Alignement d'arbres de machines électriques : caractéristiques, montage et dispositif

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

L'alignement des arbres des moteurs électriques et des mécanismes est effectué afin de s'assurer que leurs axes sont sur la même ligne droite. Des arbres rotatifs mal alignés créent des charges importantes entraînant une rupture, une défaillance prématurée des pièces et un bruit important.

Il n'est pas toujours possible d'aligner les mécanismes coaxialement, par conséquent, des accouplements sont utilisés avec compensation du désalignement des axes par des éléments élastiques. Ils remplissent leurs fonctions jusqu'à un certain degré de désalignement. L'alignement des arbres sur les moitiés d'accouplement est le plus pratique. Leurs surfaces sont basiques et des appareils de mesure y sont attachés. Dans l'industrie de l'énergie thermique, la plupart des machines fonctionnent avec des accouplements à manchon élastique (MUVP). Dans les unités puissantes, des accouplements à engrenages (MZ) sont utilisés.

Paramètres de centrage

L'alignement de l'arbre avec les indicateurs est vérifié par les paramètres suivants:

• R - déplacement radial mutuel des surfaces cylindriques des demi-accouplements (centrage radial).
• T - Différence d'ouverture finalemoitiés d'accouplement dans les plans verticaux et horizontaux (désalignement d'extrémité ou angulaire).

Exigences d'accouplement

Le désalignement admissible diminue avec l'augmentation de la vitesse. Il est de 0,12 mm à 1 500 tr/min et de 0,05 mm à 3 000 tr/min pour MWRP.

Important ! Lors du choix d'un accouplement, il est nécessaire de vérifier la conformité de ses caractéristiques avec les spécifications, selon lesquelles son battement axial et radial ne doit pas dépasser 0,05 - 0,08 mm. L'ajustement sur l'arbre est serré. Avant le démontage, des marques sont appliquées sur les moitiés d'accouplement, grâce auxquelles il sera possible de rétablir leur position relative. La violation de ces règles peut réduire la précision du centrage.

Installation de l'arbre horizontal

En fait, l'essieu n'est pas droit car il plie sous son propre poids et d'autres charges. Lors du centrage de l'appareil, il est nécessaire de contrôler la position des arbres par rapport à l'horizon. Le contrôle s'effectue sur les paliers lisses. Vous pouvez utiliser la surface plane à proximité du puits en utilisant le niveau "Exploration géologique" (divisant 0,1 mm par 1 m).

Dispositifs de contrôle d'alignement

Les artisans expérimentés sont capables de contrôler l'alignement en appliquant une règle métallique sur l'accouplement et en déterminant l'alignement par dégagement. Mais pour plus de confiance, afin de respecter la norme, vous pouvez utiliser une sonde à plaque ou un indicateur ICH-0, 01. Ce dernier offre la précision nécessaire de 0,01 mm, ce qui est suffisant pour respecter la norme.

D'abord, les moitiés d'accouplement sont déconnectées, puis sur elles ousur les arbres à proximité, des dispositifs sont installés pour centrer les arbres des machines électriques. Ils doivent être suffisamment rigides pour ne pas se plier lors des mesures. Les mesures peuvent également être prises avec des accouplements connectés.

Après avoir installé et renforcé les fixations, les performances du mécanisme de l'indicateur sont vérifiées. Pour ce faire, tirez et retournez les tiges de mesure. Dans ce cas, la flèche doit revenir à sa position d'origine.

Les jeux axiaux et radiaux sont contrôlés en tournant simultanément les deux rotors depuis la position de départ de 90°, 180° et 270° dans le sens de rotation de l'entraînement.

Comment centrer les agrégats ?

Avant les mesures, le serrage des ancrages et des logements de roulements est vérifié. Des fixations desserrées, des fissures dans le cadre, des défauts de fondation, un tassement irrégulier du sol sont les causes de désalignement lors du fonctionnement des mécanismes.

Les accessoires sont installés sur les moitiés d'accouplement, puis le désalignement est mesuré:

• radiale dans le plan vertical;
• radial dans le plan horizontal;
• fin dans le plan vertical;
• fin dans le plan horizontal.

