Etude de la durée de vie des contacts sous-alimentés en lubrifiant
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Understanding the lubricated contact behaviour is of great importance in mechanical design. Lubricant starvation reduces the film thickness and can lead to the mechanism failure. It alters the traction coefficient and increases the power losses. Traction coefficient measurements show that it strongly depends on the lubricating conditions. Under starved lubrication, traction is time dependent. Many cycles are needed to balance the lubricant ejection and replenishment. Increasing the rolling speed or the lubricant viscosity increases the starvation severity. Traction coefficient measurements in starved contacts can be used to determine the lubricant film thickness. This new way of measuring film thicknesses can be applied to general mechanisms. The rolling contact fatigue of starved lubricated contacts is theoretically and experimentally studied. The lubricant amount has a great influence on fatigue life. The measured fatigue life reduction is more than 50%. Finally, this work shows that thermal dissipation is very important in starved contacts. The range of operating conditions for which starvation is observed is very narrow. Increasing the starvation severity, the contact conditions rapidly deteriorate from fully-flooded to scuffing.
Abstract FR:
La compréhension et la maîtrise des phénomènes de la lubrification des contacts a un impact direct sur le fonctionnement des mécanismes. La sous-alimentation en lubrifiant réduit l'épaisseur de film dans le contact et provoque des défaillances anticipées. Elle modifie aussi le frottement dans les contacts, ce qui augmente les pertes d'énergie. L'étude expérimentale du coefficient de frottement montre qu'il dépend fortement des conditions d'alimentation. Dans le domaine sous-alimenté, le frottement n'est pas constant et un certain nombre de cycles est nécessaire avant de parvenir à un fonctionnement stabilisé. Il s'agit du temps nécessaire pour équilibrer les pertes de lubrifiant et la réalimentation autour du contact. Une augmentation de la vitesse ou de la viscosité rend la sous-alimentation plus sévère. Les mesures de coefficient de frottement dans les contacts sous-alimentés sont utilisées afin de déterminer l'épaisseur du film de lubrifiant. Cette méthode permet la détermination expérimentale des épaisseurs de film de lubrifiant. Cette méthode permet la détermination expérimentale des épaisseurs de film dans les mécanismes complets. La durée de vie des contacts sous-alimentés est étudiée théoriquement et expérimentalement. L'influence de la réduction du débit de lubrifiant est non négligeable. Les réductions observées peuvent aller jusqu'à plus de 50%. Globalement, l'importance des dissipations thermiques dans les contacts sous-alimentés est mise en évidence. La plage de conditions de fonctionnement dans laquelle la sous-alimentation peut être observée est très réduite. Le passage d'un contact suralimenté à une défaillance par grippage se fait très rapidement.