Équilibrage des accouplements hydrauliques dans une usine d'asphalte : guide technique complet

Aperçu des problèmes de déséquilibre des accouplements hydrauliques

Imaginez une usine d'asphalte à l'arrêt en pleine production à cause de vibrations incontrôlables d'un accouplement critique. Ce scénario n'est pas seulement une nuisance : il entraîne des temps d'arrêt coûteux, des interventions de maintenance d'urgence et une perte de productivité. De telles vibrations excessives sont le signe révélateur d'un problème. accouplement hydraulique déséquilibré Cela provoque des tensions sur l'ensemble du système. Il est crucial de résoudre ce problème rapidement pour économiser du temps et de l'argent dans les opérations industrielles.

Les systèmes de couplage hydraulique dans les usines d'asphalte nécessitent un équilibrage précis pour maintenir des performances et une fiabilité optimales. accouplement hydraulique déséquilibré génère des vibrations excessives qui compromettent l'efficacité de l'équipement, accélèrent l'usure des composants et augmentent le risque de pannes imprévues. Si elles ne sont pas maîtrisées, ces vibrations entraînent des coûts de maintenance plus élevés et des problèmes de sécurité pour les opérateurs. Dans l'étude de cas ci-dessous, une procédure d'équilibrage sur site a été réalisée à l'aide de la méthode Balanset-1A équilibreur dynamique portable pour corriger le déséquilibre de l'accouplement et rétablir un fonctionnement fluide.

Diagnostic technique du déséquilibre des accouplements hydrauliques

Avant de mettre en œuvre une solution, l'équipe de maintenance a réalisé un diagnostic vibratoire approfondi du couplage hydraulique. Un déséquilibre du couplage se manifeste par de multiples indicateurs opérationnels mesurables et analysables systématiquement :

Principaux symptômes de déséquilibre

Symptôme	Niveau d'impact	Conséquences
Vibrations excessives	Haut	Usure accélérée des roulements ; dommages structurels potentiels
Augmentation des niveaux de bruit	Moyen	Préoccupations en matière de sécurité au travail (bruit, fatigue)
Perte de transmission de puissance	Haut	Efficacité et débit de production réduits
Usure prématurée des composants	Critique	Temps d'arrêt imprévus ; augmentation des coûts de réparation

Ces symptômes indiquaient clairement que la répartition des masses de l'accouplement était inégale, provoquant des forces dynamiques lors de la rotation. Pour quantifier le problème, l'équipe a réalisé une analyse vibratoire axée sur les paramètres clés :

Paramètres d'analyse des vibrations

• Amplitude globale des vibrations : Mesuré en mm/s (RMS) pour évaluer la gravité du déséquilibre.
• Spectre de fréquences : Analysé sur toute la plage de régime de fonctionnement pour identifier la fréquence de déséquilibre (1 × vitesse de fonctionnement) et les harmoniques.
• Angle de phase : Déterminé à l'aide d'un repère de référence et d'un tachymètre laser pour localiser la position angulaire du balourd.
• Contenu harmonique : Évalué pour détecter d'autres défauts (par exemple, un mauvais alignement ou un desserrage) qui pourraient aggraver la signature vibratoire.

Méthodologie d'équilibrage dynamique Balanset-1A

Sur la base du diagnostic, la mesure corrective a consisté à équilibrer dynamiquement l'accouplement en place. Balanset-1A Un dispositif d'équilibrage portable a été utilisé pour réaliser une procédure complète d'équilibrage sur deux plans. Ce processus a respecté les normes internationales d'équilibrage (ISO 21940) pour garantir la précision. La méthodologie d'équilibrage se décompose en plusieurs phases :

Installation et configuration de l'équipement

Pour démarrer le processus d'équilibrage sur le terrain, l'équipe de maintenance a installé l'équipement Balanset-1A sur site. Ce kit portable comprend deux capteurs de vibrations (fixés près des roulements côté entraînement et côté opposé à l'entraînement de l'accouplement), un tachymètre laser pour la référence de phase et un module d'interface avec logiciel d'analyse (généralement installé sur un ordinateur portable ou un appareil de poche). Cette configuration a permis la surveillance des vibrations et l'analyse des données en temps réel. Les composants suivants ont été configurés avant l'équilibrage :

Processus d'équilibrage étape par étape

Phase 1 : Évaluation initiale des vibrations

Dans la première phase, des mesures de base ont été prises pour comprendre l’état initial de déséquilibre :

