[Nonoremontées]

Bonjour

Lorsque l'on frotte une surface sur une autre, il se produit de la chaleur. De combien de degrés peuvent chauffer les galets, le câble et les poulies lorsque ceux-ci sont mis en mouvement ?

Bonne journée,

Nonoremontées

[Thomas]

les échauffements sont plus dus aux roulements qu'au câble.

en effet, sur une poulie retour ou un galet de ligne, les frottements sont quasiments nuls, puisque la seule force qui viendrait faire du frottement entre le câble et le bandage serait un frottement au niveau du roulement, ces frottements sont très faibles. on pourrait à la rigueur trouver du frottement pendant les phases transitoires à cause de l'inertie du galet ...

je pense que les échauffements des galets à cause du passage du câble sont négligeables, surtout qu'étant à l'extérieure, il y aura toujours un courant d'air qui trainera.

ensuite, concernant les roulements, c'est normal qu'il y ait un échauffement lorsque ceux-ci tournent, je ne peut pas te donner de chiffres mais ils sont loins des tolérances des roulements et des paliers (je parle pour un roulement "lent", donc en excluant les roulements de l'arbre rapide ou les roulements des moteurs ou des réducteurs, qui eux, sont surveillées, en température et/ou en vibration (dépendant de l'appareil)...

c'est un phénomène compliqué, cependant, je pense pas que ça soit très problématique qu'un galet chauffe de deux degrés à cause de ses roulements, la surface d'échange avec l'extérieur étant assez importante pour évacuer au fur et à mesure cette chaleur produite

[mb7084]

Thomas, le 24 05 2008, 16:28, dit :

les échauffements sont plus dus aux roulements qu'au câble.

en effet, sur une poulie retour ou un galet de ligne, les frottements sont quasiments nuls, puisque la seule force qui viendrait faire du frottement entre le câble et le bandage serait un frottement au niveau du roulement, ces frottements sont très faibles. on pourrait à la rigueur trouver du frottement pendant les phases transitoires à cause de l'inertie du galet ...

je pense que les échauffements des galets à cause du passage du câble sont négligeables, surtout qu'étant à l'extérieure, il y aura toujours un courant d'air qui trainera.

ensuite, concernant les roulements, c'est normal qu'il y ait un échauffement lorsque ceux-ci tournent, je ne peut pas te donner de chiffres mais ils sont loins des tolérances des roulements et des paliers (je parle pour un roulement "lent", donc en excluant les roulements de l'arbre rapide ou les roulements des moteurs ou des réducteurs, qui eux, sont surveillées, en température et/ou en vibration (dépendant de l'appareil)...

c'est un phénomène compliqué, cependant, je pense pas que ça soit très problématique qu'un galet chauffe de deux degrés à cause de ses roulements, la surface d'échange avec l'extérieur étant assez importante pour évacuer au fur et à mesure cette chaleur produite

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Excuse moi Thomas de te contredire
Mais les galets chauffent et cela provient principalement du bandage pour 95%.En effet celui ci se fait laminer entre sa partie metallique et le câble et cela ,d'une maniere perpétuelle,
compte tenu de la reprise de sa position initiale sous libération de l'effort. Les constructeurs prennent au moins 5% de la charge en effort moteur .Un galet sous charge de 500kg=25kg
Pour un véhicule automobile,il faut eviter de rouler sous gonflé: augmentation de la consommation.C'est moins grave pour les RM: pas de CO²
D'autres effets se greffent ,on en parlera demain

[Thomas]

Oki, et bien merci de me remettre dans le droit chemin.

je n'avais pas imaginé la déformation du bandage, pour moi c'était un simple roulement sans glissement.
Cependant, l'échauffement est si important ?

