Dimensionnement d'une dent rotor

Thèmes abordés

Dimensionnement, dent, rotor, calculs, contraintes, traction

Résumé du document

Dans ce TP, nous nous proposons d'appliquer une méthode opérationnelle de dimensionnement mécanique ; à
l'aide d'un ensemble de dessins de fabrication, qu'il faudra comprendre pour « extirper » les côtes désirées et de
diverses critères, contraintes à respecter. Il nous permettra par la même occasion, de découvrir la technologie des
turboalternateurs équipant les centrales de production d'électricité.
L'expérience portera ici sur la structure d'un turboalternateur de 1300 MW. Nous nous intéressons plus
particulièrement au rotor qui lorsqu'il tourne autour de son axe, soumet l'ensemble de ses constituants aux efforts
centrifuges. En effet, dans ce système, une dent subit une traction due aux efforts exercés par les cales de fermeture
d'encoche, auxquels s'ajoutent ses efforts centrifuges propres. Nous allons donc étudier ces efforts dans le but de
déterminer les contraintes et ainsi la limite d'élasticité.

Extraits

[...] Fa. cos (45 α) = Fe cos (45 α) Fe B Calcul des efforts centrifuges propres de la dent Figure 1 Schéma des efforts s'exerçant sur la dent Fc = . . = ! . . Fc Mi ! Si Ygi ! : : : Effort centrifuge en N Masse de l'élément i. [...]

[...] Yg1 = 975 h + Rg1 = 967,91 mm 2 P a g e CP46 TP n 3 : Dimensionnement d'une dent rotor Calcul de la contrainte du tronçon 1 Nous avons donc tous les éléments afin de déterminer notre contrainte sur la zone 1 de la dent, = = = 114,86 MPa D Calcul d'une contrainte moyenne de traction dans une section de dent La dent est divisée en éléments élémentaires dont les efforts centrifuges et la contrainte moyenne sont estimés de la même manière que la méthode de calcul de contrainte dans une section d'encoche. Cependant, la géométrie de la dent (droite non parallèle) doit être déduite des encoches. Ainsi à partir de la figure on peut retrouver la formule permettant de calculer la largeur désirée de la dent. Figure 3 Schéma permettant de déterminer la largeur Ld La formule sur la largeur de la dent déduite nous donne donc, Rd Le α : : : ! = tan ! Ld = 2. tan ! [...]

[...] En effet, dans ce système, une dent subit une traction due aux efforts exercés par les cales de fermeture d'encoche, auxquels s'ajoutent ses efforts centrifuges propres. Nous allons donc étudier ces efforts dans le but de déterminer les contraintes et ainsi la limite d'élasticité. A Données On considère que la force agit sur la dent avec un angle de par rapport à l'axe de l'encoche. Ainsi, à partir de la figure nous pouvons déterminer les valeurs des forces Fa et Fd. = D'où = 2. [...]

[...] I Conclusion : Nous venons donc de dimensionner une dent de rotor. Cette démarche relativement fastidieuse est indispensable dans l'industrie afin de choisir le matériau approprié. Ce TP nous a permis d'appliquer une méthode opérationnelle de dimensionnement mécanique. Mais également de prendre conscience de l'importance des changements de section qui influence les contraintes. De même, si l'on doit effectuer des approximations il vaut mieux qu'elles soient légèrement surévaluées, afin de dimensionner une pièce avec des caractéristiques supérieures à celles nécessaires, par exemple pour la vitesse de rotation, survitesse ou les angles. [...]

[...] Cette dernière est égale à la vitesse nominale + 20%. On obtient alors, une vitesse de dimensionnement de 1800 tr/min soit ! = 188,5 P a g e CP S1 rectangle = 38 x = TP n 3 : Dimensionnement d'une dent rotor S2 triangle = Calcul d'une c49 C 7 x = ontrainte moyenne de traction dans une section d'encoche S3 rectangle= 24 x 7 = 168 Une dent existe entre 2 encoches sur toute la longueur du fût du rotor. [...]