EuroWire July 2016

Article technique

La Figure 7 montre la puissance d’un couple moteur typique dans un engrenage. Les pics, clairement visibles dans la courbe, sont dus au déséquilibre des bobines. Résultats dynamiques comme données structurelles Comme expliqué précédemment, les résultats obtenus à partir de la simulation dynamique sont les données d’entrée de la simulation structurelle. En utilisant le logiciel de structure CAE ANSYS Workbench, qui est directement liée à RecurDyn®, MFL effectue la simulation du comportement mécanique des parties principales de la toronneuse planétaire.

En fait, une telle approche pourrait générer des pics de couple irréalistes dans les signaux simulés; tout simplement il n’existe pas de moteurs à couple illimité. La Figure 5 montre un exemple des lois concernant les moteurs. Simulation dynamique et résultats Un grand nombre de simulations dynamiques sont gérées, plus de 60 cas sont analysés, sur la base des cas de charge possibles différents préalablement définis. Chaque simulation dynamique consiste en trois phases: l’accélération (de 0 à la vitesse maximale), un état stable à la vitesse maximale et le freinage d’urgence (décélération de la vitesse maximale à zéro en quelques secondes). Du grand volume de données recueillies, il est possible de définir toutes les informations nécessaires à la conception, en particulier, la puissance maximale nécessaire pour les moteurs et le couple maximal et la vitesse maximale sur chaque partie. Ces données sont fondamentales pour le bon choix de moteurs et pour une bonne conception structurelle des parties (rotor, berceaux, joints, etc.). La Figure 6 montre les résultats en termes de vitesse de rotation et de couple de chaque partie de la chaîne de transmission. ▼ ▼ Figure 6 : Vitesse et couple sur chaque arbre de détorsion

▲ ▲ Figure 4 : Détorsion planétaire

Puissance (kW) Couple (Nm)

Position horizontale

Vitesse (tours/minute)

Position verticale

Vitesse (tours/minute)

cinématique (rapport de transmission) et la dynamique (charges réciproques) se produisant dans tout couple d’engrenages. La Figure 4 montre le système à détorsion des engrenages. L’on peut voir aisément que la «fonction engrenage» de RecurDyn® a été amplement utilisée en raison de la conformation de la chaîne de transmission. Lorsqu’on effectue chaque simulation, les charges sont automatiquement combinées le long des chaînes de trans- mission, ce qui conduit à une estimation précise de la puissance requise pour la totalité des arbres moteur. En tant que parties actives de la machine, les moteurs électriques sont modélisés en tenant compte de la réelle inertie des parties en rotation et en utilisant les courbes constructives réelles (couple et vitesse) de moteurs à induction modernes. Autrement, en utilisant des moteurs idéaux (très facile et simple dans le cas de RecurDyn®) il y aurait le risque d’obtenir une réponse imprécise. ▲ ▲ Figure 5 : Courbes du couple et puissance dans un moteur à induction

▲ ▲ Figure 8 : Charge sur les berceaux

Le but consiste à vérifier que la totalité des composants soient conformes aux spécifications de résistance et de déform- abilité. Sur une toronneuse planétaire, toutes les parties sous chargement de fatigue (la Figure 8 représente la charge sur le châssis principal d’un berceau au cours d’une rotation autour de son axe); il s’ensuit que les ingénieurs utilisent des méthodes spécifiques pour la vérification de la structure soudée sous fatigue telles que les méthodes “ hot spot ”, Radaj, etc. La Figure 9 montre la déformation et la contrainte de Von Mises équivalente sur un berceau en deux positions. Enfin, un contrôle des fréquences Eigen de la totalité des parties de la machine a été effectué pour éviter tout risque de résonance.

▼ ▼ Figure 7 : Courbe de couple d’un engrenage

Dispositif à détorsion 1 – roue 2 – grandeur couple moteur (Nm) Temps (s)

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Juillet 2016