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WO2015181466A1 - Systeme de roulement a palier de secours integre - Google Patents

Systeme de roulement a palier de secours integre Download PDF

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WO2015181466A1
WO2015181466A1 PCT/FR2015/051300 FR2015051300W WO2015181466A1 WO 2015181466 A1 WO2015181466 A1 WO 2015181466A1 FR 2015051300 W FR2015051300 W FR 2015051300W WO 2015181466 A1 WO2015181466 A1 WO 2015181466A1
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WO
WIPO (PCT)
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ring
bearing
rolling
series
relief
Prior art date
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Application number
PCT/FR2015/051300
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English (en)
Inventor
Claude CHUDZIK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Societe Motorisations Aeronautiques SA
Original Assignee
Societe Motorisations Aeronautiques SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe Motorisations Aeronautiques SA filed Critical Societe Motorisations Aeronautiques SA
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F16C19/181—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact
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    • F16C19/184—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
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    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/23—Gas turbine engines
    • F16C2360/24—Turbochargers

Definitions

  • the present invention relates to an integrated emergency bearing bearing system, comprising a first ring mounted on a rotating shaft, a second ring secured to a fixed frame, first and second series of rolling members interposed between the first and second rings, and lubrication means of the first and second series of rolling members, the first and second series of rolling members being spaced apart from each other along an axis of the rotating shaft of to define a double-acting rolling system.
  • Rotating shaft support bearing systems may be subject to failure, particularly due to bearing wear.
  • the existing emergency bearings used on turbomachines are mainly intended to avoid the risk of an explosive rupture of the blades in case of bearing damage. They do not allow a priori operation in degraded mode.
  • the existing technology is cumbersome and does not allow damping the tree vibration modes including in the case of normal operation.
  • the present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks of known bearing systems.
  • the invention aims to provide a compact integrated emergency bearing bearing system which is suitable for shafts rotating at high rotation speed and allows, firstly in normal operation (when the priority guidance is ensured by the bearings) and on the other hand in degraded mode (when the bearings have a pronounced wear or a failure), to create a damping of the vibrations of the shaft or to counter an accidental unbalance.
  • an integrated emergency bearing system comprising a first ring mounted on a rotating shaft, a second ring secured to a fixed frame, first and second series of rolling members interposed between the first and second rings. and second rings, the first and second sets of rolling members being spaced from each other along an axis of the rotating shaft so as to define a double-acting rolling system, and means for lubricating said first and second series of rolling members, characterized in that it further comprises a relief sliding bearing interposed on the one hand between said first and second rings and on the other hand between the first and second series of rolling members, in that the means of lubrication are made in such a way as to ensure the interposition of an oil film in games formed on the one hand between the first ring and the emergency sliding bearing and, on the other hand, between the second ring and the relief plain bearing, the clearance between the emergency sliding bearing and the first ring being greater than the functional clearance of the first and second series of rolling members throughout the thermal operating range of the rolling system, in that abutments are formed
  • the emergency sliding bearing is made of a material with a low coefficient of friction and may for example be made of spongy bronze.
  • the system further comprises sensors of physical quantities arranged on the second ring in the vicinity of the relief smooth bearing and a monitoring system for detecting malfunctions measured by said sensors.
  • the physical quantity sensors may comprise at least one temperature measuring sensor, a functional clearance loss measuring sensor, a contact pressure measurement sensor on the emergency sliding bearing or an accelerometer.
  • the first ring is an inner ring and the second ring is an outer ring.
  • the first ring is an outer ring and the second ring is an inner ring.
  • the first ring is made in two parts contiguous axially in a central zone located between the first and second series of rolling members.
  • the system according to the invention can be applied in particular to the support of the shaft of a turbocompressor, so as to allow operation of the turbocharger in degraded mode on the relief slide bearing in the event of failure of the first series of members running gear or the second set of running gear.
  • an integrated emergency bearing bearing system can be used to guide rotating assemblies in a wide range including in particular heat engines, electric motors, pumps, or more generally any system with rotating parts, whether with a rotating inner ring bearing or a rotating outer ring bearing technology.
