Types de désalignement du moteur

Un alignement correct entre le moteur et l'équipement entraîné est essentiel dans les applications de machines industrielles. Un mauvais alignement, même d'une fraction de millimètre, peut entraîner des problèmes tels que des vibrations excessives, une défaillance prématurée des roulements et une réduction de l'efficacité, ce qui entraîne à terme des temps d'arrêt imprévus et des réparations coûteuses. À mesure que la technologie progresse, les techniques d'alignement ont évolué, passant de méthodes simples utilisant des outils de base à des systèmes laser sophistiqués qui offrent une précision inégalée.

Dans cet article de blog, nous examinerons en détail les trois principaux types de désalignement moteur : désalignement angulaire, parallèle et combiné. Nous explorerons ensuite les techniques d'alignement les plus courantes utilisées sur le terrain, de la simple méthode de la règle et de la jauge d'épaisseur aux systèmes d'alignement laser avancés, en discutant des avantages et des limites de chaque approche.

Types de désalignement du moteur

Un mauvais alignement entre l’arbre du moteur et l’équipement entraîné peut entraîner une multitude de problèmes, notamment des vibrations excessives, une défaillance prématurée des roulements, des fuites de joints et des dommages au niveau de l’accouplement.

Il existe trois principaux types de désalignement qui peuvent se produire :

Désalignement angulaire

En cas de désalignement angulaire, les axes centraux de l'arbre moteur et de l'arbre entraîné se croisent, mais ne sont pas parallèles. Imaginez deux lignes qui se croisent à un angle.

Cet angle de croisement entre les arbres provoque un moment de flexion dans l'accouplement à chaque rotation. L'accouplement fléchit constamment d'avant en arrière pour tenter de compenser le désalignement.

Un mauvais alignement angulaire est généralement dû à des machines qui ne sont pas sur le même plan horizontal en raison d'un calage incorrect ou d'une fondation non plane. Imaginez une machine qui est placée légèrement plus haut que l'autre.

La contrainte due à une flexion répétée peut entraîner une défaillance prématurée de l'accouplement. Elle transmet également des forces cycliques dommageables aux roulements et aux joints du moteur et de l'équipement.

Désalignement parallèle (décalé)

En cas de désalignement parallèle, également appelé désalignement décalé, les axes centraux de l'arbre moteur et de l'arbre entraîné sont parallèles, mais décalés l'un par rapport à l'autre. Imaginez deux lignes qui se trouvent sur le même plan mais qui ne se croisent pas.

Ce décalage entre les arbres entraîne un étirement et une compression constants de l'accouplement lors de sa rotation, comme un accordéon. L'accouplement tente en permanence de compenser l'écart entre les arbres.

Un mauvais alignement parallèle résulte souvent du déplacement horizontal du moteur et de l'équipement entraîné l'un par rapport à l'autre. Cela peut être dû à un mauvais positionnement lors de l'installation ou à un déplacement des fondations.

L'étirement et la compression constants de l'accouplement dus à un mauvais alignement parallèle accélèrent l'usure. Ils exercent également des charges de traction et de compression alternées sur les arbres, les roulements et les joints à chaque rotation.

Désalignement combiné

Dans la réalité, la plupart des désalignements d'arbres sont une combinaison de désalignements angulaires et parallèles. L'arbre du moteur est à un angle par rapport à l'axe central de l'arbre entraîné et il existe également un décalage entre eux.

Le désalignement combiné intègre les effets néfastes du désalignement angulaire et parallèle. L'accouplement subit simultanément une déformation angulaire et un déplacement axial lors de sa rotation.

Tout comme les défauts d'alignement individuels, les défauts d'alignement combinés peuvent être dus à une installation imprécise, à des fondations dégradées ou à un calage incorrect. Ils soumettent l'ensemble du système mécanique à des contraintes cycliques dommageables.

Techniques d'alignement moteur

Méthode à bord droit et à jauge d'épaisseur

L'un des plus basiques alignement du moteur Les méthodes de mesure utilisent des outils simples : une règle et un jeu de jauges d'épaisseur. La règle, généralement une règle métallique rectifiée avec précision, est placée sur l'accouplement reliant le moteur à l'équipement entraîné. Des jauges d'épaisseur, qui sont de fines lames métalliques d'épaisseur précise, sont ensuite utilisées pour mesurer les écarts entre les faces de l'accouplement et la règle.

En prenant des mesures en haut, en bas et sur les côtés de l'accouplement, côté moteur et côté équipement, le décalage et le désalignement angulaire peuvent être déterminés. Des cales sont ensuite ajoutées ou retirées sous les pieds du moteur ou de l'équipement pour aligner les moitiés de l'accouplement conformément aux spécifications de l'équipement. La méthode de la règle et de la jauge d'épaisseur peut être efficace pour certaines applications, mais sa précision est limitée, en particulier pour les équipements nécessitant un alignement de précision.

Méthode du comparateur à cadran

La méthode d'alignement des comparateurs à cadran est une avancée en termes de précision par rapport aux règles et aux jauges d'épaisseur. Les comparateurs à cadran sont des outils de mesure dotés d'un piston qui déplace la face du cadran pour indiquer le déplacement, généralement par incréments de 0,001 pouce ou plus.

Pour effectuer l'alignement, une paire d'indicateurs à cadran est montée sur des supports fixés à une moitié de l'accouplement. Les pistons sont positionnés de manière à entrer en contact avec la face et le bord de l'autre moitié de l'accouplement. Lorsque les arbres tournent ensemble, les indicateurs à cadran indiquent la quantité de décalage ou de désalignement angulaire à différentes positions qui peuvent être enregistrées sur une fiche technique d'alignement.

Des calages et des réglages sont effectués sur le moteur ou l'équipement jusqu'à ce que les indicateurs à cadran indiquent que l'accouplement est aligné dans les limites de tolérance sur toute une rotation. Bien que plus long que la méthode de la règle, l'alignement de l'indicateur à cadran offre une plus grande précision adaptée à de nombreuses applications industrielles. Cependant, les longues distances entre le moteur et l'équipement peuvent réduire la précision.

Systèmes d'alignement laser

Pour une précision optimale, les systèmes d'alignement laser sont la technique privilégiée. Ces systèmes utilisent des émetteurs et des récepteurs laser montés sur les arbres du moteur et de l'équipement. L'émetteur laser émet un plan ou une ligne de lumière laser qui est capté par le récepteur.

Un logiciel spécial analyse les mesures laser tout au long d'une rotation complète de l'arbre pour calculer l'angularité verticale et horizontale et le désalignement du décalage. Il fournit ensuite une lecture visuelle indiquant exactement combien et où les cales ou les ajustements sont nécessaires pour aligner précisément les arbres.

Le principal inconvénient de l'alignement laser est le coût initial plus élevé de l'équipement. Cependant, pour les applications de précision où l'alignement est essentiel, l'investissement peut s'avérer rentable grâce à une durée de vie plus longue de l'équipement, une réduction des vibrations et des économies de maintenance au fil du temps. De nombreux systèmes laser offrent également des fonctionnalités supplémentaires telles que la mesure géométrique des alésages de turbines et des voies de machines-outils.