Etude du comportement des fixations par vis des couronnes de guidage de grand diamètre : élaboration d’un outil de dimensionnement

par Zouhair Chaib

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de Jean Guillot et de Alain Daidié.

Soutenue en 2008

à Toulouse, INSA .


  • Résumé

    The presented work deals with the dimensioning of the tightening elements in slewing bearings with very large diameters. Three aspects are covered and discussed: experimental campaign, 3D FE simulations and code development. Consequently, a set of conclusions and observations, relative to the behaviour of the tightening elements, is established. These observations bring into question the recommendations of slewing bearings manufacturers, which are often over-dimensioning. Moreover, they point out the importance of all the geometrical and physical parameters of the slewing bearing for an accurate dimensioning in static and fatigue. Two principal developments axis have been conducted. The first is setting up a calculation code, based on simplified FE, for dimensioning the critical tightening element of the assembly. However, the main inputs for this code are the maximal equivalent contact load along the raceway of the slewing bearing. Thus, a global study is necessary to set out load distribution along the raceways, and the critical sector and the equivalent load. In this framework, one should note that the theorical sinusoidal distribution is only valid under restrictive conditions. Consequently, the second axis, complementary to the first, is developing a simplified method for load distribution calculation. The deriving results are the main inputs for the calculation code. This method has shown efficacy and precision on several industrial applications, and was consequently satisfactory for industrials

  • Titre traduit

    Study of the tightening screw elements behaviour in large diameter slewing bearings : elaboration of a dimensioning software


  • Résumé

    Les travaux présentés traitent du dimensionnement des éléments de fixation des couronnes d’orientation de grand diamètre. Ils sont de trois types : travaux expérimentaux, simulations EF3D et développement. A l’issue de ceux-ci, un ensemble d’observations et de conclusions, relatif au comportement des fixations, a été noté. Il met en question la majorité des recommandations des fabricants de couronnes, qui sont souvent trop sur-dimensionnantes. Il met également en évidence l’intérêt de la prise en compte de tous les paramètres physiques et géométriques de la couronne pour assurer un dimensionnement précis des assemblages de ces éléments, aussi bien en statique qu’en dynamique. Deux axes de développement ont été réalisés. Le premier a consisté à mettre en place un code de calcul, « noyau de calcul » basé sur la méthode des EF simplifiée, qui permet un calcul de dimensionnement ou de vérification de l’élément le plus chargé de l’assemblage. Pour utiliser ce code, il est nécessaire de connaître la répartition des efforts entre les éléments roulants et les bagues : l’hypothèse courante d’une répartition sinusoïdale n’est valable que sous certaines conditions très restrictives, ce qui justifie le développement d’un deuxième axe de travail complémentaire au premier. Celui-ci a consisté à mettre en place une méthodologie permettant de simplifier la modélisation d’une couronne et de déterminer avec précision la répartition des efforts dans les éléments roulants et leurs directions. Les résultats obtenus permettent alors d’alimenter le noyau de calcul. L’application à différents exemples industriels a permis de démontrer l’efficacité de la méthode, qui répond bien aux attentes des industriels

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Informations

  • Détails : 1 vol. (232 p.)
  • Notes : Thèse confidentielle jusqu'en février 2009
  • Annexes : Notes bibliogr.

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