  • the system according to the invention is simplified with respect to a more complex complete redundancy system to be implemented consisting of doubling the sets of rolling elements.
  • FIG. 1 is a schematic axial sectional view of an exemplary integrated bearing bearing system according to the invention.
  • the rolling system comprises a first ring 2 which is mounted on a rotating shaft 1 and can advantageously be made in two parts 21, 22 contiguous axially in a median zone situated between first and second series of rolling members 4a, 4b, such as balls, which are interposed between the first ring 2 and a second ring 3 integral with a fixed frame 10.
  • the two parts 21, 22 are locked axially on the rotating shaft 1.
  • the first and second series of rolling members 4a, 4b interposed between the first and second rings 2, 3, are spaced from each other along an axis X'-X of the rotating shaft 1 of to define a double-acting rolling system.
  • Orifices 31, 32 are formed in the second ring 3 to lubricate the first and second series of rolling members 4a, 4b.
  • a relief sliding bearing 5 is interposed on the one hand between the first and second rings 2, 3 and on the other hand between the first and second series of rolling members 4a, 4b.
  • the relief sliding bearing 5 is made of a material with a low coefficient of friction and may be made for example of spongy bronze.
  • the lubricating orifices 31, 32 formed in the second ring 3 in the vicinity of the two sets of rolling members 4a, 4b and one or more additional lubrication orifices 33 formed in the second ring 3 in the zone between the two series of rolling members 4a, 4b are made so as to ensure the interposition of a film of oil in sets 8, 9 formed on the one hand between the first ring 2 and the relief sliding bearing 5 and other part between the second ring 3 and the relief plain bearing 5.
  • the clearance 8 formed between the relief sliding bearing 5 and the first rotating ring 2 is greater than the functional clearance of the first and second series of rolling members 4a, 4b throughout the thermal operating range of the rolling system.
  • Stoppers 6, 7 are preferably formed on the first ring 2 on the one hand between the first series of rolling elements 4a and the relief sliding bearing 5 and on the other hand between the second series of rolling elements 4b. and the emergency support bearing 5.
  • the lubrication holes 31, 32 formed in the second ring 3 in the vicinity of the two sets of rolling members 4a, 4b being oriented towards the tracks of the rolling members are also opposite free spaces 61, 71 formed between the stops 6, 7 and the relief sliding bearing 5.
  • the orifices 33 formed in the second ring 3 in a central zone are also arranged in view of orifices 51 formed in the relief sliding bearing 5 to ensure lubrication of the portion of the sliding bearing may be in contact with the rotating elements (rotating half-rings 21, 22).
  • the stops 6, 7 play in particular a barrier role against the metal particles generated by the degradation of the rolling system, and contribute to maintaining the effectiveness of the central lubrication principle through the orifices 33, 51.
  • the rolling system according to the The invention is thus more robust with regard to possible pollution of the lubricating oil by metal particles or silica, for example, which may originate from the degradation of the rolling elements 4a, 4b or associated raceways.
  • the sliding bearing 5 can thus operate as a crushed film damper ("squeeze film" in English) by a metering and a distribution of the oil flow derived from a main supply circuit and introduced in the games 8 and 9.
  • Sets 8 and 9 of the emergency bearing range 5 / rings 21, 22 and emergency bearing 5 / ring 3 are defined to ensure the damping function of the rotating assembly and to limit the vibration fatigue of the rolling parts of the bearing.
  • the rolling system according to the invention further comprises sensors 11, 12 of physical quantities arranged on the second ring 3 in the vicinity of the relief smooth bearing 5 and a monitoring system 13 intended to detect malfunctions measured by the sensors 11, 12.
  • the physical quantity sensors 11, 12 comprise at least one temperature measuring sensor, a functional clearance loss measuring sensor, a contact pressure measuring sensor on the emergency sliding bearing 5 or an accelerometer.
  • the signals delivered by the sensors 11, 12 are processed by the monitoring system 13 which records the detection of malfunctions and can trigger an alarm to inform a user of the degradation of the bearing.
  • the monitoring system 13 which records the detection of malfunctions and can trigger an alarm to inform a user of the degradation of the bearing.
