Dans cet article, nous expliquerons en termes simples le processus d'équilibrage des rotors des faucheuses à fléaux et des broyeurs forestiers. Nous répondrons aux questions fréquemment posées et donnerons quelques conseils utiles. Commençons par comprendre ce que sont les vibrations, leurs dangers, ce qu'est l'équilibrage, pourquoi il est nécessaire et comment il peut être réalisé de manière autonome.
Équilibrage du rotor L'équilibrage est le processus qui consiste à ajuster la distribution de la masse du rotor afin de réduire ou d'éliminer les vibrations qui se produisent pendant sa rotation. Un équilibrage correctement effectué prolonge la durée de vie du mécanisme, réduit le bruit et les vibrations et prévient l'usure prématurée des roulements et autres composants de la machine.
L'augmentation des vibrations est souvent sous-estimée par les mécaniciens et les opérateurs de broyeurs et de faucheuses à fléaux ; cependant, les vibrations peuvent avoir de graves conséquences négatives :
- Augmentation de l'usure des équipements. Les vibrations constantes accélèrent l'usure des composants mécaniques tels que les roulements, les engrenages et autres pièces rotatives. Cela peut entraîner des réparations et des remplacements fréquents, ce qui augmente les coûts d'exploitation globaux.
- Paliers et sièges de paliers. Les roulements tombent souvent en panne, ce qui crée un jeu qui augmente les vibrations. Les roulements doivent être remplacés. Une bagatelle, quelques heures par semaine. Les sièges des roulements se cassent, ce qui nécessite la restauration des trous. Cette procédure nécessite déjà le démontage de l'unité, le transport vers l'atelier de réparation, le démontage du rotor, le travail de restauration et l'installation ultérieure. Vous conviendrez que c'est déjà désagréable.
- Fissures et fuites. Des fissures se forment sur le corps du broyeur ou de la faucheuse à fléaux. Il y a un risque de perturbation de la géométrie. De plus, l'augmentation des vibrations entraîne des fuites dans le système hydraulique, avec tous les problèmes qui en découlent.
- Desserrage des assemblages boulonnés. Les raccords boulonnés se desserrent constamment, ce qui peut provoquer des situations d'urgence.
- Consommation d'énergie inefficace. Les rotors déséquilibrés nécessitent plus d'énergie pour tourner, ce qui entraîne une augmentation de la consommation de carburant.
- Inconfort pour l'opérateur. L'augmentation des vibrations peut entraîner une gêne pour l'opérateur, une détérioration des conditions de travail et une augmentation de la fatigue. Cela peut également augmenter le risque d'erreurs opérationnelles.
- Risque de situations d'urgence. Les vibrations peuvent entraîner le desserrement des fixations et des connexions, ce qui augmente le risque d'urgence, en particulier lors de l'utilisation d'équipements à grande vitesse tels que les broyeurs et les tondeuses.
- Transmission des vibrations au tracteur. Les vibrations du rotor sont transmises au tracteur, où il y a de nombreux boulons et diverses connexions. Il y a beaucoup de choses qui peuvent se casser et se détacher.
- Temps d'arrêt. Et finalement, le matériel s'arrête pour être réparé en plein travail.
J'ai connu une entreprise dont les mécaniciens commençaient presque tous les matins par remplacer les roulements. Ils achetaient les roulements les moins chers et les changeaient presque tous les jours parce que les roulements coûteux, en raison des vibrations extrêmement élevées, tombaient en morceaux tout comme les roulements bon marché en quelques jours. J'ai été choqué par l'état de l'équipement. Ce n'était pas un broyeur, mais une pièce de Frankenstein, déchirée et soudée, renforcée de tous côtés par des canaux et des angles, juste pour qu'elle ne tombe pas en morceaux. Le plastique dans le tracteur coulait par vagues, et le pauvre opérateur a continué à vibrer pendant un certain temps après être sorti du tracteur.