• Niveaux de vibration de base : La machine a fonctionné à vitesse normale et les amplitudes vibratoires initiales ont été enregistrées aux plans de mesure côté entraînement et côté opposé à l'entraînement. Par exemple, des valeurs maximales de 12,5 mm/s (RMS) côté entraînement et de 9,8 mm/s côté opposé à l'entraînement ont été observées, indiquant un déséquilibre important.
• Angles de phase : À l'aide du tachymètre stroboscopique et d'un repère sur l'accouplement, l'angle de phase de la vibration maximale a été mesuré. Cela a permis d'établir l'orientation angulaire du déséquilibre pour chaque plan.
• Contrôle de stabilité opérationnelle : La vitesse de rotation a été vérifiée comme étant stable (pour éviter les vibrations transitoires) et le bruit de vibration de fond a été noté pour garantir des lectures précises.
• Vérification de sécurité : Tous les éléments de montage et de fixation des capteurs ont été vérifiés pour être sécurisés avant de passer à l’étape suivante.

Phase 2 : Installation des poids d'essai

Ensuite, un poids d'essai a été utilisé pour quantifier l'effet de l'ajout de masse à un emplacement connu sur les lectures de vibrations :

• Suggestion de poids d'essai optimal : Le logiciel Balanset-1A a calculé une masse d'essai recommandée en fonction de l'amplitude du déséquilibre initial. (Par exemple, un faible poids de quelques grammes a été suggéré.)
• Emplacement calculé : Le logiciel a fourni la position angulaire (par rapport au repère de référence) et le rayon sur l'accouplement où ce poids d'essai doit être installé pour chaque plan.
• Installation: Le poids d'essai a été solidement fixé à l'accouplement à l'emplacement spécifié. Son positionnement a été vérifié deux fois pour en vérifier la précision et la sécurité (à l'aide d'adhésif ou d'une pince, selon le cas).
• Mesure après installation : Une fois le poids d'essai en place, la machine a été relancée et de nouvelles mesures de vibrations ont été prises. Cela a permis à l'équipe d'observer comment le poids ajouté modifiait l'amplitude et la phase des vibrations dans chaque plan.

Phase 3 : Calcul du poids de correction

En utilisant les données de l'essai, les poids de correction finaux ont été déterminés par le biais de méthode du coefficient d'influence (une norme en matière d'équilibrage dynamique) :

• Analyse des réponses : La variation de vibration (amplitude et déphasage) provoquée par la masse d'essai a été analysée. Le système Balanset-1A utilise cette réponse pour calculer les coefficients d'influence du rotor, quantifiant ainsi l'effet d'une masse placée dans un plan et un angle particuliers sur le déséquilibre.
• Calcul des masses de correction : À partir des coefficients d'influence, le logiciel a calculé la masse exacte des masses de correction nécessaires dans chaque plan d'équilibrage. Il a également fourni les positions angulaires précises où ces masses devaient être ajoutées pour compenser le déséquilibre détecté.
• Emplacement optimal : Les masses de correction recommandées ont ensuite été installées sur l'accouplement, aux angles et rayons spécifiés. Dans ce cas, de petites masses de correction ont été ajoutées côté entraînement et côté opposé à l'entraînement.
• Exécution de vérification : Après l'installation des masses de correction, la machine a été testée une fois de plus. Des mesures de vibrations ont été effectuées à nouveau afin de vérifier que le déséquilibre résiduel se situait dans les limites acceptables. Les critères de réussite étaient de respecter ou de dépasser la norme ISO 10816. Catégorie A normes de vibration pour cette classe d'équipement, indiquant un système bien équilibré.

Résultats techniques et indicateurs de performance

Analyse de réduction des vibrations

Après l'équilibrage, les niveaux de vibrations du coupleur hydraulique ont considérablement diminué. Le tableau ci-dessous résume les améliorations mesurées en deux points clés (roulements côté entraînement et côté opposé à l'entraînement) :

Point de mesure	Avant équilibrage (mm/s RMS)	Après équilibrage (mm/s RMS)	Amélioration (%)
Roulement côté entraînement	12.5	2.1	83.2%
Roulement côté opposé à l'entraînement	9.8	1.8	81.6%

Avantages techniques du Balanset-1A

Tout au long du travail d'équilibrage, l'outil Balanset-1A a offert plusieurs avantages qui ont contribué au succès du projet. Parmi les principaux avantages techniques du système Balanset-1A, on peut citer :

Exactitude et précision des mesures

• Haute précision de mesure : Les mesures de vitesse de vibration sont précises à ±5% sur une plage de fréquences de 0,1 Hz à 1000 Hz, garantissant la confiance dans les données collectées.
• Détection de phase précise : Les mesures d'angle de phase sont précises à environ ±2°, ce qui est essentiel pour localiser l'emplacement exact du déséquilibre lors de l'analyse.
• Large plage de fonctionnement : L'appareil fonctionne de manière fiable à des températures ambiantes comprises entre –20 °C et +60 °C, ce qui le rend adapté à une utilisation dans des installations intérieures et des sites industriels extérieurs.
• Conformité aux normes : Équilibrer les notes de qualité de G40 jusqu'à G0.4 (selon la norme ISO 1940/21940) peuvent être réalisées, couvrant un large spectre allant des machines générales aux rotors de haute précision.

