Timken - Roulements à rouleaux sphériques

INGÉNIERIE
GÉNÉRATION ET DISSIPATION DE CHALEUR
GÉNÉRATION ET DISSIPATION DE
CHALEUR
La température de fonctionnement du roulement dépend d’un
certain nombre de facteurs, parmi lesquels la génération de
chaleur par toutes les sources mises à contribution, le gradient
de température entre les sources et la capacité du système à
dissiper la chaleur. Les sources de chaleur incluent des éléments
tels que les roulements, les joints, les engrenages, les embrayages
et l’alimentation en huile. La dissipation de chaleur est affectée par
de nombreux facteurs qui sont, entre autres, les matériaux et la
conception de l’arbre et du logement, la circulation des lubrifiants
et les conditions environnementales extérieures. Ces facteurs, ainsi
que d’autres, sont abordés dans les sections suivantes.
GÉNÉRATION DE CHALEUR
Dans des conditions normales de fonctionnement, le couple et la
chaleur générée par le roulement dépendent en grande partie des
pertes élastohydrodynamiques aux contacts entre les rouleaux et
la bague.
La génération de chaleur est le produit du couple du roulement et de
la vitesse. L’équation suivante permet de calculer la chaleur générée.
Q gen
= k 4 n M
Si le roulement n’est pas cônique, les calculs de couples sont
indiqués dans les sections suivantes.
DISSIPATION DE CHALEUR
Le problème de la détermination de la circulation de chaleur
provoquée par un roulement au sein d’une application spécifique
est assez complexe. En général, on peut affirmer que, parmi les
facteurs qui agissent sur la dissipation de chaleur, on trouve :
1. Le gradient de température du roulement vers le logement.
Il est affecté par la taille du logement et par les éventuels
refroidissements externes tels que les ventilateurs, le
refroidissement par eau, ou l’effet ventilateur provoqué par les
composants en rotation.
2. Le gradient de température du roulement vers l’arbre. Les
autres sources de chaleur, telles que les engrenages et les
roulements supplémentaires, ainsi que leur proximité par rapport
au roulement étudié, influenceront la température de l’arbre.
3. La chaleur évacuée par un système de circulation d’huile.
Le degré de contrôle des N os 1 et 2 varie en fonction de
l’application. Les modes de dissipation de chaleur comprennent
la conduction dans le système, la convection le long des surfaces
intérieures et extérieures du système, ainsi que l’échange par
radiation avec les structures voisines. Dans de nombreuses
applications, la dissipation générale de chaleur peut être divisée
en deux catégories – la chaleur extraite par la circulation d’huile
et celle extraite dans la structure.
Dissipation de chaleur par circulation d’huile
Il est plus facile de contrôler le volume de chaleur extraite par
le lubrifiant. Dans un système de lubrification par barbotage, des
bobines de refroidissement peuvent servir à contrôler la température
de l’huile mélangée.
Le volume de chaleur extraite par le lubrifiant dans un système à
circulation d’huile peut être calculé approximativement à l’aide des
équations suivantes.
Q huile = k 6 C p f ( o - i)
Où :
k6 = 1,67 x 10 -5 pour Qhuile en W
= 1,67 x 10 -2 pour Qhuile en Btu/min
Si le lubrifiant en circulation est une huile de pétrole, la chaleur
extraite est calculée approximativement par l’équation suivante :
Qhuile = k5 f (o - i)
Les facteurs suivants s’appliquent aux équations de génération
et dissipation de chaleur de cette page.
Où :
k5 = 28 pour Qhuile en W quand f en L/min et en °C
= 0,42 pour Qhuile en Btu/min quand f en U.S. pt/min
et en °F
CATALOGUE ROULEMENTS À ROULEAUX SPHÉRIQUES TIMKEN 39