Brevet FR2014811A1 — publié le 19700424

La La présente invention ou se rapporte aux paliers lisses lubrifiés par fluide, cgest-à-dire les panzers dans lesquels l'arbre est supporté par une mince pellicule de fluide, liquide ou gazeux, qui est introduit dans l'intervalle existant entre l'arbre et la surface du palier. Dans une construction normale d'un tel palier, le fluide est introduit sous pression par l'intermédiaire d'un certain nombre de petits orifices radiaux répartis à intervalles autour de l'arbre. I1 existe obligatoirement un petit jeu entre l'arbre et la surface de portée du palier et, en l'absence de fluide, l'arbre reposerait sur la surface inférieure du palier en laissant subsister un intervalle à sa partie supérieure.Lorsque du fluide est introduit dans le palier5 l'intervalle reste plus faible à la partie inférieure qu a la partie supérieure du palier du fait du poids de l'arbre et de la charge exercée sur ce dernier et agissant verticalement vers le bas; cet intervalle réduit augmente la résistance à l'écoulement du fluide et par conséquent la pression dans le fluide à la partie inférieure du palier, ce qui engendre une force résultante dirigée vers le haut et écartant l'arbre de la surface de portée de sorte qu'il tourne sur une pellicule de fluide. Dans les paliers du type ci-dessus de construction normale, les orifices doivent être extrêmement petits pour une valeur particulière du jeu entre l'arbre et le palier. I1 existe un diamoetree, optimal d'orifice qui, dans le cas d'un faible jeu de palier, peut descendre jusqu'à 0,075 mm. Des orifices ayant ce diamètre très réduit sont extrêmement difficiles à usiner et, à moins de prévoir un très grand nombre de tels orifices, il existe inévitablement des zones de pression inférieure entre les orifices adjacents, ce qui produit une réduction de la capacité de charge du palier. Les dimensions réelles diffèrent suivant que le fluide utilisé est un liquide ou un gaz, habituellement de l'air, mais le problème d'ensemble reste le même. Suivant l'invention, des canaux de passage pour le fluide de lubrification, qui s'étendent entre une chambre extérieure de régularisation et un volume intérieur de passage de l'arbre sont formés entre des surfaces planes annulaires maintenues assemblées, au moins l'une de ces surfaces ayant été rendue rugueuse par traitement sous pression axia e, a 1 aide d'un jet de particules abrasives, à grande vitesse. Une telle construction permet d'obtenir un grandnombre de petits canaux qui remplacent les orifices précités et qui assurent une répartition de fluide plus uniforme autour de l'arbre.En outre, le traitement mécanique nécessaire pour forcis ces canaux est grandement simplifié puisqu'il suffit de donner à la ou aux surfaces respectives un degré de- rugosité permettant d'obtenir les dimensions nécessaires des canaux. Si ultérieurement les canaux ont tendance à s obstruer par de la crasse, il suffit de démonter l'ensemble pour nettoyer la surface rugueuse puis de remonter le palier. Les dimensions réelles requises pour les canaux et par conté quent le degré de rugosité nécessaire- sont fonction des caractéristiques d-'ensemble du palier, c'est-à-dire du diamètre de l'ar bre, de la largeur de l'intervalle entre l'arbre et la surface de portée du palier, de la pression d'alimentation disponible pour le fluide utilisé et, lorsque le fluide est un liquide, de sa viscosité. On peut obtenir toutes dimensions nécessaires pour les canaux sans aucune difficulté en choisissant de façon appropriée les dimensions et la vitesse des particules abrasives ainsi que la durée du traitement. En principe, le traitement permettant de rendre rugueuses les surfaces est similaire aux procédés ben connus de sablage ou de grenaillage.Dans ces procédés, le courant de particules abrasives (ce terme s'étendant également dans la présente description à de la grenaille d'acier) est dirigé suivant un angle de 450 par exemple vers la pièce. 