Brevet FR2837885A1 — publié le 20031003

visserie de roues de véhicules. DISPOSITIF DE PALIER-GUIDE DESCRIPTION ARRIERE-PLAN DE L' INVENTION 1. Domaine de l' invention La présente invention se rapporte à un dispositif de palier-guide qui est utilisé, par exemple, dans un moteur de génératrice, employé dans une centrale électrique à accumulation par pompage et supportant un arbre d'induit d'une machine dynamo-électrique à arbre vertical du type à rotation bidirectionnelle. 2. Description de l'art antérieur Un dispositif de palier-guide classique tel qu'il est décrit ci-dessus est décrit, par exemple, dans le brevet Japonais n 2 803 972 B. Dans le dispositif de palier-guide classique, du fait que le coefficient de pressurisation m n'est pas fixé à une valeur optimale, la capacité de charge est insuffisante eu égard à la charge radiale d'une machine dynamoélectrique et des vibrations d'arEre excessivement importantes surviennent ou, dans certains cas, un arbre d'induit et des secteurs de palier-guide viennent directement au contact l'un de l'autre, provoquant un suréchauffement de métaux de guidage dans les secteurs de palier-guide. SR 21932 JP/JB RESUME DE L' INVENTION La présente invention a été imaginée avec le but de résoudre les problèmes décrits ci-dessus, et un objet de la présente invention est de réaliser un dispositif de palier-guide qui soit apte à assurer une capacité de charge suffisante, à maintenir un état de lubrification fluide approprié et à améliorer la fiabilité. A cet effet, selon un premier aspect de la présente invention, est réalisé un dispositif de pal ier-guide comprenant: une plural ité de secteurs de palier-guide qui présentent des surfaces de palier guide s'opposant à une surface circonférentielle externe d'un arbre d'induit par l'intermédiaire d'espaces C compris entre la surface circonférentielle externe et les surfaces de palier-guide et qui sont agencés en étant espacés les uns des autres suivant une direction circonférentielle de l'arbre d'induit autour de l'arbre d'induit; une pluralité de dispositifs de support à pivot destinés à supporter les secteurs de palier-guide aux centres des secteurs de palier-guide; et un fluide de lubrification qui est amené à intervenir entre la surface circonférentielle externe et les surfaces de palier-guide, dans lequel, étant donné un rayon externe Rj de l'arbre d'induit, un rayon d'usinage Rb de la surface de palier-guide et un coefficient de pressurisation m représentant un degré de déformation conférée aux surfaces de palier- guide à l'avance est égal à m=l-{C/(Rb-Rj)}, le coefficient de SR 21932 JP/JB pressurisation m est fixé pour être compris dans la plage allant de 0,96 à 0,99. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Dans les dessins d'accompagnement: la figure 1 est un graphique mont rant une relation entre un coefficient de pressurisation m et une capacité de charge WG dans un dispositif de palier guide d'un système de support centré; la figure 2 est une we en coupe longitudinale montrant un exemple d'un dispositif de palier-guide selon une réalisation de la présente invention; la figure 3 est une we en coupe prise le long de la ligne IIIIII de la figure 2; la figure 4 est une we explicative montrant schématiquement une relation de position entre un arEre d'induit et un secteur de palier-guide de la figure 3; la figure S est une vue développée montrant la relation de position entre l'arbre d'induit et le secteur de palier-guide de la figure 4 à un état développé; et la figure 6 est une vue explicative montrant une relation de position entre l r arbre d'induit et les secteurs de palier-guide lorsque l'arbre d'induit de la figure 3 est excentré. SR 21932 JP/JB DESCRIPTION DETAILLEE DU MODE DE REALISATION _ PREFERE Un mode de réalisation de la présente invention sera ci-après décrit en se référant aux dessins. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale montrant un exemple d'un dispositif de palier-guide selon la présente invention et la figure 3 est une vue en coupe prise le long de la ligne III-III de la figure 2. Sur ces figures, une partie cylindrique la est disposoe dans une partie circonférentielle externe d'un arbre d'induit 1. Un réservoir d'huile circulaire 2 est disposé autour de l'arbre d'induit 1. De l'huile de turbine 3 servant de fluide de lubrification est emmagasinée dans le réservoir d'huile 2. La partie cylindrique la est insérée et immergée dans l'huile de turbine 3. Une pluralité de dispositifs de support à pivot 4 sont disposés dans le réservoir d'huile 2. Ces dispositifs de support à pivot 4 sont agencés radialement autour de la partie cylindrique la tout en étant uniformément espacés les uns des autres suivant la direction circonférentielle de l'arbre d'induit 1. Un secteur de palier-guide 5 destiné à supporter une charge radiale de l'arbre d'induit 1 est monté sur chaque dispositif de support à piot 4. Les secteurs de palier-guide 5 sont agencés de façon à s' opposer à la