Lubricant starvation in elastohydrodynamic large-size spinning contacts - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Lubricant starvation in elastohydrodynamic large-size spinning contacts

Sous-alimentation des Contacts EHD de grandes dimensions en pivotement

Résumé

This thesis is dedicated to the study of large-size spinning contacts located at the interface between the roller-end and the flange in rolling-element bearings. The main goal of the study is to evaluate the influence of lubricant starvation on the film thickness distribution of the contact and analyze how spinning might affect this mechanism. Due to its importance in the reliability and performance of the bearing, the focus is set of the local minimum film thickness found at the low velocity region of the contact area. To tackle this problem, a dual numerical-experimental approach is proposed. The film thickness distribution of spinning contacts is investigated numerically by means of a finite element model previously validated by two dedicated test rigs: Jerotrib and Tribogyr. The simulation of different operating, kinematic, geometric and lubrication conditions enables to write an analytic expression for predicting the aforementioned critical film thickness. At the same time, novel techniques to experimentally induce and control starvation in the contact are implemented into both test rigs and their results are contrasted with those of the simulation. It is demonstrated that the effects of spinning and starvation add up, so that the film thickness distribution of the spinning contact remains asymmetric but tends to a more Hertzian, and therefore thinner, distribution when limiting the oil supply upstream of the contact’s inlet.
Cette thèse est dédiée à l'étude des contacts pivotants de grandes dimensions situés à l'interface entre l'extrémité du rouleau et le collet de la bague des roulement. L'objectif principal de l'étude est d'évaluer l'influence de la sous-alimentation sur la distribution d'épaisseur de film du contact et d'analyser comment le pivotement pourrait affecter ce mécanisme. En raison de son importance dans la fiabilité et la performance du roulement, l'accent est mis sur l'épaisseur de film minimale locale située dans la région de faible vitesse de la zone de contact. Pour résoudre ce problème, une double approche numérique-expérimentale est proposée. La distribution de l'épaisseur de film des contacts pivotants est étudiée numériquement à l’aide d'un modèle d'éléments finis préalablement validé par deux bancs d'essai dédiés: Jerotrib et Tribogyr. La simulation de différentes conditions opératoires, cinématiques, géométriques et de lubrification permet d'écrire une expression analytique pour prédire l'épaisseur critique du film précédent. En même temps, de nouvelles techniques pour induire et contrôler expérimentalement la sous-alimentation au contact sont mises en œuvre dans les deux bancs d'essai et leurs résultats sont comparés à ceux de la simulation. Il est démontré que les effets du pivotement et de la sous-alimentation s’additionnent, de sorte que la distribution de l’épaisseur de film du contact pivotant reste asymétrique mais tend à une distribution plus hertzienne, et donc plus mince, lors de la limitation de l’alimentation en huile en amont de l’entrée du contact.
Fichier principal
Vignette du fichier
FINAL CORRECTED VERSION V2.pdf (7.56 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-04492744 , version 1 (06-03-2024)

Identifiants

Citer

Alberto Porras-Vazquez. Lubricant starvation in elastohydrodynamic large-size spinning contacts. Engineering Sciences [physics]. INSA Lyon, 2020. English. ⟨NNT : 2020LYSEI109⟩. ⟨tel-04492744⟩
12 Consultations
2 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More