[mb7084]

Pas de problème Thomas. J'en profite aussi pour corriger une erreur ,les forces de frottement sont egales à 0.5%et non 5 .Donc pour un galet chargé à 500kg =2.5kg maxi
Il faut aussi changer le verbe laminer par comprimer.Le bandage est laminé quand il perd ses qualités et là il se detruit tres vite.En effet le bandage est posé sur le galet avec précontrainte
pour bien tenir sur celui ci.Pour un galet de 400 environ 20mm d'augmentation sur le diametre et 5mm de compression sur les cotés C'est mesures sont données à titre indicatif , elles sont
déterminées avec précision par le fournisseur du bandage en fonction des données d'usage.Il en est de même pour les bandes de poulie,la precontrainte n'est que sur la section de la gorge
Pour l'echauffement,il n'est pas négligeable,pour un galet de tsd je dirais 15° au dessus de la temperature ambiante apres 2à3h d'exploitation avec la charge.Pour un tph ou le rapport diametre
galet/ câble est petit et la vitesse de rotation importante,apres 2h ,sans arret prononcé en gare,je pense que l'on peut faire cuire l'oeuf ,en été.

[dj_jean_jean]

Thomas, le 25 05 2008, 10:01, dit :

Oki, et bien merci de me remettre dans le droit chemin.

je n'avais pas imaginé la déformation du bandage, pour moi c'était un simple roulement sans glissement.
Cependant, l'échauffement est si important ?

oui je confirme. Surtout les galets aux niveaux des prises de mouvement chauffent beaucoup. Après une journée complète à 6m/s dès que tu arrête la TC ben si tu pose la main sur le bandage tu le sens bien que le bandage est bien chaud.


à propos je me posais une question : Est-ce-que la dilatation du câble suivant la température est importante ? Pour par exemple une rm de 2000m.

[Thomas]

L=Lo(1+alpha*T) (formule très très simplifiée)

coefficient de dilatation alpha de l'ordre de 10*10^-6 mm/°C pour un câble

sur 4000m de câble, L=4000000*(1+10^-5)= quatre centimètres par degré

[fufu]

Les galets de prise de mouvement est un cas très particulier, il ne s'agit pas de tout confondre !
Déja, tu es dans un environnement fermé et chauffé, la gare. De plus, ces galets sont là pour transmettre de la puissance qui n'est pas du tout négligeable ! Il y a un couple resistif porté par l'axe du galet contre lequel le câble doit lutter par l'intermédiaire du bandage Le comportement local du câble sur le bandage est donc incomparable à celui que l'on pourrait observer sur un galet en ligne qui ne transmet aucune puissance. En prise de mouvement, le frottement est très important (Au sens ou on en a besoin !), on le cherche ! Et quand ça frotte.... ça chauffe.

D'autre part, je pense que les poulies extrêmes sont des cas à traiter à part également.

[dj_jean_jean]

ben les galets de ligne chauffent pas mal aussi, je peux le garantir

[mb7084]

Pour l'echauffement du galet : si nous prenons un tcd roulant à 5m/s charge sur le galet=500kg en supposant un coeff mini de 0.3 pour être modeste
effort pour tracter ce galet= 500*0.3=1.5kg à 5m/s =7.5kgm/s=75w .Cela fait pas mal d'éclairage sur un balancier de 12 ?

[mb7084]

Nonoremontées, le 24 05 2008, 13:07, dit :

Bonjour

Lorsque l'on frotte une surface sur une autre, il se produit de la chaleur. De combien de degrés peuvent chauffer les galets, le câble et les poulies lorsque ceux-ci sont mis en mouvement ?

Bonne journée,

Nonoremontées

En fait lorsque vous parlez de frottement,en dehors de la compression du caoutchouc,à quoi faites vous allusion.Vous avez peut être une idée sur d'autres effets

[Sylvaingobi]

Il y a aussi les axes de ces galets qui dégage de la chaleur.