surface circonférentielle externe de l'arEre d'induit 1 tout en étant uniformément espacés les uns des autres suivant la direction circonférentielle de l'arbre dinduit 1. En sus, un espace C s' interpose entre une SR 21932 JP/JB surface circonférentielle externe lb de la partie cylindrique la et une surface de palier-guide 5a du secteur de palier-guide 5. A présent, la figure 4 est une vue explicative montrant schématiquement une relation de position entre l'arbre d'induit 1 et le secteur de palierguide 5 de la figure 3. Sur la figure, le symbole de référence Rj déaigne un rayon extérieur de l'arbre d'induit 1; Oj, un centre de l'arbre d'induit 1; Rb, un rayon d'usinage de la surface de palier-guide du secteur de palier-guide 5; et Ob, un centre d'usinage de la surface de palier-guide du secteur de palier-guide 5. De plus, la figure 5 est une vue développée montrant la relation de position entre l'arbre d'induit 1S 1 et le secteur de palier-guide 5 de la figure 4 dans un état développé, et montre la surface circonférentielle externe lb de la partie cylindrique la développée sur un plan. La différence entre la courbure de la surface circonférentielle externe lb de la partie cylindrique la et la courbure de la surface de pal ier-guide 5a du secteur de pal ier-guide 5 correspond au fait que la surface de palier-guide 5a présente une distance de déformation b, lorsque la surface circonférentielle externe lb est supposée être un plan. En outre, la figure 6 est une vue illustrant une relation de position entre l'arbre d'induit 1 et les secteurs de palier-guide 5 lorsque l'arbre d'induit 1 de la figure 3 est excentré, et montre la direction d'excentricité de l'arbre d'induit 1, lorsque la SR 21932 JP/JB direction d'un angle = 0 degré. Sur la figure, lorsque le nombre de secteurs de palier-guide 5 est supposé être n, la position de chaque secteur de palier-guide 5 est représentée par Di. A présent, les mises en oeuvre seront décrites. L'huile de turbine 3 est entraînée par la rotation de la partie cylindrique la suivant la rotation de l'arbre d'induit 1 et s'écoule dans les espaces compris entre la surface circonférentielle externe lb de la partie cylindrique la et les surfaces de palier-guide 5a des secteurs de palier-guide 5. L'huile de turbine 3 s'écoulant sur les surfaces de palier-guide 5a, des films à coin sont formés sur les surfaces de palier guide Sa. En conséquence, l'arbre d'induit 1 est guidé par le biais des films à coin, en étant mis en rotation sans venir au contact direct des secteurs de palier- guide S. Cet état est dénommé état de lubrification fluide. Une équation de base concernant une pression de film d'huile p des films à coin générés dans les secteurs de palier-guide 5, c'est-à-dire, une équation de Reynolds, est donnée par l 'expression suivante. () () ( 1) z z t o p est la pression dans le film d'huile, h est la répartition des espaces entre l'arbre d'induit 1 et les secteurs de palier 5, U est la vitesse périphérique de l'arbre d'induit 1,,u est la viscosité de l'huile de SR 21932 JP/JB turEine 3, x est un élément de coordonnée, z est un élément de coordonnée et t est le temps. De plus, la capacité de charge W de chaque secteur de palier-guide 5 est obtenue en intégrant la pression p du film d'huile calculée par l'expression (1) sur l' ensemble des surfaces de palier de guidage 5a. W =JJpdxdz... (2) La capacité de charge WG de l'ensemble du dispositif de palier-guide par rapport à une charge radiale est obtenue en sommant les capacités de charge W des secteurs de palier-guide respectifs 5. n WG= WicoS0i.. l=l o i est un numéro de secteur de palier-guide, n est le nombre de secteurs de palier-guide 5, Wi est une capacité de charge de chaque secteur de palier-guide 5 et Di est un angle par rapport à la direction de charge de chaque secteur de palier-guide 5. Comme ceci apparaît à partir des expressions (1) à (3), la répartition de la pression du film d'huile et la capacité de charge du dispositif de palier-guide sont affectées par la répartition de l'espace h entre l'arbre d'induit 1 et les secteurs de palier-guide 5 et h/3x. Par exemple, un dispositif de palier-guide, qui est employé dans une machine dynamoélectrique d'un SR 21932 JP/JB type à rotation bidirectionnelle, par exemple un moteur de génératrice utilisé dans une centrale électrique à accumulation par pompage, est formé selon une forme symétrique par rapport aux sens de rotation respectifs, de telle sorte que les caractéristiques d'un palier- guide sont égales dans les sens de rotation respectifs. De plus, les dispositifs de support à pivot 4 destinés à supporter la partie arrière de s secteurs de pa l ier- guide 5 sont également disposés aux centres des secteurs de palier-guide 5. Un tel système de support destiné aux secteurs de palier-guide 5 est désigné sous le terme de système de support centré. Dans le cas du dispositif de palier-guide du système de support centré, il est généralement connu que la performance