Influence du vieillissement d’un palier

Les valeurs du couple résistant présentées dans la littérature ne concernent que des

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paliers neufs. Cependant, l’usage prolongé (avec possibilité d’encrassement) peut affec- ter le moment résistant dans ces paliers. Aussi, la dégradation des qualités de roulement des paliers peut nécessiter leur remplacement de manière plus ou moins fréquente, pour assurer un couple résistant minimal dans les roulements, notamment dans le cadre de la pratique sportive. Nous avons alors cherché à quantifier ce phénomène à travers une

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étude prospective, afin de juger de la nécessité ou non de se focaliser sur cet aspect. Pour cela, deux jeux de paliers ont été testés : des paliers neufs (LFD-608-2RS) et des paliers usagés, notamment utilisés en extérieur sur route salée (YW 6001Z/G). Même si les paliers n’avaient pas la même référence, ils avaient tous deux des caractéristiques techniques similaires (diamètres, billes, joints)

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Une série de cinq mesures de couples résistants a été réalisée pour chaque jeu de pa- liers. La même roue a été utilisée pour les deux séries de mesures. Pour chaque mesure de couple résistant, les conditions de tests ont été conservées : charge radiale de 30 kg, une vitesse de rotation de 4.4 rad.s-1 et un couple de serrage d’environ 1 Nm.

Les résultats montrent que le couple de résistance était supérieur pour les paliers

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usagés (22.9 ×10-3 Nm) à celui obtenu pour les paliers neufs (18.4×10−3 _{Nm). Cette}

II.1. RÉSISTANCES DANS LES PALIERS

ment (1.2 ×10−3 _{Nm) (cf. validation) et a donc été considérée comme significative. Ce-}

pendant cette dégradation des performances est beaucoup moins importante que l’effet de la charge axiale de compression, qui provoque une augmentation de couple résistant cinq fois plus importante lorsque la couple de serrage passe de 1 à 3 Nm.

II.1.6

Conclusion

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L’objectif de ce chapitre était de présenter une méthode et un dispositif peu coûteux pour quantifier la résistance dans les roulements des roues de FRM pour réaliser une étude exploratoire sur la résistance dans les paliers. Les études conduites ont permis de conclure que cette méthode s’est révélée suffisamment répétable et précise pour mesurer les faibles couples de frottement dans les paliers et différencier un palier usagé d’un pa-

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lier neuf. Cependant, des améliorations pourrait être apportées telles que la réalisation d’un équilibrage des masses définitif (marquage des positions angulaires des masses les unes par rapport aux autres) et dont l’erreur systématique sur la mesure du couple de résistance serait connue. D’autre part les oscillations du système lors de l’entraînement en rotation de la roue ont empêché de jouer sur la répartition des charges pour simuler

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un carrossage.

L’étude des facteurs d’influence a par ailleurs montré que si la charge radiale (masse appliquée sur les roulements) devait être contrôlée, la charge axiale devrait l’être encore plus. Pour cela, il faudrait substituer au système actuel (clé dynamométrique à affichage mécanique) insuffisamment précis, un système de contrôle de la charge axiale à travers

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le couple de serrage.

Enfin, remises dans le contexte des résistances subies par l’utilisateur de FRM au cours de la locomotion quotidienne, la résistance dans les roulements des roues reste minime par rapport à la résistance au roulement due aux efforts de contact entre les roues et le sol. En effet, les couples mesurés dans la présente étude, pour une charge

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axiale inférieure à 1 N, entraînent une puissance perdue entre 0,5 et 1,2 W pour un fauteuil roulant à 1m/s (rayon de roulettes avant de 0,4m, rayon de roue arrière de 0,3m, masse sujet+fauteuil de 80kg dont 30 % sont sur la roue avant), soit entre 5 à 10 % de la perte de puissance par résistance au roulement de la roue (estimée à partir de [112]).

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Néanmoins, lorsque le serrage des roulements n’est pas adéquat, la résistance in- duite par les roulements des roues augmente très fortement, et cet effort axial est tou- jours induit par un carrossage des roues. Nous ne savons pas si les différents roulements réagissent de la même façon à la charge axiale, ce qui pourrait être un indicateur de leur qualité.

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Les paliers de roulettes n’ont pu être testés pour des problèmes d’oscillations trop importantes du système support + masses. Ceci pourrait être dû à la forme en "V" de la

zone de contact avec la poulie d’entraînement. Une coupe différente pourrait peut être réduire ces oscillations et permettre la mesure.

Pour conclure, ce premier travail a permis de mettre en place un dispositif et une mé- thode de mesure de très faibles couples de résistance dans les paliers. L’effet du vieillis- sement des paliers a ainsi été constaté, ce qui conduit le sportif à changer assez réguliè-

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rement ses paliers, surtout dans le domaine du haut niveau où toute petite amélioration peut avoir son importance. L’amélioration du dispositif et les études pourront être pour- suivies pour clarifier l’effet de différents types de roulement et particulièrement dans le cas de vitesses de rotation plus importantes, ainsi que du carrossage. Par ailleurs, il a été constaté que le dispositif de montage rapide des grandes roues arrière présentait

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un jeu de fonctionnement qui pénalisait la maniabilité et la précision des mouvements du fauteuil. Assurer une légère contrainte axiale permet au sportif de limiter ce jeu et de gagner en précision, cependant cette contrainte doit être limitée pour ne pas entraî- ner un couple résistant qui pourrait devenir pénalisant. La conception d’un dispositif permettant de répondre à ces exigences a été developpé au CERAH et fait l’objet d’une

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