[fufu]

Les axes tout seuls non, mais les roulements oui, on l'évoque depuis le début

[mb7084]

Les roulements mangent un peu d'energie,mais pas beaucoup à 3 à5 tours par seconde.Non je pense que le terme frottement employé par Nonoremontées
veut certainement dire autre chose

[Velro]

La puissance des pertes de frottement dans les roulements peut être estimée, elle correspond pour l'essentiel au couple de frottement en [Nm] multiplié par la vitesse angulaire en [rad/s], ces pertes dépendent du type de roulement, de la lubrification, de son état (usure, dommages), de la température de service (affecte la lubrification et éventuellement les jeux), de la vitesse de rotation etc. Les fabricants fournissent les données nécessaires pour les calculations.

La puissance à dissiper provenant du travail de déformation élastique des bandages est elle beaucoup plus difficile à estimer par voie de modélisation. N'étant pas expert en la matière je préfère ne pas trop m'avancer. La déformation, même élastique, n'ayant pas un rendement de 100% il est normal qu'une partie de l'énegrie fournie pour générer une déformation plastique soit dissipée en chaleur. La modélisation mathématique par éléments finis du comportement en déformation du bandage est certainement très complexe.

Le frottement dû à l'air est lui négligeable.

Les axes s'échauffent principalement par la chaleur dégagée par les roulements. La chaleur provenant des bandages est elle principalement évacuée par les galets mêmes (refroidiseement par l'air ambiant pour l'essentiel).

Ce message a été modifié par Velro - 31 mai 2008 - 00:32 .

[mb7084]

Velro, le 31 05 2008, 01:23, dit :

La puissance des pertes de frottement dans les roulements peut être estimée, elle correspond pour l'essentiel au couple de frottement en [Nm] multiplié par la vitesse angulaire en [rad/s], ces pertes dépendent du type de roulement, de la lubrification, de son état (usure, dommages), de la température de service (affecte la lubrification et éventuellement les jeux), de la vitesse de rotation etc. Les fabricants fournissent les données nécessaires pour les calculations.

La puissance à dissiper provenant du travail de déformation élastique des bandages est elle beaucoup plus difficile à estimer par voie de modélisation. N'étant pas expert en la matière je préfère ne pas trop m'avancer. La déformation, même élastique, n'ayant pas un rendement de 100% il est normal qu'une partie de l'énegrie fournie pour générer une déformation plastique soit dissipée en chaleur. La modélisation mathématique par éléments finis du comportement en déformation du bandage est certainement très complexe.

Le frottement dû à l'air est lui négligeable.

Les axes s'échauffent principalement par la chaleur dégagée par les roulements. La chaleur provenant des bandages est elle principalement évacuée par les galets mêmes (refroidiseement par l'air ambiant pour l'essentiel).

Les pertes par frottement dans les roulements comme dans les bandages sont variables en fonction de tout ce que vous dites,et surtout dans le temps avec l'usure.Raison pour laquelle les constructeurs donnent les pertes globales par excès.Les constructeurs donnent pour les roulements+ les bandages une perte de 0.5%de la charge portée.Pour la puissance demandée
par l'ensemble,je pense que la formule P=F *V avec F en N ouKg est mieux adaptée compte tenu que l'on ne parle pas de diametre de roul,de galet ou poulie
Pour l'échauffement des pieces qui entourent les roulements,l'axe est preneur mais le moyeu encore plus, car il évacue mieux (alliage d'aluminium très conducteur)
De toute façon ,un roulement,comme son non l'indique ,est avant tout un chemin de roulement et non de frottement

[Velro]

En effet, un roulement à billes, rouleaux, aiguilles et autres corps de rotation ne transmet que mal la chaleur de l'arbre à l'alésage dans lequel est ajustée la bague extérieure du roulement, ce notamment parce que le contact de chaque corps de roulement avec une bague se fait, du moins en théorie, ponctuellement ou en le long de lignes, il n'y a donc pas de surface de contact à proprement parler facilitant la transmission de la chaleur. Il y a bien le remplissage de graisse (pour les roulements lubrifiés à la graisse comme c'est le cas des galets) mais la graisse ne conduit pas très bien la chaleur non plus, les pertes de frottement générés par le roulement sur la piste de la bague intérieure sont principalement évacués par l'arbre et pour le roulement sur la piste de la bague extérieure par les éléments de machine entourant le roulement. La vitesse d'utilisation d'un roulement est limitée par l'échauffement et sa capacité de charge statique est elle limitée par les propriétés des matériaux et la géométrie (taille et forme des corps de roulement, conception des pistes, nombre de points de contact...).