  • a sliding bearing 5 having a coefficient of friction as small as possible on the non-rotating part of the rolling system (ring 3).
  • a clearance 8 is formed at least between the sliding bearing 5 and the rotating part (ring 2), this clearance 8 being greater than the functional clearance of the rolling system throughout the thermal operating range, that is to say whatever are the dilations in this operating range.
  • the sliding bearing 5 comes into action in case of loss of centering of the moving parts.
  • the lubrication is permanent and results from a leakage flow derived from the lubrication flow of the rolling elements 4a, 4b of the rolling system.
  • FIG 1 there is shown an inner rotating ring 2 and an outer fixed ring 3.
  • the invention applies in the same way to the case of a bearing system comprising an outer hollow shaft and an inner fixed frame, such as a mandrel, that is to say a system comprising a rotating ring. outer and an inner fixed ring.
  • the invention thus consists in introducing, within a bearing rolling system, a sliding bearing 5 which, in the event of the rolling elements 4a, 4b, degrade, has the guiding and holding function normally provided by the elements. 4a, 4b and the tracks formed on the rings 2 and 3 to cooperate with the elements of bearing 4a, 4b.
  • a user can be warned of a malfunction by the monitoring system 13 which monitors the rolling system with the aid of one or more sensors 11, 12 intended in particular to measure the clearance, the stress at the level of the bearing. relief or temperature.
  • the invention can be applied in a wide variety of ways to all rolling bearing systems intended to guide rotary assemblies, in particular for thermal engines, electric motors, pumps or any system having rotating parts, whether either with a rotating inner ring technology, as shown in Figure 1 or with a rotating outer ring technology, for which the invention can be applied in the same manner.

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Abstract

Le système de roulement à palier de secours intégré comprend une première bague (2) montée sur un arbre tournant (1), une deuxième bague (3) solidaire d'un bâti (10) fixe et des première et deuxième séries d'organes de roulement (4a, 4b) interposés entre les première et deuxième bagues (2, 3) et des organes (31, 32) de lubrification des première et deuxième séries d'organes de roulement (4a, 4b). Le système comprend en outre un palier lisse de secours (5) interposé d'une part entre les première et deuxième bagues (2, 3) et d'autre part entre les première et deuxième séries d'organes de roulement (4a, 4b) et les organes (31, 32, 33) de lubrification sont réalisés de manière à assurer l'interposition d'un film d'huile dans des jeux (8, 9) ménagés d'une part entre la première bague (2) et le palier lisse de secours (5) et d'autre part entre la deuxième bague (3) et le palier lisse de secours (5), le jeu (8) ménagé entre le palier lisse de secours (5) et la première bague (2) étant supérieur au jeu fonctionnel des première et deuxième séries d'organes de roulement (4a, 4b) dans toute la plage de fonctionnement thermique du système de roulement.

Description

Système de roulement à palier de secours intégré
Domaine de l'invention
La présente invention concerne un système de roulement à palier de secours intégré, comprenant une première bague montée sur un arbre tournant, une deuxième bague solidaire d'un bâti fixe, des première et deuxième séries d'organes de roulement interposés entre les première et deuxième bagues, et des moyens de lubrification des première et deuxième séries d'organes de roulement, les première et deuxième séries d'organes de roulement étant espacées l'une de l'autre le long d'un axe de l'arbre tournant de manière à définir un système de roulement à double effet.
Art antérieur
Les systèmes de roulement de support d'arbres tournants peuvent être soumis à des défaillances notamment suite à une usure des roulements.
Lorsqu'un système de roulement supporte par exemple un arbre de turbocompresseur équipant un aéronef, une défaillance de ce système de roulement peut avoir des conséquences très dommageables.
Dans la plupart des cas, les conséquences de cette défaillance se traduisent par la perte du guidage et du maintien des parties tournantes qui rentrent en contact avec les parties fixes.
Ceci entraîne une chute brutale du régime de rotation avec perte du débit d'air et donc de la puissance des turbomachines ou des moteurs thermiques suralimentés, ainsi que les événements associés tels que la rupture et la perte des aubes de la roue de compresseur et de la turbine, ou l'introduction de vibrations par l'apparition de forts balourds.