Pourquoi une faucheuse à fléaux ne peut-elle pas être équilibrée sans un dispositif portable d'équilibrage dynamique ou une machine d'équilibrage ? J'entends souvent dire : "Je vais équilibrer le rotor moi-même, comme je l'ai toujours fait sans aucun appareil, en utilisant la vieille méthode qui a fait ses preuves. Je mettrai le rotor sur des couteaux, et lorsqu'il tombera avec la pointe lourde, je souderai un poids dessus jusqu'à ce qu'il s'arrête de tourner !"
Oui, cette méthode fonctionne bien avec déséquilibre statique. Le déséquilibre statique du rotor se manifeste sans sa rotation, lorsque sous l'action de la gravité, le rotor tourne lourdement vers le bas. Ce type de déséquilibre peut être éliminé par la méthode traditionnelle, qui consiste à placer le rotor sur des guides horizontaux et à ajouter une masse pour le contrebalancer jusqu'à ce qu'il s'arrête de tourner. Cette méthode est efficace pour les rotors étroits, dont le diamètre dépasse largement la longueur, par exemple pour les disques de frein, les poulies à courroie unique et les disques de meulage.
Cependant, lorsqu'il s'agit d'équilibrer de longs rotors, tels que les arbres de tondeuses à fléaux ou de broyeurs, cette méthode est inefficace. Considérons la situation où le point lourd se trouve en haut d'un côté du rotor et en bas de l'autre. En position statique, les forces de gravité s'équilibrent et le rotor reste immobile. Mais dès que le rotor commence à tourner, la force centrifuge agit sur ces points, les entraînant dans des directions différentes et provoquant des vibrations. Ce type de déséquilibre, qui n'apparaît que pendant la rotation, est appelé **déséquilibre dynamique** et ne peut être corrigé par les méthodes d'équilibrage statique.
Pour éliminer le déséquilibre dynamique, des dispositifs portables d'équilibrage dynamique ou des machines d'équilibrage sont nécessaires, permettant d'identifier avec précision l'emplacement du déséquilibre et d'installer des poids de compensation aux deux extrémités du rotor pour le neutraliser.
Par conséquent, l'utilisation d'un équipement spécialisé pour l'équilibrage dynamique est une condition nécessaire pour éliminer les vibrations dans les rotors longs.
Processus d'équilibrage dynamique à l'aide de la Balanset-1A Dispositif
- Les capteurs de vibrations sont installés aux extrémités du rotor, aussi près que possible des paliers. L'orientation des capteurs doit être perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor.
- Un marqueur réfléchissant est collé sur le rotor ou la poulie.
- Le tachymètre est placé sur un support magnétique et orienté de manière à ce que son faisceau laser frappe le marqueur réfléchissant.
- Les capteurs sont connectés au Balanset-1A qui, à son tour, est connecté à un ordinateur portable.
- Un programme d'équilibrage spécialisé est lancé.
- Dans le programme, l'option d'équilibrage sur deux plans est sélectionnée.
- Le poids d'étalonnage est pesé et les informations relatives à son poids et à son rayon d'installation sont entrées dans le programme.
- Le rotor est mis en marche et le niveau initial de vibration est mesuré.
- Le poids d'étalonnage est placé sur le rotor dans le premier plan (correspondant au côté de l'installation du premier capteur).
- Le rotor est redémarré pour mesurer la vibration. Il est important que les changements de vibration ou de phase constituent au moins 20%.
- La masse d'étalonnage est déplacée sur le deuxième plan du rotor (correspondant au côté de la deuxième installation du capteur) et une troisième mesure de vibration est effectuée pendant la rotation.
- Le programme calcule quel poids et à quel angle les masses de compensation doivent être installées dans les deux plans. L'angle est compté dans le sens de la rotation du rotor à partir de la position du poids d'étalonnage.
- Le poids d'étalonnage est retiré.
- Les poids de compensation sont pesés.
- Les poids de compensation sont soudés aux endroits prévus.