La mise en oeuvre de roulements est toute une science et une erreur, que ce soit dans le choix du roulement (type, dimensionnement, lubrification, étanchéité etc.) ou sa mise en oeuvre (précision de l'usinage des pièces, alignements, soin lors du montage...) ont une influence déterminante pour la durée de vie d'un roulement. La plupart des défaillances sont dues à des erreurs lors du montage et de la maintenance ainsi que des défauts de conception. Les défauts de fabrication sont eux rares avec les fabricants réputés.

En pratique il n'est pas vraiment nécessaire de connaître avec une grande précision le rendement d'un galet car pour le calculs d'entraînements on doit tenir compte de marges assez importantes afin de ne pas avoir de mauvaises surprises, le facteur indiqué par mb7084 constitue ainsi une approximation intéressante et utile.

Ce message a été modifié par Velro - 01 juin 2008 - 19:52 .

[mb7084]

Pour complèter notre discussion sur les bandages,je voudrais donner une raison importante de l'échauffement des galets .Plus le galet est petit et plus le diametre du câble est gros,
plus le galet consomme de l'energie.Et oui ,si l'on prend un galet de 300mm par exemple, qui roule sur un porteur de tph,si l'on suppose que sa gorge ait une profondeur de 10mm
(petite gorge,souvent supérieure). La rotation au fond de la gorge ,produit ,par tour de galet une distance de62mm de moins que les bords de cette gorge.C'est la même différence pour une même profondeur de gorge sur une poulie de 4000 mm.Donc pour le galet 62 mm pour 940mm (6.5%)et la poulie 62.8 pour 12560mm(0.5%).Donc,le bandage,en dehors du frottement des molécules de
caoutchouc se fait frotter ,frictionner d'une drôle de maniere par le câble.A noter que c'est le même probleme pour un roulement ,sauf le roul à rouleaux cylindriques ou coniques
Pour répondre à Velro sur la surface de contact d'un roulement,ce n'est pas une ligne,mais une surface, le métal se déforme , car une pression sans surface? certe l'huile ou la graisse ça
aide.Pour la mise en place de roulement,il existe des catalogues techniques tres complets qui permettent de faire le bon montage sans être un expert
Pour en revenir à l'échauffement,je pense que la grosse consommation,c'est ce frottement qui représente une part importante, et en plus il augmente avec l'usure du bandage
Pour en finir,je dirais que si vous entendez un chant de pinson en provenance d'un galet,c'est que celui ci est en train de rendre l'âme,surcharge ou laminage.en + il va s'user par le
dessous

[Velro]

Le contact ponctuel ou le long d'une ligne correspond bien entendu à une simplification théorique pour laquelle il est fait abstraction des phénomènes de déformation (rigidité infinie). En pratique, tout corps soumis à des contraintes mécaniques ou même à son propre poids se déforme. Les corps de roulement se déforment constamment lorsqu'un roulement est en service, p.ex. une bille de roulement à billes se comporte un peu comme une boule en caoutchouc, par contre l'amplitude des déformations éleastiques est évidemment très faible et imperceptible à l'oeil nu.

Si l'on se penche sur les aspects tribologiques à un niveau microscopique cela devient très complexe car le film de lubrification ne se forme pas entre des surfaces géométriquement bien définies en raison de l'état de surface des éléments en contact, cela ressemblerait plus à des feuilles de papier de verre qui frotteraient l'une contre l'autre. La tribologie est une science en soi.

