Bancs d'essai de tension pour engrenages, embrayages et roues dentées

Da solution Rotodiff de Viscotherm, qui constitue le cœur des bancs d'essai de couple, permet de les faire fonctionner avec une fraction de la puissance de la turbine. En outre, cela permet de tester des boîtes de vitesses avec différents rapports dans les conditions de fonctionnement prescrites. De plus, avec le Rotodiff, les bancs d'essai de couple peuvent fonctionner en circuit fermé mécaniquement, ce qui réduit considérablement la consommation d'énergie.

Dans le cas des bancs d'essai de couple en montage dos à dos et en boucle fermée mécanique, les arbres d'entrée et de sortie de l'éprouvette sont couplés de façon symétrique à un réducteur identique. Les deux sont ensuite accélérés jusqu'à la vitesse nominale et maintenus à ce niveau au point mort. Un couple est alors appliqué au circuit d'entraînement, ce qui provoque le serrage des engrenages les uns contre les autres. La déformation élastique de l'éprouvette et du banc d'essai entraîne un angle de contreventement entre la structure chargée et non chargée. L'essai est effectué avec une fraction seulement de la puissance nominale des réducteurs, car il suffit de prévoir le ralenti et la perte de puissance une fois le régime nominal atteint. Ainsi, un constructeur d'hélicoptères économise tellement d'électricité lors de ses essais annuels de boîte de vitesses en usine qu'une ville moyenne de 30 000 habitants peut en être approvisionnée.

Adaptation souple à tous les cas de charge et types de réducteurs

Afin de permettre des essais avec différentes boîtes de vitesses pour les hélicoptères, les rotodiffs ont fait leurs preuves dans de tels bancs d'essai pour l'introduction du couple. En combinaison avec un dispositif permettant d'adapter la géométrie du banc d'essai aux arbres d'entrée et de sortie respectifs des différents types de boîtes de vitesses, un environnement d'essai universel est créé en compensant la vitesse différentielle. Pour ce faire, le débit d'huile est contrôlé par une unité hydraulique et ainsi adapté aux rapports de sur- ou de réduction respectifs. Le boîtier et le rotor du moteur hydraulique tournent, la vitesse différentielle entre les deux est toujours proportionnelle au débit volumétrique (Fig. 4). Comme le banc d'essai et l'éprouvette sont serrés l'un contre l'autre, le couple est proportionnel à la pression et est régulé hydrauliquement. Cette solution hydraulique permet d'éliminer complètement les vibrations. Selon la taille, le boîtier peut atteindre des vitesses allant jusqu'à 6500 min-1, tandis que la vitesse différentielle du rotor peut être comprise entre ±0,5 et ±200 min-1 - avec un couple allant jusqu'à 100 000 Nm.

Avec le Rotodiff, il est également possible d'adapter le sens de rotation du boîtier et du rotor au réducteur testé. La boîte de vitesses est protégée contre les surcharges par une soupape de surpression. La combinaison des différentes variables donne lieu à un banc d'essai de couple flexible qui permet de tester différentes variantes de boîtes de vitesses à des couples élevés et à des fréquences différentes avec une consommation d'énergie minimale. En coopération avec Viscotherm, Airbus Helicopters, par exemple, a développé sa technologie de banc d'essai jusqu'à la dernière génération de bancs d'essai "polyvalents".

Moteur ou pompe, rotor menant ou traînant

Pour illustrer la fonction du Rotodiff, il est divisé en huit quadrants de fonctionnement qui peuvent être visualisés individuellement et représentés avec leur circuit hydraulique respectif. Dans les quadrants I, III, VI et VIII, le Rotodiff fonctionne comme un moteur hydraulique : la puissance hydraulique alimentée par une pompe à haute pression est convertie en couple et en mouvement rotatif. Dans les quadrants II, IV, V et VII, en revanche, le Rotodiff fonctionne comme une pompe : le travail mécanique fourni au rotor ou au boîtier par un arbre est converti en énergie hydraulique.

Dans ce cas, le rotor tourne plus lentement que le boîtier, c'est-à-dire en retard, alors que dans les quadrants I, IV, VI et VII, le rotor tourne plus vite que le boîtier, c'est-à-dire en avance. Dans les quadrants IV et VII, le couple d'entraînement doit être appliqué au rotor, tandis que dans les quadrants II et V, le rotor ou le boîtier peut être sélectionné. Grâce à ces possibilités de commutation, les bancs d'essai dos à dos peuvent être adaptés à une grande variété de conditions cinématiques des éprouvettes, d'une part, et d'autre part, les paramètres de charge souhaités peuvent être facilement atteints par commande hydraulique. Grâce à la polyvalence des possibilités de réglage de la cinématique, à leur robustesse et à leur grande efficacité, les Rotodiffs font aujourd'hui leurs preuves sur les bancs d'essai de retenue du monde entier. En outre, les coûts d'infrastructure peuvent être réduits grâce à la conception compacte et simple des unités. Un autre avantage est le bilan énergétique, qui est inférieur à celui de bancs d'essai électromécaniques équivalents.