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PI14 - Conception et réalisation d’un banc d’essais pour roulement capteur de position

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Mots-clé

banc de test, roulement-capteur, LabVIEW, SKF, vieillissement accéléré.
 

 

Millésime

2012-2013

Entreprise

SKF Aerospace

Equipe projet

BOUYER Cyril
CATTEZ Quentin
YAMAMOTO Kazusa

 

 

Présentation de l'entreprise

SKF est un groupe multinational fondé en 1907 et basé à Göteborg en Suède. L'entreprise domine le marché mondial des roulements à billes et développe actuellement de nouveaux produits mécatroniques.
Le site de Saint-Vallier dans la Drôme fait partie de la filiale aéronautique et aérospatiale de SKF, SKF Aerospace. Ce site est spécialisé dans la fabrication de bielles ainsi que d'organes de commande pour les avions.

Contexte du projet

SKF Aerospace est en charge du développement de roulements-capteurs pour une nouvelle génération de porte d'avion.  Les roulements-capteurs sont des roulements mécaniques à billes intégrant un capteur angulaire de position. Cette solution permet de limiter l'encombrement tout en réduisant l'exposition du capteur aux perturbations extérieures.  L'entreprise a besoin de démontrer la fiabilité des roulements-capteurs pour qu'ils puissent être utilisés pour le pilotage des actionneurs des portes d'avion.

Objectifs

L'objectif de notre projet industriel est de concevoir et réaliser un banc d'essai permettant de démontrer la fiabilité des roulements-capteurs. Le système doit pouvoir s'interfacer avec différents actionneurs permettant de reproduire l'environnement d'utilisation des roulements-capteurs, notamment en termes de température (-40°C ? +80°C) et de tension d'alimentation.
La pertinence des essais est conditionnée par l'élaboration d'un scénario de test permettant d'assurer le vieillissement accéléré des roulements-capteurs. Le banc d'essai devra donc disposer d'une interface graphique permettant à l'utilisateur de configurer les essais et de visualiser les résultats.

Déroulement du projet

Comme pour tous les projets industriels, la rédaction du cahier des charges fonctionnel a été réalisée par l'équipe projet. Ce document permet de cadrer le projet et de définir les spécifications du système à réaliser. L'élaboration d'un planning (au format Microsoft Office Project) a permis d'estimer l'état d'avancement tout au long du projet.

Ensuite, le mois de février a été consacré aux veilles technologiques afin de choisir les différents composants nécessaires pour la réalisation du banc d'essai. Nous avons notamment eu besoin d'un codeur incrémental, une carte d'acquisition, une alimentation de laboratoire, deux sondes de température et un moteur.

Les principaux développements ont portés sur les éléments suivants :
  • Une carte électronique de mise en forme des signaux a été conçue grâce au logiciel KiCad et réalisée en interne (pour le prototype) et par l'entreprise Cirly (pour le circuit imprimé de la version finale)
  • Un coffret électrique rassemblant l'ensemble des composants électriques de protection et de relayage a été schématisé sous Microsoft Office Visio. Le câblage a été confié à l'entreprise SPIE
  • L'interface utilisateur a été entièrement développée par l'équipe projet sous LabVIEW (National Instruments).

Plusieurs semaines ont été nécessaires pour effectuer les tests unitaires des différents composants : l'intégration n'a commencé qu'à partir du mois de juin.
La conception et la réalisation du support mécanique permettant d'accoupler les roulements-capteurs, le codeur incrémental et le moteur a été confié à une entreprise externe.

Résultats obtenus

Le protocole de test est constitué de cycles de dégradation et de mesure. Les traitements effectués permettent de suivre l'évolution de  l'état des roulements-capteurs au cours du test.

Des perspectives d'évolution existent pour ce banc d'essai puisque l'entreprise envisage de réaliser des essais en contrôlant également la pression et le taux d'humidité.



mise à jour le 1 avril 2014

Grenoble INP Institut d'ingénierie Univ. Grenoble Alpes