1l a à la fois une action de coupe et une action d abrasion. L'impact des particules sur la surface traitée à tendance à déplacer la matière de la surface et à former sur celle-ci des nervures et des creux adjacents. Du fait que le mouvement du courant de particules présente une composante parallèle-à la surface, il se produit un effet global de "fluage" etde la matière à tendance à être déplacée en direction d'un bord de la pièce et éventuellement à être séparée de ce bord. Bien que cette forme classique de sablage puisse être utilisée pour rendre rugueuse une surface suivant le procédé de l'invention, on a trouvé qu'on pouvait améliorer les résultats en dirigeant le courant de particules perpendiculairement à la surface.Dans ces conditions, il n' existe aucune composante du mouvement qui est orientée parallèlement à la surface de sorte que la matière n'a -pas tendance à fluer et qu'il en résulte une accentuation des nervures et des -creux -formés dans la surface. Pour obtenir -une uniformi-té de traitement, on peut faire tourner la surface dans le courant de sablage. Si la matière à rendre rugueuse est de l'acier, le traitement a pour effet de produire un certain degré de durcissement qui est avantageux pour prolonger la durée de service de la pièce. On peut employer cependant d'autres métaux que de l'acier, et également des matières non métalliques telles que des céramiques dures qui ont donné des résultats particulièrement bons. Les canaux d'écoulement du fluide de lubrification peuvent être soit formés entre une surface rugueuse et une surface plane ou bien entre deux surfaces rugueuses, le choix entre ces deux solutions étant fonction des dimensions requises pour le passage et du degré de rugosité qui peut être obtenu sur une surface par le traitement de sablage. Si la profondeur requise pour le passage peut être obtenue simplement en rendant rugueuse l'une des surfaces, il n'existe aucun avantage à traiter les deux surfaces et la surface antagoniste peut être laissée plane. Pour obtenir les surfaces de contact délimitant les passages, le corps du palier doit être formé d'au moins deux parties séparées l'une de l'autre le long d'un plan transversal à l'axe. Les surfaces de contact d'une ou bien des deux parties doivent ensuite être rendues rugueuses. Cependant, cette opération peut être effectuée sur une partie du corps qui est interposée entre d'autres parties. On obtient ainsi deux paires de surfaces de contact et la partie en question peut être rendue rugueuse sur une ou bien sur ses deux faces. Dans une construction particulière, deux de ces parties sont placees à des extrémités opposées du corps. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Fig.l est une vue en perspective éclatée montrant les parties du corps d'un mode de réalisation du palier selon ltinven- tion; la Fig.? e-st une vue en coupe axiale du palier de la Fig.l, monté; la Fig.3 est une vue en coupe axiale d'une variante du palier selon l'invention. En se référant à la Fig.l, le corps du palier comprend une partie centrale principale I et des parties d'extrémité 2 et 3. Entre ces parties sont interposées des plaques 4 et 5 relativement minces et qui sont représentées comme étant pourvues de surfaces rugueuses sur leurs deux faces, mais il va de soi que le cas échéant, il suffit de rendre rugueuse une seule de leurs faces. Lorsque les plaques sont rendues rugueuses sur leurs deux faces, on obtient au total quatre groupes de passages d'écoulement de fluide de sorte qu'il n'est pas nécessaire de rendre rugueuses les parties principales 1, 2 et 3 du corps du palier. Toutes les parties décrites plus haut sont pourvues de trous 11 de passage de boulons et la Fig.2 représente ces éléments assemblés et bloqués par des boulons 12. Sur la. Fig.?, on a représenté un arbre 13 en position dans le palier et, pour simplifier le dessin, le jeu 14 à la partie inférieure est égal au jeu 15 à la partie supérieure. En pratique, lorsque le palier n'est pas en service, il n'existe aucun jeu 14 à la partie inférieure et, en service le jeu 14 devient inférieur au jeu 15 pour les raisons décrites plus haut. L'ensemble formé par les parties 1, 2 et 3 et par les plaques 4 et 5 est entouré par une chemise extérieure 17 comportant une rainure interne 18 communiquant avec des gorges 19 et 20 entourant les plaques 4 et 5. La rainure 18 et les gorges 19 et 20 délimitent une chambre de régularisation qui est alimentée en fluide sous pression par un raccord 21.De là le fluide s'écoule ensuite vers l'intérieur le long des passages formés entre la surface rugueuses des plaques 4 et 5 et les surfaces antagonistes lisses des parties 1, 2 et 3. Du fait que les gorges 19 et 20 entourent complètement les plaques 4 et 5, on obtient un écoulement uniforme d'un fluide qui peut être un liquide, par exemple de l'huile, ou bien un gaz, le degré de rugosité des plaques 4 et 5 étant choisi en fonction du fluide à utiliser. La pression exercée par les boulons 1? sur les extrémités du palier a tendance à imbriquer les nervures formées dans les surfaces rugueuses des plaques 4 et 5 dans les surfaces de contact des parties 1, 2 et 3 et à bloquer ensemble ces parties en évitant la nécessité de prévoir des broches ou des tétons qui seraient autrement nécessaire pour empêcher un