Selon les résultats des mesures, la position des axes des arbres est corrigée. Pour ce faire, les supports sont déplacés verticalement à l'aide d'entretoises et horizontalement avec des boulons situés sur le cadre. Le support de centrage est réglé sur la position de la plus grande valeur du paramètre de désalignement, après quoi les supports sont déplacés de la valeur du désalignement réel.

L'alignement des arbres s'effectue alternativement dans les plans horizontal et vertical. Après la fin du processus de déplacement et de fixation des supports, les mesures sont à nouveau effectuées. Si nécessaire, ils sont à nouveau corrigés.

Alignement des unités de pompage

L'alignement des arbres de la pompe et du moteur est nécessaire pour équilibrer les pièces rotatives. Cela s'applique non seulement à la roue et à l'arbre, mais également au rotor du moteur électrique. Il est de la responsabilité du fabricant de démontrer l'unité dans le mode de fonctionnement de l'alimentation sans dépasser le niveau de vibration admissible. Les prix des unités industrielles sont élevés et, avec la poursuite de l'exploitation, il sera presque impossible de prouver la culpabilité du fabricant.

Les normes stipulent qu'après le démarrage, les vibrations sont à la charge du client. Les tests de la pompe doivent être effectués sur le lieu habituel de son fonctionnement. Une attention particulière est accordée à la fondation et au châssis de base sur lequel le moteur et la pompe sont montés.

Les joints (cosses de montage) doivent être traités avec soin afin que les dimensions des espaces ne dépassent pas 0,2 mm par 1 m de joint. Au niveau des joints, il est possible de régler les niveaux avec des joints d'une épaisseur de 1,5 à 3 mm.

Pour les pompes d'une puissance supérieure à 150 kW, selon la norme, le centrage se fait avec des vis dans les plans vertical et horizontal (au moins six vis pour une pompe horizontale et au moins quatre pour une verticale). Leur nombre dépend du poids de l'équipement.

Important ! Alignement de la connexion d'entraînement etpompe est fabriquée et contrôlée avant l'installation et pendant toute la période de fonctionnement. Vous devez également faire attention à ce que le moteur et la pompe à usage domestique soient placés dans un logement commun et centrés en usine. Ils n'ont pas besoin d'être contrôlés et exhibés.

Si une boîte de vitesses est installée entre la pompe et le moteur, elle doit d'abord être centrée et fixée avec des goupilles. Les arbres restants de l'unité sont guidés par celui-ci. A réception des pompes montées en usine avec des moteurs électriques, l'alignement des arbres des groupes est réalisé en fonction des moteurs. Lors du montage de la pompe sur le châssis de base, l'arbre du moteur est aligné avec celui-ci.

Équilibrage du cardan

L'arbre à cardan est centré pour éliminer les vibrations qui se produisent lorsque le moteur tourne. Les raisons du déséquilibre peuvent être:

• violation des exigences dans la technologie de fabrication de l'arbre ou après sa réparation;
• mauvais assemblage;
• violation de l'alignement des pièces d'arbre et des pièces d'accouplement de la transmission;
• erreurs de traitement thermique du produit;
• dommages mécaniques.

D'abord, un déséquilibre est détecté, puis il est éliminé en installant un contrepoids. Les travaux sont effectués sur l'équipement spécial d'une station-service. Pour cela, des machines d'équilibrage sont utilisées.

Les conditions de fonctionnement réelles de l'arbre à cardan sont simulées en le faisant tourner avec un moteur électrique via une transmission (généralement une courroie).

Les écarts sont déterminés par des capteurs se déplaçant le long de l'arbre. Spécialle programme traite les résultats de mesure, après quoi l'emplacement d'installation et la valeur du poids d'équilibrage sont déterminés. Un technicien de service ajoute du poids, perce le métal ou installe des cales pour assurer l'alignement.

Outils d'alignement

Vous pouvez effectuer les mesures les plus simples lors de la vérification de l'alignement des arbres à l'aide d'une règle pliante et d'une règle métallique. Pour des mesures correctes, un appareil plus précis pour l'alignement des arbres est nécessaire: un support avec un appareil de lecture, une sonde à plaque, un micromètre, un pied à coulisse.

