Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

[Toubab]

beau boulot en effet

personnellement je trouve cela plutôt plus compliqué technologiquement
ce qui me fait peur aussi c'est le jeu de denture et les vibrations susceptibles de naitre...

je travaille sur une commande type "pales d'hélices de bateaux" ou la crémaillère (ou les bielles) sont remplacées par des contacts plans sur une noix (coulisseau)...

en PJ un plan d'hélice de bateau (que j'étudie avec mes étudiants) reprenant ce principe

il serait intéressant de lancer le débat sur les avantages/inconvénients des 3 solutions (bielles/crémaillères/coulisseau)

[CF21]

il serait intéressant de lancer le débat sur les avantages/inconvénients des 3 solutions (bielles/crémaillères/coulisseau)

Oui, pour les béotiens ne désespérant pas de mourir un peu moins idiot (dont je suis), pensez à faire de-ci de-là des petites phrases très pédagogiques expliquant l'enjeu mécanique (de quelle pièce parle-t-on, à quoi ressemble-t-elle, à quoi sert-elle, quel est l'enjeu constructif). Ce serait super, on est aussi là pour apprendre mais souvent on tend à surestimer les connaissances de nos lecteurs. Dans mon cas, mieux vaut ne jamais sous-estimer ma nullité en mécanique

Par exemple, j'ai regardé avec intérêt vos deux plans mais j'avoue ne pas bien comprendre les "contacts plans sur une noix (coulisseau)".

[Toubab]

il serait intéressant de lancer le débat sur les avantages/inconvénients des 3 solutions (bielles/crémaillères/coulisseau)

Oui, pour les béotiens ne désespérant pas de mourir un peu moins idiot (dont je suis), pensez à faire de-ci de-là des petites phrases très pédagogiques expliquant l'enjeu mécanique (de quelle pièce parle-t-on, à quoi ressemble-t-elle, à quoi sert-elle, quel est l'enjeu constructif). Ce serait super, on est aussi là pour apprendre mais souvent on tend à surestimer les connaissances de nos lecteurs. Dans mon cas, mieux vaut ne jamais sous-estimer ma nullité en mécanique

Par exemple, j'ai regardé avec intérêt vos deux plans mais j'avoue ne pas bien comprendre les "contacts plans sur une noix (coulisseau)".

oups...
en effet, il n'est pas toujours évident de s'adapter sur le forum car certains fils, sont (à mon sens) d'un niveau technique élevé !
en tout cas désolé, c'est pas fort pour un pédago !
alors pour faire simple, la problématique est la suivante, dans une tête de Kaplan il faut entrainer en rotation les pales autour de leur axe afin de faire le réglage de l'incidence (pas des pales), il s'agit d'un mouvement d'une amplitude de l'ordre d'une trentaine de degrés. Or ce mouvement est généralement issu du déplacement d'une tige de vérin (hydraulique ou électrique ... la aussi c'est un débat à part entière !!) qui elle a un mouvement de translation. Il faut donc transformer un mouvement de translation en un mouvement de rotation.
C'est pour réaliser cette fonction qu'entrent en concurrence les 3 solutions technologiques :
- système bielle manivelle

BM.gif

- système pignon crémaillère

pc.jpg

- système à coulisseau

151-p54.pdf

les critères étant les suivants (entre autre)
- précision
- jeu (et donc risque de vibrations)
- difficulté d'usinage
- fiabilité
- encombrement
-...


http://www.cnr-cmao.ens-cachan.fr/autre ... 51-p54.pdf

[CF21]

Merci Toubab. Pour le coup, c'est on ne peut plus clair, et je crois avoir presque tout compris!

[moulino51]

Bravo Toubab,

Rien de tel que quelques illustrations pour imager un texte.

La solution du coulisseau est sans doute la plus simple au niveau de l'usinage

Mais le frottement 365 jr/an entre manetons et guides du coulisseau (toujours sur les mêmes surfaces d'appuis) pourrait apporter une usure et un jeu néfaste.

(Prévoir des cales de réglage)


Gé

[CF21]

Tout le monde évoque le problème de l'usure (et ensuite des vibrations) avec ces différents systèmes de réglage d'incidence.

En pratique, pour les Kaplan commerciales, y a-t-il un mécanisme (parmi les 3 cités) qui domine le marché de la petite puissance ? Et quelle est sa durée de vie une fois installé ?

[SG.Hydro]

.../... La solution du coulisseau est sans doute la plus simple au niveau de l'usinage .../...

A mon avis d'un point de vue usinage c'est la biellette qui l'emporte haut la main, dressage d'un axe/ tourillon, baguage, et alésage sont de opérations d'usinage parmi les moins couteuses.

La crémaillère si on veut bien gérer le jeu nécessite de passer par des solutions du style pignon accolé sous tension, ou de travailler avec une précharge plus importante qu'avec une biellette (par exemple par un décalage de l'axe de rotation et du centre de poussé de la pale)

Le coulisseau est loin d'être simple à usiner (surface de frottement adapté, lubrification plus critique), et présente un effort de frottement plus important, et entre outre il entraine souvent la suppression du palier centrale du moyeux sur le pied de pale qui n'est plus alors supporté que par le palier extérieur, ce qui est nettement moins rigide comme montage.

Le coulisseau est plus intéressant quand on se retrouve avec des moyeux plus étroits (moins de 30% du diamètre finale ou la l'encombrement des biellettes à résistance mécanique égale est plus critique à gérer) et en hydro les moyeux de Kaplan c'est généralement plus de 30% du diamètre.

.../... En pratique, pour les Kaplan commerciales, y a-t-il un mécanisme (parmi les 3 cités) qui domine le marché de la petite puissance ?.../...

C'est hyper rare de tomber sur autre chose que la biellette (y compris chez des solution novatrices style VLH), toute puissance confondu (c'est quoi une petit puissance d'ailleurs ?)

.../... Et quelle est sa durée de vie une fois installé ?.../...

Je connais des Kaplans qui ronronnent depuis plus de 30 ans sans révison...
C'est comme tout, ça dépends du prix initial, du soin au montage, de la qualité de la lubrification, de entretient, des conditions utilisations (une turbine dans un chambre qui induit un flux turbulent est plus sollicité, comme une éolienne en face d'un forêt),etc...

[CF21]

Merci de la réponse.

C'est hyper rare de tomber sur autre chose que la biellette (y compris chez des solution novatrices style VLH), toute puissance confondu (c'est quoi une petit puissance d'ailleurs ?)

Par "petite puissance", je voulais surtout savoir si le choix du mécanisme de variation d'incidence variait selon la charge au niveau des pales (qui n'est pas la même si la turbine absorbe 1 m^3/s ou 50 m^3/s de débit). Apparemment non.

[Toubab]

Le coulisseau est plus intéressant quand on se retrouve avec des moyeux plus étroits (moins de 30% du diamètre finale ou la l'encombrement des biellettes à résistance mécanique égale est plus critique à gérer) et en hydro les moyeux de Kaplan c'est généralement plus de 30% du diamètre.

voila enfin une réponse à la question que je me posais depuis un bon moment !!
pourquoi la solution par coulisseau est très répandue sur les bateau et si peu sur les Kaplan ?...
merci beaucoup SG Hydro

[moulino51]

voila enfin une réponse à la question que je me posais depuis un bon moment !!
pourquoi la solution par coulisseau est très répandue sur les bateau et si peu sur les Kaplan ?...
merci beaucoup SG Hydro

Je pense que c'est pour obtenir plus facilement une rotation inverse (marche avant/marche arrière)


Gé