Le montage de roulements n'est pas sorcier à condition de disposer de l'outillage adéquat et de pouvoir accéder correctement au roulement. Le démontage peut s'avérer délicat car souvent cela ne se passe pas exactement comme prévu. Ceux qui ont de l'expérience en maintenance en savent quelque chose. Les systèmes de démontage hydrauliques sont assez pratiques pour les grands roulements par contre l'usinage des arbres est un peu plus compliqué.
Une erreur de montage de roulement ne détruit généralement pas le roulement par contre il peut s'ensuivre une réduction de durée de vie drastique.

Petit détail: Il faut absolument éviter que des courants électriques soient transmis par des roulement, il appartient au constructeur de prendre les mesures appropriées, faute de quoi cela peut aboutir à des phénomènes d'endommagements par électro-érosion des pistes (les grands moteurs exploités avec des variateurs de fréquence doivent avoir un des paliers isolés).

L'échauffement du bandage est difficile à calculer avec précision, je pense que les valeurs sont pour l'essentiel déterminées empiriquement.
Le contact des corps de roulements avec les bagues d'une roulement n'est pas directement comparable au contact d'un câble dans la gorge d'un galet car la déformation d'une bille, rouleau etc. est beaucoup plus faible que celle d'un bandage Les détails dépendent du type de roulement ainsi que de la charge (composantes radiale et axiale).

Ce message a été modifié par Velro - 02 juin 2008 - 14:30 .

[mb7084]

Velro, le 2 06 2008, 15:19, dit :

Le contact ponctuel ou le long d'une ligne correspond bien entendu à une simplification théorique pour laquelle il est fait abstraction des phénomènes de déformation (rigidité infinie). En pratique, tout corps soumis à des contraintes mécaniques ou même à son propre poids se déforme. Les corps de roulement se déforment constamment lorsqu'un roulement est en service, p.ex. une bille de roulement à billes se comporte un peu comme une boule en caoutchouc, par contre l'amplitude des déformations éleastiques est évidemment très faible et imperceptible à l'oeil nu.

Si l'on se penche sur les aspects tribologiques à un niveau microscopique cela devient très complexe car le film de lubrification ne se forme pas entre des surfaces géométriquement bien définies en raison de l'état de surface des éléments en contact, cela ressemblerait plus à des feuilles de papier de verre qui frotteraient l'une contre l'autre. La tribologie est une science en soi.

Le montage de roulements n'est pas sorcier à condition de disposer de l'outillage adéquat et de pouvoir accéder correctement au roulement. Le démontage peut s'avérer délicat car souvent cela ne se passe pas exactement comme prévu. Ceux qui ont de l'expérience en maintenance en savent quelque chose. Les systèmes de démontage hydrauliques sont assez pratiques pour les grands roulements par contre l'usinage des arbres est un peu plus compliqué.
Une erreur de montage de roulement ne détruit généralement pas le roulement par contre il peut s'ensuivre une réduction de durée de vie drastique.

Petit détail: Il faut absolument éviter que des courants électriques soient transmis par des roulement, il appartient au constructeur de prendre les mesures appropriées, faute de quoi cela peut aboutir à des phénomènes d'endommagements par électro-érosion des pistes (les grands moteurs exploités avec des variateurs de fréquence doivent avoir un des paliers isolés).

L'échauffement du bandage est difficile à calculer avec précision, je pense que les valeurs sont pour l'essentiel déterminées empiriquement.
Le contact des corps de roulements avec les bagues d'une roulement n'est pas directement comparable au contact d'un câble dans la gorge d'un galet car la déformation d'une bille, rouleau etc. est beaucoup plus faible que celle d'un bandage Les détails dépendent du type de roulement ainsi que de la charge (composantes radiale et axiale).

Tout à fait ok avec ce que vous dites.La deformation du métal est moindre que celle du caoutchouc.Pour la ressemblance avec le bandage et le câble ,je parlais des vitesses tangentielles
différentes de la bille entre le fond de gorge et les cotés des bagues.Il est clair que cela,comme la déformation et le coeff de frottement n'ont aucune commune mesure avec le caoutchouc.
Mais pourquoi les roulements perdent de l'énergie qui est convertie en chaleur comme nous le confirmons et constatons tous