Simulation de paliers magnétiques à l'aide d'EMS pour SOLIDWORKS

Article par Arvind Krishnan mis à jour le 18 janvier 2016

Article

Les roulements sont des dispositifs qui limitent le mouvement relatif d'une pièce mobile (en rotation ou en translation). Ils contribuent également à réduire le frottement. Lorsque nous pensons à un roulement, nous pensons souvent uniquement à un roulement mécanique (voir image), car il s'agit du type de roulement le plus couramment utilisé.

Les roulements ont de nombreuses applications dans le domaine de la conception des machines, de l'automobile, des transports, du pétrole et du gaz, des appareils médicaux, etc. Ils sont omniprésents dans tous les appareils qui ont un mouvement. Dans cette brève note, je vais vous parler d'un autre type de roulement, le roulement magnétique, et souligner ses avantages par rapport à un roulement mécanique.

Palier magnétique

Palier magnétique

Limites des roulements mécaniques

Les roulements mécaniques ont une durée de vie limitée en raison de l'usure et ils doivent être lubrifiés. Dans de nombreuses applications à grande vitesse, ils peuvent également nécessiter un type de refroidissement spécial. Néanmoins, il s'agit d'un composant épuisable qui doit être remplacé plusieurs fois au cours de la vie de son dispositif parent.

Comment fonctionne un palier magnétique ?

Un palier magnétique remplit les mêmes fonctions qu'un palier mécanique en utilisant un réseau magnétique d'aimants permanents. En bref, il y a deux ensembles de réseaux magnétiques concentriques qui sont maintenus en place par les forces magnétiques. Comme il n'y a pas de contact, il n'y a pas d'usure et, techniquement, le palier magnétique a une très longue durée de vie. En outre, il peut supporter des vitesses très élevées et des charges importantes sans aucun frottement. Cela fait du palier magnétique un excellent choix pour la conception de machines, la marine, l'automobile, l'aérospatiale et les appareils médicaux. Récemment, l'utilisation des paliers magnétiques a connu une forte croissance dans diverses industries. Vous trouverez ci-dessous l'image d'un palier magnétique axial conçu dans SOLIDWORKS . Dans cette conception, le roulement extérieur est fixe et le roulement intérieur est relié à un arbre et tourne. Le poids de l'arbre est supporté par la force magnétique exercée sur le roulement intérieur.

Section transversale du roulement

Section transversale du roulement

Conception d'un palier magnétique simulée à l'aide d'EMS pour SOLIDWORKS

EMS pour SOLIDWORKS aide les concepteurs de roulements à dimensionner leurs réseaux magnétiques afin de prendre en charge différentes conceptions de l'arbre (essentiellement des poids différents). De cette façon, le roulement peut garantir des performances optimales. Un autre avantage du palier magnétique est qu'il peut supporter le décalage du réseau cylindrique interne par rapport au cylindre externe fixe.

Décalage du palier magnétique

Décalage du palier magnétique

Le logiciel EMS peut prédire avec précision les forces agissant sur le roulement intérieur pour différentes positions de décalage. L'arrangement magnétique est assemblé selon la figure ci-dessous.

Directions magnétiques

Directions magnétiques

Les directions N-S de chaque aimant sont indiquées par les flèches noires. Ce type d'arrangement peut être facilement créé dans EMS et la distribution du flux magnétique et la force axiale agissant sur le réseau interne peuvent être visualisées et calculées respectivement.

La variation de la force axiale agissant sur le réseau d'aimants internes en fonction du décalage est illustrée ci-dessous et est automatiquement calculée par EMS. Notez que plus le décalage augmente, plus la force axiale augmente, mais qu'après un certain point, la force diminue.

Distribution du flux magnétique

Distribution du flux magnétique

Au-delà d'un décalage de 18 mm, la force s'inverse et tire le réseau interne vers l'arrière. En utilisant ces valeurs de la force axiale, nous pouvons calculer le coefficient de rigidité magnétique axiale

Résultats du flux magnétique

Résultats du flux magnétique

En savoir plus sur EMS pour SOLIDWORKS

EMS for SOLIDWORKS est le premier et le seul logiciel entièrement intégré et certifié Gold Certified pour SOLIDWORKS qui aide les utilisateurs de SOLIDWORKS à étudier leurs conceptions magnétiques, électriques et électromagnétiques de manière transparente. Il peut utiliser la géométrie créée à l'aide de SOLIDWORKS directement pour la simulation. Son interface utilisateur émule celle de SOLIDWORKS, de sorte qu'il n'y a pas de courbe d'apprentissage associée au logiciel EMS pour les utilisateurs de SOLIDWORKS. Contactez-nous pour obtenir un essai et connaître le prix d'EMS pour SOLIDWORKS et découvrez comment il vous aide à concevoir de meilleurs produits.

Trouver du contenu connexe par TAG :

Arvind Krishnan

Arvind Krishnan est le directeur de la gestion des produits chez EMWorks. Il utilise SOLIDWORKS et les outils d'IAO depuis 15 ans et s'intéresse aux technologies basées sur le magnétisme.