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Explorer l'espace avec les vérins à vis sans fin Pfaff-silberblau de Columbus McKinnon Engineered Products

par Petra Lugner | 22 mai 2017


Dans le semi-désert du Karoo en Afrique du Sud, les astronomes explorent l'espace dans le cadre du projet Meerkat avec 64 télescopes radio du fabricant allemand Vertex Antenna Technology. L'élévation des antennes est assurée par la technologie innovante de Columbus McKinnon Engineered Products, de Kissing. Afin de répondre aux exigences élevées du client, les ingénieurs ont dû développer en accéléré un système d'entraînement spécial. En un temps record de seulement trois mois à compter de la demande, tout a été traité, de la création du concept à la fabrication en série en passant par le développement, les prototypes et les essais dans des scénarios de test. Le TQS 200 est un nouveau vérin à vis sans fin Pfaff-silberblau qui peut désormais ajuster l'inclinaison des télescopes radio avec des diamètres de 13,50 m sans jeu, au millimètre près. Toutes les antennes Vertex forment ensemble le Square Kilometre Array (SKA), considéré actuellement comme le plus grand radiotélescope de l'hémisphère sud. Il utilisera les ondes radio reçues de l'espace pour, notamment, étudier les structures originelles de l'univers et rechercher des signes de vie extraterrestre.

 

Aucun jeu sur l'ensemble de la course

L'inclinaison de chaque télescope est ajustée au millimètre près par le vérin à vis sans fin TQS 200 de Pfaff-silberblau. Il se compose d'une vis à bille spéciale prétendue, qui est entraînée sans jeu par un moteur couple à un couple nominal supérieur à 100 Nm. La difficulté de ce développement spécial résidait dans la nécessité d’une rigidité élevée, de pertes de frottement minimales et d’un réglage sans jeu avec la meilleure efficacité possible. Pour tous les vérins à vis sans fin, le client devait garantir le respect absolu des paramètres spécifiés, par exemple un couple de ralenti inférieur à 60 Nm à vitesse maximale, et les documenter en conséquence.

Avec une course de 750 mm et une vitesse de course dans une plage de réglage de 0,01 à 42 mm/s, l'entraînement déplace une charge jusqu'à 25 kN sans jeu et à une précision supérieure à 5 micromètres. Pour ce faire, un codeur binaire spécial est intégré directement sur l'arbre du moteur sans jeu. Un frein de sécurité est connecté par adhérence à toutes les pièces de transmission de couple. Son couple de freinage de 310 Nm garantit que l'entraînement non autobloquant est maintenu en toute sécurité dans toutes les positions souhaitées.

 

Résistant dans les environnements difficiles

Les télescopes très sensibles sont directement exposés aux conditions météorologiques locales difficiles du semi-désert. C'est pourquoi Columbus McKinnon Engineered Products a appliqué au vérin à vis sans fin TQS 200 une peinture multicouche (C5-M) adaptée aux applications côtières et offshore avec une forte salinité. Le vérin est donc conçu de manière optimale pour les conditions environnantes difficiles et résiste à la condensation et à la pollution de l'air pendant des décennies sans aucune dégradation. Tous les raccords, interfaces, entrées et sorties de câble ainsi que le bornier ont été équipés d'un système d'étanchéité spécial et garantissent la compatibilité électromagnétique (CEM).

L'application et l'emplacement dans le désert exigent que l’entretien soit minime, ce qui est possible grâce aux roulements de haute qualité et à la graisse spécialement développée pour cette application. L’une des plus grandes difficultés de ce nouveau développement était l’exigence d’une durée de vie de 30 ans. C’est pour cette raison que tous les composants et assemblages présents dans le flux de force ont été conçus pour durer. Entre-temps, la longue durée de vie du TQS 200 a également été établie par un essai longue durée dans une configuration de test Vertex.

 

Procédure de test complexe pour établir la rigidité

Afin de prouver la conformité à toutes les spécifications, une procédure d'essai complète a été récemment développée et documentée dans un diagramme de processus spécialement conçu à cet effet. Pour ce faire, Columbus McKinnon Engineered Products a fourni des prototypes à l'office allemand de contrôle des matériaux pour le génie mécanique de l'Université technique de Munich, qui les a utilisés pour établir la rigidité, c'est-à-dire la modification de la longueur en traction et en compression. À cette fin, des systèmes de levage à tige d'une longueur totale de 1 000 mm et 1 270 mm ont été soumis à une charge de 10 kN. Plusieurs cycles de charge dans une plage de 0 à 100 kN ont été étudiés avec un changement de charge de 1 000 N par seconde. Les mesures comprenaient également le contrôle des freins. Pour ce faire, le moteur d'entraînement a été alimenté en courant alors que le frein était actionné, jusqu'à ce qu'un couple de 310 Nm soit atteint.

Vous trouverez plus d’informations sur les vérins à vis sans fin de marque Pfaff-silberblau de Columbus McKinnon Engineered Products ici.

Vous trouverez plus d’informations sur le projet MeerKAT sur  http://www.ska.ac.za/

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Image 1. les vérins à vis sans fin de levage TQS 200 Pfaff-silberblau règlent les antennes sans jeu

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Image 2. entraînement linéaire direct TQS 200 de Columbus McKinnon Engineered Products

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Image 3. Procédure d'essai pour établir la rigidité du TQS 200 à l'Université technique de Munich



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