Frotte frotte frotte

Bon. Je me suis encore bien amusé.

Il y a même un monsieur qui m'aide, et qui m'a fait un joli dessin :



On voit notre Pioupiou, son hélice, et des roulements à billes.

(On y voit aussi d'autres trucs, comme un bras de levier trop important entre le roulement et l'hélice. Mais comme je ne sais pas dessiner aussi bien, je garde cette image là.)

Bref. On il y a notamment le pivot de l'hélice. C'est THE point critique de notre Pioupiou. Il va devoir faire des dizaines de milliards de tours. Il faut donc qu'il soit suffisamment robuste, y compris dans des environnements agressifs. (air marin…)

Mais dans le même temps, notre hélice doit pouvoir tourner dès le moindre souffle. On veut pouvoir mesurer des vitesses de vent de moins de 5 km/h. Il faut donc avoir un roulement robuste, mais qui ne gêne pas la rotation.

Mission 0 frottements

Bref. J'ai joué à un nouveau jeu. Ça s'appelle la « tribologie ».

« Tribo- » comme du grec ancien qui veut dire « frotter », et « -logie » comme tous les machins qu'on étudie à l'école.

Il fallait trouver un roulement qui ne frotte pas trop. Là, deux solutions : faire des maths, ou faire moins de maths. Et comme je ne savais pas trop comment faire les maths, j'ai choisi la méthode expérimentale.

Heureusement que, la semaine dernière, j'avais explosé le plafond de ma carte bleue. Parmi la multitude de choses que j'avais acheté, il y avait un petit stocks de roulements :


 


Donc pour les étudier, j'ai commencé par faire joujou avec l'imprimante 3D :


Pour fabriquer deux drôles d'objets :



Le machin de droite, c'est un support. Je lui emboîte le roulement à tester.

Le machin de gauche, c'est une espèce de règle graduée, qui elle aussi vient s’emboîter dans le roulement.

Bref, c'est une espèce de balance. Voilà le résultat :


Après quelques coups de cutters pour ajuster l'équilibre, la barre tient pile poil à l'horizontal.

Ensuite le jeu est simple :

On met des (tout petits) aimants, et on les déplace pour augmenter progressivement le bras de levier. Quand ça bascule, ça signifie que le poids exercé par l'aimant est supérieur aux frottements du roulement. En multipliant la masse de l'aimant par la distance, on obtient le couple de frottements du roulement.

C'est une mesure approximative, mais qui permet d'avoir des ordres de grandeur pour les différents types de roulements. Par exemple, mes roulements « nus » avaient un frottement de moins de 0,000001 N.m. Alors qu'un mauvais roulement étanche avait un frottement de 0,0005 N.m. C'est pas grand chose, mais c'est quand même 500 fois plus !

Everything-proof

Les roulements « étanches » sont biens, mais ils coûtent cher en frottements. C'est parce qu'il y a un disque en caoutchouc qui appuie des deux cotés.

On peut donc avoir un anémo plus réactif, en mettant un roulement un poil moins étanche.

Gauche : étanche. Droite : un peu moins étanche.

Mais du coup, il faut plus le protéger contre les poussières et l'eau. Mais on peut probablement s'arranger. Par exemple avec une espèce de « gouttière » qui garde l'entrée :



C'est l'heure de manger. Je vais m’arrêter là pour cette semaine. Sans quoi il n'y aura plus de raclette. Et comme on vient de trouver un appartement à La Terrasse, c'est pas le bon moment pour divorcer.

À bientôt !

Commentaires

  1. Bonjour Nicolas,
    j'attire ton attention sur la gouttière ( pas celle de l'appartement ) l'eau risque de glisser le long du profil et rentrer simplement par dépression. si le roulement n'est pas étanche , il risque de se tremper à la longue ...
    je dis ça , mais j'y connais rien, simplement pour râler un peut
    Aie

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  2. bonsoir
    moi non plus je n'y connais rien (mais j admire ton projet) mais je risque ces suggestions pour un roulement moins étanche:
    -ne peut-on pas décaler un peu le roulement tout en conservant un bras de levier raisonnable?
    -d'éventuelles entrées d 'eau pourraient être évacuées par des perforations dans la partie basse de la coque(écoulement et évaporation)?

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  4. http://www.roulement-ceramique.fr/les-avantages,fr,8,7.cfm

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  5. Les roulements c'est bien lorsqu'il y a des charges latérales, tu peux aussi regarder les douilles a rouleaux, les paliers autolubrifiés. Attention à l'alignement de l'arbre, si tu mets 2 paliers il est quasiment impossible d'aligner pour ne pas mettre ton arbre en bias et donc créer des frottements. L'important pour mesurer les vents faibles, il faut surtout que l'ensemble rotatif ait le minimum d'inertie, donc le plus léger possible. Il faut aussi que ton arbre soit le plus fin possible. Je serais toi je n'essayerais pas de recréer une partie tournante, c'est excessivement compliqué d'obtenir un bon résultat.
    Bon courage.
    Plettil

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  6. Tu peux aussi faire tourner ton hélice autour d'un axe fixe, cela paraît plus pertinent pour la gestion de l'usure, des frottements, .... Vite fait sur le grill...

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  7. L'air marin (humidité et non pas vent+sable+sel) on ne peut l'éviter que si on est dans une boite 100% étanche. Ne vaut-il pas mieux des roulements 100% inox non étanches que des roulements acier étanches?
    Pour le Kite/Wind la fiabilité du Pioupiou est plus importante que la précision sur les vent <5km/h ou qu'une incertitude de quelques km/h sur les mesures (à cause des frottements). Ce n'est peut être pas le cas pour le parapente.
    Une solution serait d'avoir un PiouPiou le plus précis moins cher (avec roulement non étanche) et de faciliter le changement du roulement par un roulement étanche et Inox. Il faudrait donc prendre une marque de roulement qui dispose des deux modèles avec les mêmes cotes et fournir les références des roulements compatibles!

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  8. Et pour l'aimant de l'hélice il faut penser a équilibrer avec une masse équivalente symétrique par rapport à l'axe sinon ça va pas tourner rond longtemps ;-)

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  9. Salut Nico
    As-tu étudié l'option du roulement dans l'hélice ? Certes cela fait un moyeu plus gros, mais le roulement sera tjrs à l'abri. L'axe peut être scellé: plus d'entrée d'eau dans la balise. Pour l'assemblage, un ajustement pour montage légèrement en force pourrait suffire sachant que le démontage est rare. De plus le vent pousse dans le bon sens. Enfin cela simplifie le moulage du support de roulement.
    Pascal

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  10. Salut Nicolas,
    Je te conseille d'aller voir du côté des paliers lisses en polymère. Je les utilise dans mon boulot et ça remplace parfaitement les roulements dans certaines applications. La plage de température d'utilisation est très grande, la résistance aux embruns est très bonne et il existe certaines matières qui ont un très bon coef. de frottement.
    je te conseille d'aller voir chez eux, ils peuvent envoyer des échantillons gratuits (c'est bon pour ta carte ça !)
    http://www.igus.fr/wpck/5182/iglidurProductfinder
    A+

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