Dans des applications particulières mettant en œuvre un turbocompresseur, une turbomachine ou un réacteur, il est impératif d'écarter tout risque de ce type d'endommagement.
On a déjà proposé d'équiper des turbomachines de paliers de secours, mais ceux-ci sont positionnés à l'extérieur des systèmes de roulement et sont généralement des paliers à portées métalliques. Cette technologie n'est pas adaptée aux roulements ayant un régime de rotation élevé et à faible encombrement, comme c'est le cas pour les roulements utilisés dans les turbocompresseurs de suralimentation des moteurs thermiques par exemple.
Par ailleurs, les paliers de secours existants utilisés sur des turbomachines ont essentiellement pour but d'éviter le risque d'une rupture explosive des aubages en cas d'endommagement des roulements. Ils ne permettent pas a priori un fonctionnement en mode dégradé. La technologie existante est encombrante et ne permet pas d'amortir les modes de vibration d'arbre y compris dans le cas d'un fonctionnement normal.
Objet et description succincte de l'invention
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités des systèmes de roulement connus.
De façon plus particulière, l'invention vise à réaliser un système compact de roulement à palier de secours intégré qui soit adapté à des arbres tournant à grande vitesse de rotation et permette, d'une part en fonctionnement normal (lorsque le guidage prioritaire est assuré par les roulements) et d'autre part en mode dégradé (lorsque les roulements présentent une usure prononcée ou une défaillance), de créer un amortissement des vibrations de l'arbre ou de contrer un balourd accidentel.
Ces buts sont atteints grâce à un système de roulement à palier de secours intégré, comprenant une première bague montée sur un arbre tournant, une deuxième bague solidaire d'un bâti fixe, des première et deuxième séries d'organes de roulement interposées entre les première et deuxième bagues, les première et deuxième séries d'organes de roulement étant espacées l'une de l'autre le long d'un axe de l'arbre tournant de manière à définir un système de roulement à double effet, et des moyens de lubrification desdites première et deuxième séries d'organes de roulement, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un palier lisse de secours interposé d'une part entre lesdites première et deuxième bagues et d'autre part entre les première et deuxième séries d'organes de roulement, en ce que les moyens de lubrification sont réalisés de manière à assurer l'interposition d'un film d'huile dans des jeux ménagés d'une part entre la première bague et le palier lisse de secours et d'autre part entre la deuxième bague et le palier lisse de secours, le jeu ménagé entre le palier lisse de secours et la première bague étant supérieur au jeu fonctionnel des première et deuxième séries d'organes de roulement dans toute la plage de fonctionnement thermique du système de roulement, en ce que des butées sont formées sur la première bague d'une part entre la première série d'éléments de roulement et le palier lisse de secours et d'autre part entre la deuxième série d'éléments de roulement et le palier lisse de secours, et en ce que les moyens de lubrification comprennent des orifices formés dans la deuxième bague, soit en regard d'espaces libres ménagés entre lesdites butées et le palier lisse de secours, soit en regard d'orifices formés dans le palier lisse de secours.
Le palier lisse de secours est réalisé en un matériau à faible coefficient de frottement et peut par exemple être réalisé en bronze spongieux.
Selon un aspect de la présente invention, le système comprend en outre des capteurs de grandeurs physiques disposés sur la deuxième bague au voisinage du palier lisse de secours et un système de surveillance destiné à détecter des dysfonctionnements mesurés par lesdits capteurs.
Dans ce cas, les capteurs de grandeurs physiques peuvent comprendre au moins un capteur de mesure de température, un capteur de mesure de perte de jeu fonctionnel, un capteur de mesure de pression de contact sur le palier lisse de secours ou un accéléromètre.
Selon un premier mode de réalisation possible, la première bague est une bague intérieure et la deuxième bague est une bague extérieure.
Selon un deuxième mode de réalisation possible, la première bague est une bague extérieure et la deuxième bague est une bague intérieure.
