Qu'est-ce que c'est
Le déséquilibre est l'un des problèmes les plus reconnaissables, les plus répandus et les plus faciles à résoudre des machines industrielles modernes. Il se produit lorsque le centre de masse d'un composant rotatif (comme un rotor ou une turbine) n'est pas aligné avec son axe de rotation, c'est-à-dire que le centre de gravité de rotation ne s'aligne plus avec le centre de masse de rotation. Ce désalignement entraîne une répartition inégale de la masse, ce qui entraîne des vibrations et des dommages potentiels aux machines. Le déséquilibre peut entraîner divers problèmes opérationnels, notamment une réduction de la durée de vie de l'équipement, une augmentation des coûts de maintenance et des risques pour la sécurité.
Pourquoi cela arrive-t-il ?
Au fil du temps, les machines fonctionnent, les éléments rotatifs qui sont serrés se desserrent. Cela permet davantage de mouvement, créant plus de jeu, et devient un cycle répétitif et autodestructeur. L'accumulation de produits sur les rotors et la dégradation des matériaux (généralement due à des débris étrangers ou à une cavitation prolongée) constituent la majorité des problèmes de déséquilibre.
Types de déséquilibre
Le déséquilibre peut être classé en trois types principaux : statique, de couple et dynamique.
- Déséquilibre statique :
- Un déséquilibre statique se produit lorsque le centre de masse d'un composant rotatif n'est pas aligné avec l'axe de rotation dans un seul plan.
- Ce type de déséquilibre provoque une force continue qui peut entraîner des vibrations constantes et être ressentie comme une secousse ou un oscillation constant de l'équipement.
- Les causes courantes incluent une répartition inégale du matériau ou des défauts de fabrication.
- Déséquilibre du couple :
- Le déséquilibre du couple se produit lorsque le centre de masse d'un composant rotatif est déplacé parallèlement à l'axe de rotation mais dans des directions opposées sur les deux côtés du rotor.
- Il génère un moment ou un couple qui tend à incliner l’équipement.
- Le déséquilibre du couple résulte souvent d'une répartition inégale des matériaux ou d'un mauvais alignement des composants.
- Déséquilibre dynamique :
- Le déséquilibre dynamique est le type le plus complexe et se produit lorsque le centre de masse n'est pas aligné avec l'axe de rotation dans plusieurs plans.
- Cela entraîne à la fois des composantes de force et de moment, provoquant des vibrations complexes et des dommages potentiellement graves.
- Les causes courantes comprennent une forme irrégulière, une usure inégale ou une accumulation de saleté et de débris.
Pour plus de détails, vous pouvez lirela norme ISO couvrant les conditions de déséquilibre, mais vous devez vous assurer d'avoir une cafetière, un dictionnaire et un fidget spinner à portée de main avant de naviguer.
Causes courantes de déséquilibre
- Accumulation de débris : de la poussière, de la saleté ou d’autres matières étrangères peuvent s’accumuler sur les pièces rotatives, provoquant un déséquilibre.
- Défauts de fabrication : Un usinage inadéquat ou des défauts de matériaux pendant le processus de fabrication peuvent entraîner un déséquilibre.
- Usure : Au fil du temps, les composants peuvent s'user de manière inégale, entraînant un déséquilibre.
- Répartition inégale des matériaux : les variations de densité des matériaux ou de répartition de la masse au sein d’un composant peuvent entraîner un déséquilibre.
- Désalignement : Un assemblage incorrect ou une installation incorrecte peut introduire un déséquilibre.
- Excentricité : cela se produit lorsque le centre de masse d'un objet en rotation n'est pas situé précisément au centre de rotation de l'objet mais est plutôt décalé vers un côté. Ce déplacement peut se produire dans n'importe quelle direction ou plan perpendiculaire à l'axe de rotation.
Comment l'empêcher
Bien que certains cas de désalignement ne puissent jamais être évités (par exemple, une personne laisse tomber accidentellement une clé dans une machine pendant qu'elle la répare), il existe d'autres moyens de maintenir le déséquilibre à distance.
- Contrôle qualité : Assurer un contrôle qualité approprié pendant le processus de fabrication afin de minimiser les déséquilibres liés à la fabrication.
- Entretien régulier : Mettez en œuvre un entretien et des inspections de routine pour identifier et résoudre les problèmes d’usure avant qu’ils n’entraînent un déséquilibre.
- Propreté : Gardez les composants rotatifs propres et exempts de débris pour éviter tout déséquilibre dû à des matières étrangères.
- Assemblage de précision : suivez les procédures d'assemblage et d'alignement précises lors de l'installation pour éviter tout déséquilibre lié au désalignement.
- Mise en service : L'équilibrage des réglages lors de la mise en service doit être une pratique acceptée par tout fabricant cherchant à éviter les déséquilibres.
Comment y remédier
Déséquilibre statique et de couple : pour corriger ces types de déséquilibre, des poids peuvent être ajoutés ou retirés de manière stratégique du composant rotatif. Ce processus est appelé équilibrage et est généralement effectué à l'aide d'équipements d'équilibrage spécialisés.
Déséquilibre dynamique : la correction du déséquilibre dynamique est plus complexe et peut nécessiter une analyse et des ajustements spécialisés. Elle implique souvent l'ajout ou la suppression de poids et la prise en compte d'autres facteurs contributifs, tels que l'usure ou les irrégularités des composants.