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Grant: Alliance Grants

Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

$27,275.00

Optimisation structurale et normative de système moyeu/pales : Vers une certification AMCA d'un ventilateur minier axial

FY 2024-25

Summary
L'entreprise Hyperflo (Rouyn-Noranda) développe et commercialise la gamme de ventilateurs axiaux miniers de type CHINOOK. Depuis plusieurs décennies, cette technologie a fait ses preuves en matière d'efficacité énergétique et d'aérodynamisme. Toutefois, elle doit respecter les nouvelles exigences normatives de performance, de santé et sécurité et les besoins en ventilation sur demande (VOD). Le moyeu/pales étant le système le plus imposant des ventilateurs qui fonctionne dans des conditions opératoires et sollicitations cycliques de plus en plus sévères. Ce système doit être conçu et fabriqué avec des tolérances géométriques et dimensionnelles très serrées afin d'endurer des sollicitations vibratoires, mécaniques et tribologiques. La production des moyeux et pales se fait par moulage, ensuite une série d'opérations d'usinages de précision assez couteuses lui seront appliquées. Tout particulièrement, le moyeu est conçu majoritairement à partir de l'aluminium 713 et son poids sans accessoire est de 41,7 kg. À cet égard, la masse et les coûts de production constituent un réel enjeu économique et technique pour le partenaire Hyperflo. Les premières investigations et travaux antérieurs ont démontré que la compagnie admet un réel potentiel de s'ouvrir sur de nouveaux marchés et générer des gains financiers en réalisant un tel projet d'optimisation structurale et normative de moyeu et de son mécanisme d'assemblage avec les pales utilisant la simulation numérique et les essais expérimentaux. Ainsi, les objectifs principaux de ce projet consistent à : (i) optimiser la conception de système moyeu/pales selon les critères normatifs, technico-économique, et d'endommagement et (ii) développer un banc d'essai instrumenté en respectant les standards et normes AMCA en vue de certifier les ventilateurs. Enfin, ce projet vise, tout particulièrement pour Hyperflo, des gains de 20% de la masse totale de moyeu l'équivalent de 8.34 kg et en productivité soit 25% en moins du temps d'assemblage moyeu/pale. Sur le plan économique, l'ensemble de ces gains en coût contribuent à la baisse du prix de vente de ventilateur, ce qui augmente la compétitivité de la compagnie et ouvre de nouveaux marchés nationaux et internationaux.
Program
Alliance Grants
Location
Quebec, Canada
Recipient Type
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data

As published

Application id
590258-2023
Name nom
Mrad, Hatem HM
Department département
Enseignement et de recherche en sciences appliquées, Unité d'
Organization id
47
Institution établissement
Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2024
Competition year année de concours
2023
Award amount
27275
Program id
ALLRP
Program name en
Alliance Grants
Program name fr
Subventions Alliance
Group en
RESEARCH PARTNERSHIPS
Group fr
PARTENARIATS DE RECHERCHE
Committee code
96
Committee name en
RPP Internal Decision Cttee
Committee name fr
Cté de décision interne - PPR
Area of application code
1206
Area of application group en
Advancement of knowledge
Area of application group fr
Avancement des connaissances
Area of application en
Engineering
Area of application fr
Génie
Research subject code
2107
Research subject group en
Mechanical engineering
Research subject group fr
Génie mécanique
Research subject en
Modelling, simulation and finite element methods
Research subject fr
Modélisation, simulation et méthodes des éléments finis
Field of research list names en
Not available
Field of research list names fr
Non disponible
Socioeconomic objective list names en
Not available
Socioeconomic objective list names fr
Non disponible
Application title
Optimisation structurale et normative de système moyeu/pales : Vers une certification AMCA d'un ventilateur minier axial
Keywords
analyse des données; certification; conception mécanique; fonderie; instrumentation; métallurgie; optimisation; résistance des matériaux; simulation numérique; vibration
Application summary
L'entreprise Hyperflo (Rouyn-Noranda) développe et commercialise la gamme de ventilateurs axiaux miniers de type CHINOOK. Depuis plusieurs décennies, cette technologie a fait ses preuves en matière d'efficacité énergétique et d'aérodynamisme. Toutefois, elle doit respecter les nouvelles exigences normatives de performance, de santé et sécurité et les besoins en ventilation sur demande (VOD). Le moyeu/pales étant le système le plus imposant des ventilateurs qui fonctionne dans des conditions opératoires et sollicitations cycliques de plus en plus sévères. Ce système doit être conçu et fabriqué avec des tolérances géométriques et dimensionnelles très serrées afin d'endurer des sollicitations vibratoires, mécaniques et tribologiques. La production des moyeux et pales se fait par moulage, ensuite une série d'opérations d'usinages de précision assez couteuses lui seront appliquées. Tout particulièrement, le moyeu est conçu majoritairement à partir de l'aluminium 713 et son poids sans accessoire est de 41,7 kg. À cet égard, la masse et les coûts de production constituent un réel enjeu économique et technique pour le partenaire Hyperflo. Les premières investigations et travaux antérieurs ont démontré que la compagnie admet un réel potentiel de s'ouvrir sur de nouveaux marchés et générer des gains financiers en réalisant un tel projet d'optimisation structurale et normative de moyeu et de son mécanisme d'assemblage avec les pales utilisant la simulation numérique et les essais expérimentaux. Ainsi, les objectifs principaux de ce projet consistent à : (i) optimiser la conception de système moyeu/pales selon les critères normatifs, technico-économique, et d'endommagement et (ii) développer un banc d'essai instrumenté en respectant les standards et normes AMCA en vue de certifier les ventilateurs. Enfin, ce projet vise, tout particulièrement pour Hyperflo, des gains de 20% de la masse totale de moyeu l'équivalent de 8.34 kg et en productivité soit 25% en moins du temps d'assemblage moyeu/pale. Sur le plan économique, l'ensemble de ces gains en coût contribuent à la baisse du prix de vente de ventilateur, ce qui augmente la compétitivité de la compagnie et ouvre de nouveaux marchés nationaux et internationaux.
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