Rendement de palier (engrenages)

[invitefcd0b693]

Bonjour,
Toujours pour une étude de rendements dans les engrenages, je souhaite sans y parvenir à calculer le rendement d'un palier (palier lisse, roulement, etc.).
Ce que je possède :
- facteurs de frottement du palier lisse (0.03 en moyenne)
- facteur de frottement du roulement (0.00325 en moyenne)
- toutes les dimensions des roues de l'engrenage
J'ai fait l'étude d'un pignon de petite taille (6cm de diamètre) entraînant une roue légèrement plus grande et LIBRE (sans chargement), et j'obtiens le couple à fournir pour vaincre le frottement et faire tourner la deuxième roue. Mais cela ne me donne pas le rendement, et de toute façon les couples obtenus me semblent extrêmement faibles (0.007 N.m et 0.0008 N.m environ).
Savez-vous comment faire pour avoir le rendement (je devrais trouver quelque chose entre 0.8 et 0.9 pour un palier lisse je pense) ???
Merci pour votre aide,

Simon
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[Zozo_MP]

Bonjour

couple à fournir pour vaincre le frottement

frottement ou inertie ??

J'avais cru comprendre que le frottement est un facteur minorant toutes choses égales par ailleurs.
Il s'agirait alors plus de compenser que de vaincre, ou minoration d'un résultat théorique calculer sans frottement.

Cordialement

[invitefcd0b693]

Il s'agit bien de fournir une force pour faire tourner la roue (l'étude est statique), donc je disais vaincre le frottement pour dire passer de la statique à la dynamique, quel couple appliquer au pignon pour mettre la roue en marche. Surement une petite erreur de vocabulaire. De toute façon je ne pense pas être parti sur la bonne piste en calculant ce couple, ce qu'il me faut c'est le rendement.

[invitee0b658bd]

bonjour,
tes frottements peuvent se decomposer en deux grandes familles, mais les deux vont dependre de la pression de contact dans ton palier
le frotement sec est simplement proportionel à la pression
le frotement visqueux est proportionel à la pression et à la vitesse
si tes paliers sont bons, c'est normal qu'a charge nulle ou trés faible les couples soient ridicules
si tu as les differents coeffs te permettant de modeliser tes frottements, il faut que tu calcules la pression de contact dans tes paliers en fonction de ta charge et tu peux tracer une courbe de rendement en fonction de la charge.
fred

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitefcd0b693]

Pour les frottements, je vais me contenter des facteurs de frottement donnés (bronze sur acier par exemple pour le palier lisse, puis j'essayrai avec un autre pour modéliser un roulement, etc.).
Je suppose que je dois isoler la roue entraînée (sur son axe). S'appliquent donc les forces suivantes :
1- Forces exercées sur les dents par le pignon, modélisées par une force tangente à la roue.
2- Forces de frottement, modélisées par une force normale à l'axe des centres des deux roues (même si le pignon entraînant n'est pas modélisé ici...).
3- Force de résistance symbolisant la charge, diamètralement opposée à la force exercée par le pignon, d'axe parallèle, et dans le sens opposé.
4- Force symbolisée par le poids de la roue.
5?- Les forces que j'ai oubliées.
Bien entendu, je ne parle pas ici des frottements entre le pignon et la roue, ça j'ai déjà calculé.
Une fois que j'ai ça, je suis perdu pour l'obtention d'un rendement... Il me manque des données, et je ne sais pas comment partir..
Merci beaucoup,

Simon

[invite69483f5c]

Bonjour,

Attention avec les roulements suivant leur qualité et s'ils sont étanches ou pas ils n'ont pas la même résistance à la rotation, donc le rendement ne sera pas le même.

[invitefcd0b693]

Tout à fait, mais cela dépend de leur frottement principalement je pense, et je ne parviens toujours pas à calculer les rendements, quels que soient les frottements.

[invite69483f5c]

Bonjour,

ci-joint un lien pour le frottement d'un type de roulement, mais en cherchant dans la doc technique, il doit y avoir pour les autres types.

http://www.ntn-europe.com/fr/fr/docu...hauffement.pdf

[invitefcd0b693]

Merci, mais pour les frottements je n'ai pas vraiment de soucis, c'est surtout le rendement que je cherche à calculer.

Toutefois il y a une formule de perte de chaleur du type "Q = 0.105 10^-6Mn N", avec Q la perte de chaleur en kW, M le "moment de frottement" en N.mm et n la vitesse de rotation en tr/min... Aucune indication sur le dernier "N", pourquoi est-il séparé du reste de la formule par un espace, d'où il vient, etc. Donc ça manque un peu de rigueur à mon sens, mais peut-être que c'est moi qui ne comprend rien.