Caractéristiques d'efficacité opérationnelle

• Analyse en temps réel : Le Balanset-1A fournit un traitement des données en direct, de sorte que les corrections de déséquilibre peuvent être calculées sur place sans longue analyse hors site.
• Calculs automatisés : Le logiciel de l'appareil calcule automatiquement les poids d'essai et de correction optimaux, réduisant ainsi le risque d'erreur humaine dans les calculs complexes.
• Capacité multi-plans : La prise en charge de l'équilibrage à un seul plan et à deux plans lui permet de gérer des déséquilibres simples et des situations de déséquilibre dynamique plus complexes (comme le couplage dans ce cas).
• Rapports détaillés : Après l'équilibrage, le système peut générer des rapports complets documentant les conditions initiales, les actions de correction et les niveaux de vibration finaux, utiles pour les enregistrements de maintenance et à des fins d'audit.

Protocole de maintenance préventive

L'équilibrage de l'accouplement n'est qu'une partie de la solution à long terme. Pour garantir le bon état de l'équipement, un calendrier de maintenance préventive et de surveillance a été établi. Une surveillance régulière des vibrations permet de détecter les premiers signes de déséquilibre ou d'autres problèmes avant qu'ils ne s'aggravent. Le programme suivant est recommandé pour les composants rotatifs critiques comme les accouplements hydrauliques :

Surveillance programmée des vibrations

Fréquence de surveillance	Objectif de mesure	Seuil d'action
Mensuel	Vérification globale du niveau de vibration (examen rapide de l'état)	> 4,5 mm/s RMS (avertissement de déséquilibre)
Trimestriel	Analyse spectrale détaillée (identification de la fréquence de déséquilibre spécifique et d'autres défauts)	1× pic de régime > 3,0 mm/s (indique un problème de déséquilibre émergent)
Annuellement	Vérification complète de l'équilibrage (rééquilibrage si nécessaire)	Assurer la conformité avec la norme d'équilibrage ISO 21940/1940 (par exemple, G2.5 ou mieux pour cet équipement)

En adhérant à ce plan de surveillance proactive, l'usine peut détecter rapidement toute réapparition de déséquilibre. De plus, des tâches de maintenance de routine, telles que la vérification de l'alignement des accouplements, l'inspection de l'usure ou des dépôts et la vérification d'une lubrification adéquate, complètent la surveillance des vibrations pour assurer le bon fonctionnement du système. La détection et la correction précoces des problèmes prolongeront considérablement la durée de vie de l'accouplement et des machines associées.

Analyse coûts-avantages

Un équilibrage correct du coupleur hydraulique offre non seulement des avantages techniques, mais aussi des avantages économiques considérables. Voici les principaux résultats de l'équilibrage, basés sur les résultats de l'étude et les références du secteur :

Impact économique d'un bon équilibrage

• Prolongation de la durée de vie des roulements : Augmentation de la durée de vie des roulements de 200 à 300% (la réduction spectaculaire des vibrations signifie beaucoup moins de fatigue et d'usure des roulements).
• Économies d'énergie : 5–15% réduction de la consommation d'énergie, car le système ne gaspille plus d'énergie en luttant contre les vibrations excessives et le désalignement.
• Prévention des temps d’arrêt imprévus : Réduction de 80 à 95% des pannes imprévues liées aux vibrations. Un équipement équilibré est beaucoup moins susceptible de tomber en panne sans avertissement.
• Économies sur les coûts de maintenance : 40–60% réduit les coûts annuels d'entretien et de réparation, grâce à moins de réparations d'urgence et à des intervalles prolongés entre les révisions majeures.

En bref, investir dans un équilibrage rigoureux est rentable. Des études industrielles ont montré qu'un équilibrage de précision est essentiel pour prolonger la durée de vie des roulements et minimiser les temps d'arrêt :contentReference[oaicite:0]{index=0}, ce qui améliore la fiabilité globale de l'équipement tout en réduisant les coûts de maintenance :contentReference[oaicite:1]{index=1}. Pour notre usine d'asphalte, la réduction des vibrations a non seulement résolu le problème immédiat, mais a également permis des économies à long terme en prévenant les dommages et les inefficacités futurs.

