Contacts pivotants de grande dimension
Abstract
Dans le cadre d'un partenariat de longue durée entre SKF et l'INSA de Lyon, la machine Tribogyr a été développée au sein du LaMCoS dans le but d'effectuer des expérimentations représentatives du contact collet-rouleau d'un roulement [1]. Elle permet l'observation in-situ du champ de l'épaisseur de film dans le contact, par interférométrie optique [2]. On mesure aussi les coefficients de frottement longitudinaux et transverses ainsi que le couple généré par le contact. La machine Tribogyr a pu être utilisée, en parallèle avec un modèle numérique thermo-élastohydrodynamique, pour améliorer significativement la compréhension des phénomènes physiques présents dans ces contacts collet-rouleau. Ce contact circulaire et non-conforme a pour caractéristique d'être de grande dimension tout en subissant des pressions de contact modérées (<0.5 GPa). Son autre particularité est sa cinématique qui comporte du roulement-glissement auquel s'ajoute du pivotement et du skew (obliquité), qui induisent un champ de vitesses dont le module et l'orientation varient sur la surface du contact. Un cisaillement important et inhomogène sur l'aire de contact est obtenu. Ceci se traduit par une diminution globale de l'épaisseur de lubrifiant (due principalement à l'échauffement du fluide) quand le pivotement augmente, et une diminution de l'épaisseur minimale du côté du contact où la vitesse des solides est réduite par la présence de pivotement [3]. Pour se rapprocher du cas industriel de contact collet-rouleau, une étude en cours porte sur des contacts de type non-elliptique issus de la rencontre d'un tore et d'un plan. De la même manière que pour les contacts circulaires, une approche duale (expérimentale et numérique) est menée, l'objectif visé est de comprendre les phénomènes qui gouvernent la physique de ce contact.