[invitee0b658bd]

Bonjour,
je crois qu'il serait plus "sain" d'envisager d'evaluer la puissance consommée par un palier en fonction de la charge
un rendement suppose une puissance en entrée et une puissance en sortie
si la puissance de sortie est nulle les rendement est nul
fred

[invite0324077b]

un palier n'a pas de rendement

pour qu'une machine ait un rendement mesurable il faut qu'il y ai une puissance d'entré et une puissance de sortie

un reduicteur a engrenage a un rendement mesurable

un palier contribue au rendement d'un reducteur , mais il ne fait qu'y contribuer : c'est le diametre des engrenage qui determine le raport entre couple a transmettre et effort sur le palier , ensuite c'est le diametre du palier qui permet de calculer le couple de frottement ( ou de roulement ) sur le palier : donc toutes les dimension interviennent et le resultat peut aller du meilleur et au pire

ne cherche pas un resultat du genre : un palier de tel type a un rendement de x%

il en va de meme pour les engrenages : tout les livres de technologie qui disent qu'un engrenage grossier a un rendement de x% et un engrenage precis rectifié de x% sont des aneries

[invitefcd0b693]

tout les livres de technologie qui disent qu'un engrenage grossier a un rendement de x% et un engrenage precis rectifié de x% sont des aneries

Pas tant que ça finalement, j'ai calculé le rendement de deux roues d'engrenage droit à denture droite grâce à la dissipation de châleur, et j'obtiens bien une valeur de 0.98, comme l'indiquent pas mal de livres.

De même si on considère les paliers, il y a frottement donc il y a dissipation de châleur, donc il y a rendement, même s'il faut effectivement faire le calcul en fonction des puissance d'entrée et de sortie, ce qui est logique.

Mais ça n'est tout de même pas pour rien qu'on dit qu'un palier a un rendement de 0.9, c'est juste très approximatif et peut être un peu un abus de langage, mais ça n'est pas foncièrement faux.

Du coup j'abandonne ce calcul pour maintenant car d'autres choses plus importantes à faire, mais si je trouve un résultat plus tard je posterai ma démarche ici.

Encore merci,

Simon

[Jaunin]

Bonjour, SimonAndYou,
Je vous joins en MP un document sur les frottements dans les paliers.
Avez-vous fait une recherche sur le forum, par exemple : http://forums.futura-sciences.com/te...-grippage.html
Cordialement.
Jaunin__

[invitefcd0b693]

Merci beaucoup, dès que possible je regarde ce document.
Je n'ai pas pensé à faire de recherche sous le terme "grippage".
Encore merci

Simon

[invite0324077b]

parlons de palier lisse : imaginon que le coeficient de frotement soit constant dans tous les cas (dans la realité c'est pire)

puissance d'entré : ca ne donne pas l'effort radial sur le palier

couple = puissance / vitesse

ca ne donne toujours pas l'effort sur le palier

force radiale = couple / rayon de l'engrenage : ce n'est qu'aproximatif : il faut plutot tracer la ligne d'action a 20° en general et tracer un cercle plus petit que le cercle primitif tangent a la ligne d'action

force radiale = couple / rayon du cercle dont je vient de parler dont je ne me rapelle plus du nom


la force sur le palier ne donne toujours pas ce que l'on cherche

couple perdu en frottement = force radiale x coef frottement x rayon du palier

couple perdu en frottement / couple utile , c'est pas loin du rendement


couple perdu / couple utile = couple x coef frotement x rayon du palier / couple x rayon engrenage

couple perdu / couple utile = coef de frotement x rayon palier / rayon engrenage

ca confirme ce que je disait : plus le palier est petit plus l'engrenage est grand plus la perte diminue : presque jusqu'a zero donc rendement presque 100%

inversement quand on veut diminuer l'encombrement et qu'on choisi un engrenage trop petit la perte devient catastrophique : l'engrenage petit fait un gros effort radial ce qui oblige a augmenter le diametre du palier ce qui agrave encore les choses

[invitefcd0b693]

force radiale = couple / rayon du cercle dont je vient de parler dont je ne me rapelle plus du nom

Il s'agit du cercle de base, si j'ai bien compris.

couple perdu en frottement = force radiale x coef frottement x rayon du palier

Je pense que c'est l'élément qui me manquait... Ca semble assez simple vu comme ça. Je vais étudier ça...