de la figure 1.
la figure 3 représente une vue agrandie d’une réalisation d’un ensemble pour roulement mécanique selon l’invention, vu en coupe dans un plan transversal du roulement mécanique.
Description détaillée de l’invention
Sur la figure 3, une bague 100 d’un palier est représentée comprenant une première demi-bague 107 et une seconde demi-bague 108. La bague 100 présente dans un plan transversal du palier une face de contact apte à être en contact contre un élément de roulement 106 répartie sur la première demi-bague 107 et la seconde demi-bague 108.
La face de contact de la bague 100 comprend une première section 109 en arc de cercle agencée dans la première demi-bague 107 et une seconde section 110 en arc de cercle agencée dans la seconde demi-bague 108. La première section 109 en arc de cercle a un premier rayon Re1 et un centre de cercle O1 et la seconde section 110 présente un second Re2 ayant un centre de cercle O2. Le premier rayon Re1 est différent du second rayon Re2 de sorte que la bague 100 présente une face de contact ayant la forme d’une ogive asymétrique.
De cette façon, la seconde section 410 est adaptée à supporter des niveaux de chargement axiaux et radiaux différents des niveaux de chargement axiaux et radiaux de la première section 109. Le palier équipé de la bague 100 peut ainsi être agencé dans un environnement ou les chargements ne sont pas uniformément répartis. Le palier équipé de la bague 100 est ainsi plus fiable et plus performant et présente une meilleure longévité.
L’élément de roulement de la figure 3 est une bille ayant un rayon R et un centre de bille O. En variante, l’élément de roulement 106 peut être un rouleau toroïdal.
La bague 100 peut être une bague interne du palier c’est-à-dire une bague installée contre un arbre ou une bague externe du palier c’est-à-dire une bague installée contre un alésage dans lequel est agencé l’arbre.
En variante, la bague 100 peut être formée dans une pièce comprenant la première section 109 et la deuxième section 110 adjacente l’une à l’autre.
La figure 3 représente en trait discontinu une section de référence 111 correspondant à la section de la demi-bague 8 de la figure 2. La section de la demi-bague 8 est en arc de cercle ayant un rayon de référence Re2s et un centre de cercle O2s. En comparaison avec le palier 10 de la figure 1, la bague 100 selon l’invention présente une épaisseur de cale Ep, i.e. une distance entre le centre de cercle O1 et le centre de cercle O2 supérieur à l’épaisseur de cale Eps formé par les demi-bagues 7 et 8 de l’état de la technique.
La bague selon l’invention permet d’obtenir une épaisseur de cale plus importante et de réduire en outre le jeu axial et radial de l’élément de roulement 106.
La bague 100 peut être intégrée dans un palier dans un agencement en opposition à une bague complémentaire pour enfermer l’élément de roulement 106.
Par exemple, la bague complémentaire peut être formée par les demi-bagues 7 et 8.
En variante, la bague complémentaire peut être une bague identique à la bague 100 ou une bague structurellement similaire à la bague 100 mais présentant un premier rayon et un second rayon différent du premier rayon Re1 et du second rayon Re2 de la bague 100.
Dans une autre variante, la bague complémentaire peut être formée dans une seule pièce comprenant une face de contact présentant une seule section en arc de cercle.

Claims (13)

  1. Ensemble pour un roulement mécanique comprenant:
    - un élément de roulement (106),
    - un palier comprenant au moins une première bague (100) ayant une face de contact apte à venir contre l’élément roulant de roulement,
    dans lequel ladite face de contact comprend une première section (109) en arc de cercle dans un plan transversal du palier ayant un premier rayon (Re1) et une seconde section (108) en arc de cercle adjacente à la première section dans le plan transversal, ladite seconde section ayant un second rayon (Re2) supérieur au premier rayon.
  2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel la première bague est une bague interne du palier ou une bague externe du palier.
  3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, comprenant une seconde bague opposée à la première bague et ayant une face de contact apte à venir contre l’élément de roulement.
  4. Ensemble selon la revendication 3, dans lequel la face de contact de la seconde bague présente une seule section en arc de cercle dans le plan transversal.
  5. Ensemble selon la revendication 3, dans lequel la face de contact de la seconde bague comprend une première section en arc de cercle dans un plan transversal du palier ayant un premier rayon et une seconde section en arc de cercle adjacente à la première section dans le plan transversal, ladite seconde section ayant un second rayon.
  6. Ensemble selon la revendication 5, dans lequel le second rayon de la seconde bague est supérieur au premier rayon de la seconde bague.
  7. Ensemble selon la revendication 5, dans lequel le second rayon de la seconde bague est égal au premier rayon de la seconde bague.
  8. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel la première section de la première bague et la seconde section de la première bague sont formées dans une seule pièce.
  9. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel la première bague comprend une première demi-bague (107) comprenant la première section de la première bague et une seconde demi-bague (108) comprenant la seconde section de la première bague, la seconde demi-bague de la première bague étant séparée de la première demi-bague de la première bague et adjacente à celle-ci.
  10. Ensemble selon l’une des revendications 5 à 9, dans lequel la première section de la seconde bague et la seconde section de la seconde bague sont formées dans une seule pièce.
  11. Ensemble selon l’une des revendications 5 à 9, dans lequel la seconde bague comprend une première demi-bague comprenant la première section de la seconde bague et une seconde demi-bague comprenant la seconde section de la seconde bague, la seconde demi-bague de la seconde bague étant séparée de la première demi-bague de la seconde bague et adjacente à celle-ci.
  12. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 11, dans lequel l’élément de roulement est du type bille de roulement.
  13. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 11, dans lequel l’élément de roulement est du type rouleau de roulement.
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