Questions fréquemment posées

Q : Quelles sont les causes du déséquilibre du couplage hydraulique ?

UN: Le déséquilibre d'un accouplement hydraulique peut provenir de plusieurs facteurs. Les causes courantes incluent l'usure irrégulière des composants internes, les tolérances de fabrication entraînant une légère asymétrie, la déformation thermique des pièces pendant le fonctionnement et l'accumulation de débris ou de matériaux à l'intérieur de l'accouplement. Tout facteur perturbant la répartition uniforme des masses dans l'accouplement entraînera un déséquilibre.

Q : À quelle fréquence les raccords hydrauliques doivent-ils être équilibrés ?

UN: La fréquence d'équilibrage dépend de l'utilisation et des conditions de fonctionnement. Pour les équipements critiques fonctionnant en continu (comme l'accouplement d'une centrale d'enrobage), il est conseillé de vérifier l'équilibrage au moins une fois par an. Si la machine fonctionne dans un environnement difficile (avec beaucoup de poussière, de chaleur ou de fluctuations de charge) ou si la surveillance des vibrations indique une détérioration de l'équilibrage, un équilibrage plus fréquent (par exemple, semestriel ou trimestriel) peut être justifié. Une analyse régulière des vibrations dans le cadre de la maintenance préventive permettra de déterminer quand un rééquilibrage est nécessaire.

Q : Le Balanset-1A peut-il équilibrer d’autres équipements rotatifs ?

UN: Oui. Le Balanset-1A est un outil d'équilibrage dynamique polyvalent qui peut être utilisé sur une grande variété de machines tournantes. Outre les accouplements hydrauliques, il permet l'équilibrage de ventilateurs, de soufflantes, de pompes, de moteurs électriques, de concasseurs industriels, de rotors de turbines et de nombreux autres appareils. Sa capacité d'équilibrage biplan et sa conception portable le rendent idéal pour les tâches d'équilibrage in situ dans différents secteurs (industrie manufacturière, production d'énergie, usines de transformation, etc.).

Q : Quels niveaux de vibration indiquent les besoins d’équilibrage ?

UN: En règle générale, les niveaux de vibrations dépassant les seuils standard du fabricant ou de l'industrie indiquent un besoin d'équilibrage. ISO 10816 Conformément aux directives, pour de nombreuses machines, une vitesse de vibration supérieure à environ 4,5 mm/s (RMS) sur des pièces non rotatives (par exemple, les paliers) se situe dans la plage d'alerte (Classe B) et justifie un contrôle d'équilibrage. Les machines neuves ou récemment équilibrées fonctionnent généralement dans la plage de 1,8 à 2,8 mm/s (Classe A). Si les vibrations approchent ou dépassent la limite de Classe B pour votre équipement, il est temps de planifier une intervention d'équilibrage pour éviter tout dommage.

Résumé des spécifications techniques

Conclusion

Dans cette étude de cas, l'équilibrage systématique sur le terrain d'un accouplement hydraulique à l'aide de Balanset-1A Ce dispositif a permis d'améliorer sensiblement les performances de l'équipement et de réduire significativement les problèmes liés aux vibrations. Les niveaux de vibrations ont été réduits de plus de 80% aux deux emplacements des roulements, ce qui a permis à la machine de se conformer aux normes ISO strictes en matière de vibrations. L'usine d'enrobage a ainsi bénéficié d'un fonctionnement plus fluide, d'une fiabilité accrue et d'une réduction des contraintes sur les composants.

D'un point de vue pratique, cela démontre comment des procédures d'équilibrage professionnelles, exécutées conformément aux normes internationales et assistées par des outils de pointe, peuvent résoudre des problèmes critiques liés aux machines. En s'attaquant à la cause profonde des vibrations (déséquilibre), l'usine a minimisé le risque de pannes soudaines et prolongé la durée de vie de ses équipements. À l'avenir, le respect de protocoles de surveillance et de maintenance réguliers garantira le fonctionnement optimal de l'accouplement et des machines associées. En résumé, investir dans équilibrage de précision non seulement il résout le problème immédiat, mais il offre également des avantages à long terme en termes de disponibilité, de sécurité et d'économies de coûts, ce qui est l'objectif ultime des ingénieurs et des spécialistes techniques dans tout environnement industriel.