- Le rotor est démarré pour vérifier les résultats de l'équilibrage. Le cas échéant, si le programme indique qu'une correction supplémentaire est nécessaire, des poids supplémentaires sont ajoutés et l'équilibre est à nouveau vérifié.
Hourra, notre faucheuse à fléau rotatif est équilibrée !
Puis vous êtes devenu l'heureux propriétaire d'un dispositif d'équilibrage pour faucheuse à fléaux. Vous avez branché l'appareil, répété tout ce qui a été décrit ci-dessus, mais non seulement les vibrations n'ont pas diminué, mais elles ont même empiré ! Comment cela se fait-il ?
Dans un monde idéal, tout se passerait comme décrit ci-dessus. Mais notre monde n'est malheureusement pas parfait. À tel point que cette partie de l'article est probablement la plus importante.
Examinons les principaux problèmes qui se posent lors de l'équilibrage dynamique d'une faucheuse rotative à fléaux.
L'équilibrage peut être impossible pour trois raisons principales : dysfonctionnement du mécanisme, mauvaises conditions d'équilibrage et erreurs d'utilisation de l'appareil.
Dysfonctionnements du mécanisme empêchant l'équilibrage du rotor
- Roulements endommagés, y compris l'usure, le serrage excessif, les jeux ou l'usure de la zone d'appui.
- Flexion de l'arbre.
- Desserrage des points de fixation de la faucheuse à fléaux, boulons desserrés, desserrage dans la zone du rideau avant (descente) ou dans le cadre du pousseur lors de l'utilisation de broyeurs.
- Rotor heurtant des parties inamovibles de la structure.
- Fissures dans le corps de la tondeuse.
- Les cas où du sable pénètre dans le tube, ce qui peut être détecté en faisant tourner le rotor plusieurs fois sans changement. Dans ce cas, la phase et le niveau de vibration changent.
Conditions d'équilibrage inadéquates
- Résonance à la fréquence de rotation du rotor et présence d'éléments structurels lâches.
- Les changements de conditions lors de l'équilibrage, tels que les changements de masse ou de rigidité du mécanisme, le placement d'un support sous la tondeuse, ou les changements dans la structure (suppression d'éléments, ajout d'angles pour la rigidité).
- Rotations irrégulières. Le rotor doit tourner à la même fréquence à chaque démarrage.
Erreurs de fonctionnement de l'appareil
- Installation incorrecte de capteurs de vibrations. La surface doit être plane et exempte de contaminants, le capteur doit être bien ajusté, l'aimant doit être solidement fixé et le capteur ne doit pas toucher les bords du mécanisme.
- Déplacement du tachymètre pendant le fonctionnement. Les changements de position du tachymètre pendant l'équilibrage doivent être évités.
- Calcul incorrect de l'angle pour l'installation des poids. L'angle est mesuré à partir de la position de la masse d'essai dans le sens de rotation du rotor, une erreur se produit souvent en comptant les degrés dans la direction opposée.
- Masse inadéquate du poids d'essai lorsque la masse du poids s'avère insuffisante.
- Exposition de l'élément sensible du tachymètre. Ce problème peut survenir lors de l'équilibrage en plein soleil ou lorsqu'une source de lumière vive se trouve en face du tachymètre, ce qui affecte la précision des mesures.
Conclusion
L'équilibrage dynamique des rotors de faucheuses et de broyeurs forestiers est un processus complexe qui nécessite une attention particulière et l'utilisation correcte d'équipements spécialisés. Les dysfonctionnements du mécanisme, les mauvaises conditions d'équilibrage et les erreurs d'utilisation de l'appareil peuvent compliquer considérablement le processus d'équilibrage, voire le rendre impossible. Cependant, en adoptant la bonne approche et en respectant toutes les procédures nécessaires, il est possible d'éliminer efficacement les vibrations, de prolonger la durée de vie de l'équipement, de réduire l'usure des composants et d'améliorer l'état général de la machine. Il est important de se rappeler que l'équilibrage dynamique est un investissement dans le fonctionnement et la fiabilité à long terme de votre équipement.
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