Comprendre le rotor rigide
1. Définition : Qu'est-ce qu'un rotor rigide ?
A Rotor rigide est un rotor qui ne se plie pas, ne fléchit pas et ne change pas de forme de manière significative sous l'influence de ses propres forces. déséquilibrer forces à sa vitesse de fonctionnement. Aux fins d'équilibrage, un rotor est considéré comme rigide s'il fonctionne à une vitesse inférieure à 70-75% de sa première vitesse critique.
Le principe clé de l'équilibrage rigide du rotor est que la répartition du balourd sur toute la longueur du rotor ne varie pas lorsque sa vitesse varie. Cela signifie qu'un état d'équilibre obtenu à faible vitesse sur une équilibreuse reste valable et efficace lorsque le rotor fonctionne à sa vitesse de service beaucoup plus élevée.
La grande majorité des rotors industriels courants, tels que les induits de moteurs électriques, les ventilateurs, les pompes et les poulies, sont traités comme des rotors rigides.
2. Rigide vs. Rotor flexible
La distinction entre les rotors rigides et flexibles est l’un des concepts les plus importants dans l’équilibrage des rotors :
Rotor rigide
- Vitesse de fonctionnement: Bien en dessous de sa première vitesse critique (typiquement < 75%).
- Comportement: Ne se déforme pas et ne fléchit pas sous l'effet des forces centrifuges. Son balourd est indépendant de la vitesse.
- Procédure d'équilibrage : Peut être équilibré à une vitesse unique et basse, pratique. Un équilibrage standard à deux plans suffit pour corriger tout déséquilibre dynamique. La norme internationale pour l'équilibrage des rotors rigides est ISO 21940-11.
Rotor flexible
- Vitesse de fonctionnement: S'approche, traverse ou fonctionne bien au-dessus d'une ou plusieurs de ses vitesses critiques.
- Comportement: Il se plie et fléchit lorsqu'il franchit des vitesses critiques. Les forces de déséquilibre provoquent une déformation du rotor (déformation), et l'emplacement du « point lourd » peut sembler se déplacer.
- Procédure d'équilibrage : Beaucoup plus complexe. Nécessite un équilibrage multiplan (souvent plus de deux plans) et doit être réalisé à la vitesse de service ou à une vitesse proche pour tenir compte de la flexion du rotor. Des techniques spécialisées sont requises.
3. L’importance de l’hypothèse « rigide »
L'hypothèse d'un comportement rigide du rotor permet un équilibrage pratique, économique et sûr sur les machines d'équilibrage industrielles. Ces machines font généralement tourner les rotors à des vitesses relativement faibles (quelques centaines de tr/min) pour des raisons de sécurité et de simplicité mécanique.
Si un rotor est vraiment rigide, le déséquilibrer Le balourd mesuré à 400 tr/min sur l'équilibreuse sera le même que celui qui provoque des vibrations à 3 600 tr/min sur le terrain. En le corrigeant à bas régime, le problème est résolu à haut régime. Si le rotor était réellement flexible, un équilibrage à bas régime serait inefficace, car le rotor se plierait et présenterait un balourd complètement différent à son régime de service plus élevé.
4. Quand un rotor est-il considéré comme rigide ?
La décision de traiter un rotor comme rigide est basée sur sa géométrie et sa vitesse de fonctionnement :
- Rotors courts et trapus : Les rotors qui ont un grand diamètre par rapport à leur longueur (comme une meule ou un frein à disque) sont presque toujours rigides.
- Rotors longs et minces : Les rotors longs et minces (comme un arbre de transmission ou un rotor de compresseur à plusieurs étages) sont plus susceptibles d'être flexibles, surtout s'ils fonctionnent à des vitesses élevées.
En fin de compte, le test déterminant est le rapport entre la vitesse de fonctionnement et la première vitesse critique. Si ce rapport est faible, une approche d'équilibrage rigide du rotor est appropriée et efficace.