mouvement relatif des parties. L'élimination de ces broches ou tétons constitue une grande simplification car ces éléments sont difficiles à fabriquer avec le degré requis de précision. Le palier de la Fig.) est pratiquement constitué par une paire de paliers- séparés réunis de façon à former un ensemble. Dans ce cas, letraccord 21 est doublé de manière à alimenter deux chambres séparées de régularisation 25 à partir desquelles du fluide s'écoule vers l'intérieur en suivant quatre groupes sépa- rés de passages ou canaux formés par les surfaces rugueuses formées sur les côtés opposées des plaques 26; qui sont plus épaisses que les plaques 4 et 5. Les plaques 26 sont espacées l'une de l'autre d'une distance bien supérieure à leurs épaisseurs et c'est en ce sens qu'elles constituent pratiquement deux paliers séparés, comme indiqué plus haut. Un tel ensemble convient pour être utilisé par exemple avec une broche de meulage.Du fait de la longueur de cet ensemble, des orifices centraux de décharge 27 sont reliés à une partie évidée 29 de manière que du fluide s'échappe non seulement aux extrémités de l'ensemble, comme indiqué en 28, mais également par les orifices de décharge 27 de façon à obtenir un écoulement de fluide sur toute la longueur du palier. Des paliers selon l'invention peuvent avoir toutes proportions ou dimensions correspondantes aux impératifs d'utilisation On va cependant donner à titre d'exemple les dimensions d'un palier spécifique correspondant à la construction des Fig.l et 2: Diamètre d'arbre 50 mm Longueur de palier 50 mm Jeu radial entre arbre et palier X,017 mm Ecartement entre les plaques 4 et 5 25 mm Diamètre extérieur de palier 75 mm Les plaques 4 et 5 ont été faites d'un acier inoxydable et leurs surfaces ont été rendues rugueuses par traitement avec un jet de particules abrasives d'un diamètre de 250 microns dirigé normalement à la surface pendant une période de 15 secondes et avec un pression d'air comprimé de 5, 6 par kg/cm2. En service, la pression exercée est fonction de la nature du fluide mais, lorsqu'on utilise de l'air, on adopte une pression caractéristique de 5,6 kg/cm2 et, lorsqu'on utilise de l'huile, une pression de 14 à 21 kg/cm?. I1 va de soi que les deux modes de réalisation décrits plus haut constituent simplement des exemples d'une grande diversité de réalisatioisselon l'invention. Dans sa version la plus simple, le corps du palier est formé seulement de deux parties en vue d'obtenir un seul groupe de passages ou canaux; Cette construction de base peut é'trc doublée comme indiqué sur la Fig.3, de même que le mode de réalisation des Fig.l et 2. De meAme, on peut utiliser une moitié de la construction dev la Fig.3 comme palier simple court. Pour un très long palier, on peut obtenir tout nombre nécessaire de groupes de passages ou canaux en utilisant un nombre approprié de parties dans le corps. REVENDICATIONS 1. - Palier lisse lubrifié par fluide, caractérisé en ce qu'il comprend un corps comportant des passages ou canaux d'écoulement de fluide de lubrification qui s'étendent entre une chambre extérieure de régularisation et un logement intérieur pour l'arbre et qui sont formés entre des surfaces planes annulaires maintenues appliquées l'une contre l'autre par une pression axiale, au moins l'une des surfaces ayant été rendue rugueuse par traitement à l'aide d'un jet de particules abrasives à grande vitesse. 2. - Palier selon la revendication 1 > caractérisé en ce que la ou chaque surface rugueuse est formée sur un élément du corps qui est interposé entre d'autres éléments. 3. - Palier selon la revendication 2, caractérisé en ce que deux éléments du corps, espacés l'un de l'autre et disposés symétriquement, comportant chacun des surfaces rugueuses sur un ou sur leurs deux côtés. 4. - Palier selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque élément a la forme d'une plaque. 5. - Palier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le degré de rugosité est choisi de façon à former des passages ou canaux de dimensions appropriées pour utiliser un gaz comme fluide de lubrification. 6. - Procédé pour rendre rugueuse la surface annulaire d'un élément destiné à être incorporé à un palier selon l'une des revendications précédentes en vue de former les passages radiaux, procédé caractérisé en ce qu'on soumet la surface à un traitement avec un courant de particules abrasives à grande vitesse pendant une période de durée suffisante pour obtenir le degré nécessaire de rugosité. 7. - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on dirige le jet de particules abrasives à peu près normalement à la surface.