Selon un mode de réalisation avantageux, la première bague est réalisée en deux parties accolées axialement dans une zone médiane située entre les première et deuxième séries d'organes de roulement. Le système selon l'invention peut être appliqué en particulier au support de l'arbre d'un turbocompresseur, de manière à permettre un fonctionnement du turbocompresseur en mode dégradé sur le palier lisse de secours en cas de défaillance de la première série d'organes de roulement ou de la deuxième série d'organes de roulement.
D'une manière générale, un système de roulement à palier de secours intégré selon l'invention peut être utilisé pour assurer le guidage d'ensembles tournants dans un large domaine comprenant notamment des moteurs thermiques, des moteurs électriques, des pompes, ou plus généralement tout système ayant des pièces en rotation , que ce soit avec une technologie de roulement à bague intérieure tournante ou à bague extérieure tournante.
Le système selon l'invention est simplifié par rapport à un système à redondance complète plus complexe à mettre en œuvre consistant à doubler les ensembles d'éléments de roulement.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un exemple de système de roulement à palier de secours intégré conforme à l'invention.
Description détaillée de modes particuliers de réalisation
Si l'on se reporte à la figure 1, on voit le principe d'un système de roulement à palier de secours intégré réalisé conformément à l'invention.
Le système de roulement comprend une première bague 2 qui est montée sur un arbre tournant 1 et peut être avantageusement réalisée en deux parties 21, 22 accolées axialement dans une zone médiane située entre des première et deuxième séries d'organes de roulement 4a, 4b, tels que des billes, qui sont interposées entre la première bague 2 et une deuxième bague 3 solidaire d'un bâti 10 fixe. Les deux parties 21, 22 sont bloquées axialement sur l'arbre tournant 1.
Les première et deuxième séries d'organes de roulement 4a, 4b interposées entre les première et deuxième bagues 2, 3, sont espacées l'une de l'autre le long d'un axe X'-X de l'arbre tournant 1 de manière à définir un système de roulement à double effet. Des orifices 31, 32 sont ménagés dans la deuxième bague 3 pour assurer la lubrification des première et deuxième séries d'organes de roulement 4a, 4b.
Selon l'invention, un palier lisse de secours 5 est interposé d'une part entre les première et deuxième bagues 2, 3 et d'autre part entre les première et deuxième séries d'organes de roulement 4a, 4b.
Le palier lisse de secours 5 est réalisé en un matériau à faible coefficient de frottement et peut être réalisé par exemple en bronze spongieux.
Les orifices 31, 32 de lubrification ménagés dans la deuxième bague 3 au voisinage des deux séries d'organes de roulement 4a, 4b et un ou plusieurs orifices supplémentaires 33 de lubrification ménagés dans la deuxième bague 3 dans la zone située entre les deux séries d'organes de roulement 4a, 4b sont réalisés de manière à assurer l'interposition d'un film d'huile dans des jeux 8, 9 ménagés d'une part entre la première bague 2 et le palier lisse de secours 5 et d'autre part entre la deuxième bague 3 et le palier lisse de secours 5.
Le jeu 8 ménagé entre le palier lisse de secours 5 et la première bague tournante 2 est supérieur au jeu fonctionnel des première et deuxième séries d'organes de roulement 4a, 4b dans toute la plage de fonctionnement thermique du système de roulement.
Des butées 6, 7 sont de préférence formées sur la première bague 2 d'une part entre la première série d'éléments de roulement 4a et le palier lisse de secours 5 et d'autre part entre la deuxième série d'éléments de roulement 4b et le palier lisse de secours 5.
Les orifices de lubrification 31, 32 formés dans la deuxième bague 3 au voisinage des deux séries d'organes de roulement 4a, 4b en étant orientés en direction des pistes des organes de roulement sont également en regard d'espaces libres 61, 71 ménagés entre les butées 6, 7 et le palier lisse de secours 5. Le ou les orifices 33 formés dans la deuxième bague 3 dans une zone médiane sont également disposés en regard d'orifices 51 formés dans le palier lisse de secours 5 pour assurer la lubrification de la partie du palier lisse susceptible d'être en contact avec les éléments en rotation (demi-bagues tournantes 21, 22).
