Diagnostic d'un arbre tordu
A arbre courbé est un état dans lequel une machine rotor a subi une déformation permanente — plastique —, de sorte que son axe géométrique n'est plus rectiligne. Cela produit un Vibrations une signature qui ressemble à s'y méprendre à déséquilibrer ou désalignement, mais il porte une empreinte caractéristique qui le distingue des autres : forte vibration axiale à vitesse de fonctionnement. Reconnaître cette empreinte digitale — et la confirmer avec analyse de phase — c'est ce qui empêche un ingénieur de perdre des heures à essayer de corriger un défaut que l'équilibrage ne pourra jamais résoudre.
1. La nature d'un arbre tordu
La déformation d'un arbre résulte d'une contrainte exercée sur le matériau de l'arbre au-delà de sa limite d'élasticité, de sorte que la déformation ne se résorbe pas lorsque la charge est supprimée. Plusieurs mécanismes sont à l'origine de ce phénomène :
- Contrainte thermique : Un rotor chaud — par exemple, un rotor de turbine laissé à refroidir de manière inégale, ou un rotor qui n'a pas été mis en rotation sur un dispositif de rotation — peut se déformer de manière permanente en se solidifiant. Ce phénomène est distinct d'une déformation temporaire arc thermique qui disparaît dès que les températures s'équilibrent.
- Dommages mécaniques : une chute du rotor, un choc violent ou une manipulation brutale pendant le transport ou la révision.
- Défaillance sympathique : Un fonctionnement prolongé en cas de déséquilibre important ou de désalignement peut entraîner une surcharge de l'arbre jusqu'à ce qu'il cède, transformant ainsi un problème en un autre.
Il convient de distinguer une déformation plastique véritable d'une déformation réversible arc d'arbre: un arc thermique ou à gravité peut se redresser pendant son utilisation ou après avoir été au repos, tandis qu'un arc courbé reste déformé et doit être redressé manuellement ou remplacé.
2. La signature vibratoire d'un arbre tordu
La caractéristique principale est un pic de forte amplitude à 1× the vitesse de fonctionnement. Le coude agit comme un centre de gravité important et réparti ; ainsi, lorsque l'arbre tourne, il génère un couple une fois par tour force centrifuge très similaire à celle d'un déséquilibre. Les indicateurs distinctifs sont les suivants :
- Vibrations axiales importantes : le signe le plus important. Lorsqu'un arbre déformé tourne, il oblige les composants qui y sont fixés — accouplements, roulements, corps de rotor — à se déplacer d'avant en arrière le long de l'axe de l'arbre. Lorsque le vibrations axiales si cette valeur dépasse environ 50 % du niveau radial (horizontal ou vertical), cela indique clairement une déformation de l'arbre ou un désalignement important.
- Vibration radiale similaire : comme pour le déséquilibre, le 1× vibration radiale is high.
- Fréquence dominante 1× : les spectre est généralement dominé par le pic 1×, bien qu'une composante 2× puisse également apparaître — en particulier lorsque la courbure se situe près du centre de l'arbre.
Étant donné que l'image radiale imite si fidèlement un déséquilibre, ce sont la lecture axiale et les relations de phase décrites ci-dessous qui permettent de confirmer le diagnostic.
3. Différencier un arbre plié d'un désalignement
Un arbre tordu et désalignement de l'arbre peuvent sembler presque identiques en termes d'amplitude, car les deux provoquent des vibrations axiales. Pour les distinguer, il faut analyse de phase, en utilisant la relation temporelle a tachymètre que permet la référence.
- Procédure : mesurer les cotes radiales et axiales phase mesures au niveau des roulements intérieur et extérieur — quatre relevés au total.
- Remarque concernant l'arbre courbé : si l'arbre est tordu, les mesures de déport axial prises à la même position radiale (par exemple, au niveau du sommet de chaque palier) seront approximativement décalé de 180° les uns par rapport aux autres. Lorsqu'une extrémité du rotor est poussée vers l'avant par la proue, l'autre extrémité est tirée vers l'arrière.
- Indication de désalignement : Dans le cas d'un désalignement angulaire classique, ces mêmes mesures de phase axiale ont tendance à être d'environ in phase (à près de 0° l'un de l'autre).
La prise de mesures de phase au niveau du couplage fournit des indications supplémentaires, souvent décisives, pour distinguer les deux défauts. A calculateur d'angle de phase est pratique pour regrouper et comparer ces mesures vectorielles au cours de l'évaluation.
4. Différencier un arbre courbé d'un balourd
Ces deux conditions génèrent une forte vibration radiale de 1×, mais pure déséquilibrer génère très peu de vibrations axiales. Ainsi, un pic élevé de 1× combinée avec Un déplacement axial important ne s'explique pas uniquement par un déséquilibre, mais suggère plutôt un arbre tordu ou un désalignement.
On observe également un comportement concret, presque diagnostique, lors de la correction. Un arbre tordu ne peut pas être réparé en équilibrage: adding poids de correction peut réduire les vibrations au niveau d'un palier tout en les augmentant au niveau d'un autre, car la courbure est une déformation répartie et non une masse localisée unique. Si un rotor s'avère difficile, voire impossible, à équilibrer — les mesures refusant de converger vers une valeur acceptable balourd résiduel — ce comportement frustrant est en soi un signe évident d'un arbre tordu plutôt que d'un simple déséquilibre.
5. Validation et mesures pratiques
La confirmation définitive est d'ordre mécanique : il suffit de monter le rotor sur des cales en V ou entre les pointes du tour, puis de balayer l'arbre avec un comparateur à cadran pour mesurer son s'épuiser (lecture totale de l'indicateur). Un faux-rond important et récurrent, dont le pic se situe à une position angulaire précise, confirme la présence d'une déformation physique ; l'arbre doit alors être redressé ou remplacé. A Calculateur de faux-rond radial d'un arbre permet de mettre en relation l'angle d'inclinaison mesuré (TIR) et l'excentricité réelle de l'axe.
Avant de démonter une machine, on commence toutefois généralement par identifier le défaut sur l'équipement en fonctionnement. Un analyseur portable à deux canaux tel que le Balanset-1A Cela permet au technicien de mesurer simultanément l'amplitude et la phase 1× dans les directions radiale et axiale au niveau des deux paliers, sur les paliers de la machine elle-même à vitesse de fonctionnement — soit exactement la configuration de phase en quatre points nécessaire pour distinguer un arbre tordu d'un désalignement, et pour confirmer que le rotor ne peut effectivement pas être équilibré. Cette mesure sur site transforme un symptôme 1× élevé et ambigu en un diagnostic sûr avant même que le démontage ne commence.