en matière de portage est améliorée en conférant un certain degré de déformation par saillie aux surfaces de palier-guide 5a. En conséquence, le rayon extérieur Rj des secteurs de palier-guide 5 est fixé de facon à établir la relation dans l 'expression suivante, de sorte qu'un certain degré de déformation par saillie est conférée à l'état assemblé. L'espace de rayon d'ensemble C 25... (4) De façon générale, le fait de conférer la déformation par sail l ie au secteur de guide-pal i er 5 à l'avance est désignée sous le terme de pressurisation et un coefficient de pressurisation m est introduit en tant que coefficient représentant le dogré de cette SR 21932 JP/JB pressurisation. La plage des valeurs pouvant être prises par le coefficient de pressurisation m est O et, lorsque m=0, la déformation par saillie est 0. m = 1 - {C/(Rb-Rj)} (5) Les caractéristiques du palier-guide sont significativement affectées par le coefficient de pressurisation m. Dans une structure classique, le coefficient de pressurisation m est généralement fixé à une valeur comprise entre O et 0,75. Il s'agit d'une valeur qui est déterminée sur la base de simples expériences et qui n'est pas touj ours fixée de telle sorte qu'une capacité de charge optimale WG soit obtenue. Une charge radiale due à un déséquilibre magnétique ou une charge radiale due à un déséquilibre mécanique provoqué par l'excentricité du centre de gravité ou analogue agit sur la machine dynamo électrique en fonctionnement. Ces charges excèdent 1000 kN dans un moteur de génératrice de grande puissance. Par conséquent, il est nscessaire que le dispositif de palier-guide assure une capacité importante permettant le maintien d'un état de lubrification fluide approprié sans que l'arbre d'induit 1 et les secteurs de palier guide 5 viennent au contact l'un de l'autre même si ces charges sont appliquées. De plus, la fixation du coefficient de pressurisation m est un paramètre important de la structure de ce point de vue également. La figure 1 est un graphique montrant une relation entre un coefficient de pressurisation m et une SR 21932 JP/JB capacité de charge WG dans un dispos it i f de pal ier- guide d'un système de support centré. Sur le graphique, l'axe horizontal désigne le coefficient de pressurisation (rapport de précharge) m et l'axe vertical indique la capacité de charge WG (kN). De plus, le graphique montre des cas dans lesquels un rapport d'excentricité ú est égal à 0,25, 0,5 et 0,75, respectivement. Ici, le rapport d'excentricité ú déaigne un nombre sans dimension représentant un degré d'excentricité d'un centre d'un arbre d'induit et est donné comme étant un rapport d'une valeur d'excentricité e et d'un espace de rayon d'ensemble C (ú = e/C). C'est-à-dire, la plage des valeurs pouvant être prises par le rapport d'excentricité ú est 0 figures 2 et 3. I1 apparaît à partir de la figure 1 que le coefficient de pressurisation m auquel la capacité de charge WG est la plus élevée se trouve dans la plage allant de 0,96 à 0,99, bien qu'il puisse être légèrement différent en fonction du rapport d'excentricité ú. En particulier, si le rapport d'excentricité est élevé, du fait que la capacité de SR 21932 JP/JB charge WG décroît significativement dans la zone o le coefficient de pressurisation m dépasse 0,99, l'emploi du dispositif de palier-guide dans cette zone n'est pas souhaitable. Par conséquent, dans le dispositif de palier guide du système de support centré, il est possible d'étendre au maximum la capacité de charge inhérente dans le dispositif de palier-guide en fixant le coefficient de pressurisation m dans la plage allant de 0,96 à 0,99. C'est-à-dire, il est possible d'assurer une capacité de charge suffisante, de maintenir un état de lubrification fluide approprié et d'améliorer la fiabilité. SR 21932 JP/JB REVEND I CAT I ON 1. Dispositif de palier-guide, comprenant: une pluralité de secteurs de palier-guide (5) qui présentent des surfaces de palier-guide (5a) s'opposant à une surface circonférentielle externe (lb) d'un arbre d'induit (1) par l'intermédiaire d'espaces C compris entre la surface circonférentielle externe (lb) et les surfaces de palier-guide (5a) et qui sont agencés en étant espacés les uns des autres suivant une direction circonférentielle de l'arbre d'induit (1) autour de l'arbre d'induit; une pluralité de dispositifs à support de pivot (4), destinés à supporter les secteurs de palier-guide (5) aux centres des secteurs de palier-guide; et un fluide de lubrification qui est amené à intervenir entre la surface circonférentielle externe (lb) et les surfaces de palier- guide (5a), dans lequel, étant donné un rayon externe Rj de l'arbre d'induit (1), un rayon d'usinage Rb de la surface de palier-guide (5a) et un coefficient de pressurisation m représentant un degré de déformation conférée aux surfaces de palier-guide (5a) à l'avance et égal à m=1- {C/(Rb-Rj)}, le coefficient de pressurisation m est fixé dans la plage allant de 0,96 à 0,99.