Les butées 6, 7 jouent notamment un rôle de barrière face aux particules métalliques engendrées par la dégradation du système de roulement, et contribuent à maintenir l'efficacité du principe de lubrification centrale par les orifices 33, 51. Le système de roulement selon l'invention est ainsi plus robuste face à une éventuelle pollution de l'huile de lubrification par des particules métalliques ou de la silice par exemple pouvant provenir de la dégradation des éléments de roulement 4a, 4b ou des pistes de roulement associées.
Grâce aux orifices ou espaces libres de lubrification 31, 32, 33 et 61, 71, 51, un film d'huile permanent assure la lubrification du palier lisse 5 qui peut être éventuellement en contact avec la partie tournante 2. La pression d'huile autour du palier lisse permet également d'empêcher la pollution du palier de secours par les particules venant des roulements.
Le palier lisse 5 peut ainsi fonctionner en amortisseur à film écrasé (« squeeze film » en anglais) par un dosage et une répartition du débit d'huile dérivé d'un circuit d'alimentation principale et introduit dans les jeux 8 et 9. Les jeux 8 et 9 de la portée palier de secours 5 / bagues 21, 22 et palier de secours 5 / bague 3 sont définis pour assurer la fonction d'amortissement de l'ensemble tournant et limiter la fatigue vibratoire des parties roulantes du roulement.
Le système de roulement selon l'invention comprend en outre des capteurs 11, 12 de grandeurs physiques disposés sur la deuxième bague 3 au voisinage du palier lisse de secours 5 et un système de surveillance 13 destiné à détecter des dysfonctionnements mesurés par les capteurs 11, 12.
Les capteurs 11, 12 de grandeurs physiques comprennent au moins un capteur de mesure de température, un capteur de mesure de perte de jeu fonctionnel, un capteur de mesure de pression de contact sur le palier lisse de secours 5 ou un accéléromètre. Les signaux délivrés par les capteurs 11, 12 sont traités par le système de surveillance 13 qui enregistre la détection des dysfonctionnements et peut déclencher une alarme afin d'informer un utilisateur de la dégradation du roulement. Ainsi, selon l'invention, on introduit dans le système de roulement un palier lisse 5 ayant un coefficient de frottement le plus réduit possible sur la partie non tournante du système de roulement (bague 3). Un jeu 8 est réalisé au moins entre le palier lisse 5 et la partie tournante (bague 2), ce jeu 8 étant supérieur au jeu fonctionnel du système de roulement dans toute la plage de fonctionnement thermique, c'est-à-dire quelles que soient les dilatations dans cette plage de fonctionnement.
Le palier lisse 5 entre en action en cas de perte de centrage des parties mobiles. La lubrification est permanente et résulte d'un débit de fuite dérivé du débit de lubrification des éléments de roulement 4a, 4b du système de roulement.
En fonctionnement normal (lorsque le guidage prioritaire est assuré par les roulements 4a, 4b) et d'autre part en mode dégradé (lorsque les roulements 4a, 4b présentent une usure prononcée ou une défaillance), il est créé un amortissement des vibrations de l'arbre 1 grâce au film hydrodynamique formé dans l'espace 9 entre le palier de secours 5 et la bague 3 ainsi qu'au film hydrodynamique formé dans l'espace 8 entre le palier de secours 5 et les demi-bagues 21, 22. L'invention permet également de contrer un balourd accidentel.
Sur la figure 1, on a représenté une bague tournante 2 intérieure et une bague fixe 3 extérieure. Toutefois, l'invention s'applique de la même manière au cas d'un système de roulement comprenant un arbre creux extérieur et un bâti fixe intérieur, tel qu'un mandrin, c'est-à- dire un système comprenant une bague tournante extérieure et une bague fixe intérieure.
Dans le cas où l'invention est appliquée par exemple à un turbocompresseur d'aéronef, il est possible de prolonger le fonctionnement en mode dégradé du turbocompresseur ayant une défaillance du roulement de palier et de permettre au pilote de l'aéronef d'avoir suffisamment de temps pour gérer l'incident.