1. Caliper - un appareil pour mesurer les diamètres (externes et internes) et les longueurs de pièces jusqu'à 4000 mm. Des types séparés permettent de déterminer les profondeurs, les distances aux rebords internes et externes, de faire des marquages. Le niveau de précision est de 0,01 mm à 0,1 mm. Les appareils peuvent être mécaniques et numériques - avec la sortie des valeurs mesurées sur l'écran. Les mesures sont effectuées avec la tige fixée desserrée, après quoi la mâchoire de mesure extérieure est déplacée jusqu'à ce que l'arbre soit légèrement serré des deux côtés. Ensuite, un cadre avec un vernier est introduit avec une vis d'alimentation micrométrique et fixé avec une pince. Les millimètres entiers sont comptés par divisions sur la barre et les fractions sont comptées par vernier.
2. Micromètre - un appareil pour mesurer les diamètres extérieurs et les longueurs de pièces jusqu'à 2000 mm avec une précision de ± 0,001 mm à 0,01 mm. Lors de la prise de mesures, la pièce est serrée par les surfaces de mesure de l'instrument en tournant la vis micrométrique avec un cliquet jusqu'à ce que celle-ci commence à glisser.
3. Les agrafes avec dispositif de lecture sont utilisées pourmesures de diamètres extérieurs et de longueurs de pièces jusqu'à 1000 mm. Le dispositif d'alignement de l'arbre est monté sur le talon réglable et sur le mobile se trouve un indicateur avec divisions. Les mesures peuvent être effectuées avec une précision de ±0,002 à 0,01 mm.
4. Sonde plate - un ensemble de plaques calibrées pour mesurer les écarts entre les extrémités des moitiés d'accouplement des arbres centrés. Il peut être utilisé comme indicateur de l'écart entre la goupille du support de centrage et le demi-boîtier d'accouplement. Les inserts de stylet sont insérés dans l'espace avec peu de frottement, qui est maintenu à peu près le même pour chaque mesure.
5. Level - un dispositif pour vérifier l'horizontalité des dalles de fondation et des cadres des unités avec entraînements, ainsi que pour aligner les lignes des arbres des entraînements et mécanismes électriques. Un dispositif à cadre de type "Exploration géologique" est utilisé, où l'angle d'inclinaison est déterminé en déplaçant la vis micrométrique jusqu'à ce que la bulle d'air dans l'ampoule liquide atteigne la position zéro.

Alignement de l'arbre au laser

Les systèmes d'alignement laser sont disponibles en simple et double faisceaux. Ce dernier est plus précis et fonctionnel.

L'unité de mesure est montée sur l'arbre et crée un faisceau laser le long de son centre de rotation. Du bloc opposé monté sur l'arbre d'accouplement, un autre faisceau est détecté. Les deux signaux sont capturés par des photodétecteurs et, à différentes positions angulaires des arbres, leur désalignement est déterminé avec une grande précision. En comparant les lectures à différents déplacements angulaires des arbres, il est possible de les centrer dans le sens horizontal et verticalavions.

Système Kvant-LM

L'alignement d'arbres à l'aide du système laser Kvant-LM développé par BALTECH est très populaire. L'alignement des machines horizontales et verticales est effectué. L'unité de calcul intégrée compare et traite les signaux des unités de mesure. Les résultats sont affichés sur l'écran, qui indique l'état de l'alignement par rapport à la zone autorisée, surlignée en vert, et la zone d'exclusion (rouge).

Le système Kvant-LM élimine les vibrations, réduit le nombre d'arrêts et de réparations et augmente la durée de vie des roulements, des joints et des accouplements.

Conclusion

Le désalignement des rotors des machines est un défaut courant qui peut être corrigé. Pour ce faire, il est nécessaire de connaître les facteurs qui l'affectent et les méthodes d'alignement des arbres. Les arbres sont généralement alignés par une installation concentrique et parallèle des surfaces d'extrémité des moitiés d'accouplement à l'aide d'outils spéciaux.