L'invention consiste ainsi à introduire à l'intérieur d'un système de roulement de palier, un palier lisse 5 reprenant, en cas de dégradation des éléments de roulement 4a, 4b, la fonction de guidage et de maintien normalement assurée par les éléments de roulement 4a, 4b et les pistes formées sur les bagues 2 et 3 pour coopérer avec les éléments de roulement 4a, 4b. Un utilisateur peut être prévenu d'un dysfonctionnement par le système de surveillance 13 qui assure une surveillance du système de roulement à l'aide d'un ou plusieurs capteurs 11, 12 destinés à mesurer notamment le jeu, la contrainte au niveau du palier de secours ou la température.
L'invention peut être appliquée de façons très diverses à tous systèmes de palier à roulement destinés à assurer le guidage d'ensembles tournants, notamment pour des moteurs thermiques, des moteurs électriques, des pompes ou tous systèmes ayant des pièces en rotation, que ce soit avec une technologie à bague intérieure tournante, comme représenté sur la figure 1 ou avec une technologie à bague extérieure tournante, pour laquelle l'invention peut être appliquée de la même manière.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de roulement à palier de secours intégré, comprenant une première bague (2) montée sur un arbre tournant (1), une deuxième bague (3) solidaire d'un bâti (10) fixe, des première et deuxième séries d'organes de roulement (4a, 4b) interposées entre les première et deuxième bagues (2, 3), les première et deuxième séries d'organes de roulement (4a, 4b) étant espacées l'une de l'autre le long d'un axe (X'-X) de l'arbre tournant (1) de manière à définir un système de roulement à double effet, et des moyens (31, 32) de lubrification desdites première et deuxième séries d'organes de roulement (4a, 4b), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un palier lisse de secours (5) interposé d'une part entre lesdites première et deuxième bagues (2, 3) et d'autre part entre les première et deuxième séries d'organes de roulement (4a, 4b), en ce que les moyens (31, 32, 33) de lubrification sont réalisés de manière à assurer l'interposition d'un film d'huile dans des jeux (8, 9) ménagés d'une part entre la première bague (2) et le palier lisse de secours (5) et d'autre part entre la deuxième bague (3) et le palier lisse de secours (5), le jeu (8) ménagé entre le palier lisse de secours (5) et la première bague (2) étant supérieur au jeu fonctionnel des première et deuxième séries d'organes de roulement (4a, 4b) dans toute la plage de fonctionnement thermique du système de roulement, en ce que des butées (6, 7) sont formées sur la première bague (2) d'une part entre la première série d'éléments de roulement (4a) et le palier lisse de secours (5) et d'autre part entre la deuxième série d'éléments de roulement (4b) et le palier lisse de secours (5) et en ce que les moyens de lubrification comprennent des orifices (31, 32, 33) formés dans la deuxième bague (3) soit en regard d'espaces libres (61, 71) ménagés entre lesdites butées (6, 7) et le palier lisse de secours (5), soit en regard d'orifices (51) formés dans le palier lisse de secours (5).
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palier lisse de secours (5) est réalisé en un matériau à faible coefficient de frottement.
3. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des capteurs (11, 12) de grandeurs physiques disposés sur la deuxième bague (3) au voisinage du palier lisse de secours (5) et un système de surveillance (13) destiné à détecter des dysfonctionnements mesurés par lesdits capteurs (11, 12).
4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les capteurs (11, 12) de grandeurs physiques comprennent au moins un capteur de mesure de température, un capteur de mesure de perte de jeu fonctionnel, un capteur de mesure de pression de contact sur le palier lisse de secours ou un accéléromètre (5).
5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première bague (2) est une bague intérieure et la deuxième bague (3) est une bague extérieure.
6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première bague est une bague extérieure et la deuxième bague est une bague intérieure.
7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la première bague (2) est réalisée en deux parties (21, 22) accolées axialement dans une zone médiane située entre les première et deuxième séries d'organes de roulement (4a, 4b).
8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est appliqué au support de l'arbre d'un turbocompresseur de manière à permettre un fonctionnement du turbocompresseur en mode dégradé sur le palier lisse de secours (5) en cas de défaillance de la première série d'organes de roulement (4a) ou de la deuxième série d'organes de roulement (4b).
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