La méthode du coefficient d'influence pour l'équilibrage des champs

Définition : Qu'est-ce qu'un coefficient d'influence ?

Un coefficient d'influence est un vecteur complexe (contenant à la fois une amplitude et un angle de phase) qui décrit la réaction d'un système rotorique à un balourd connu. Plus précisément, il représente la variation de vibration en un point de mesure précis résultant de l'ajout d'une masse d'essai connue à un emplacement précis d'un plan de correction. En termes plus simples, le coefficient indique : « Pour une masse d'essai de cette taille, placée à cet angle, la vibration au niveau du palier a varié de telle amplitude et dans telle direction. »

Cette méthode est la base de l’équilibrage de terrain moderne car elle permet un équilibrage précis sans avoir besoin de connaître les propriétés physiques complexes du rotor (comme sa masse, sa rigidité ou son amortissement).

Pourquoi la méthode du coefficient d’influence est-elle si efficace ?

La puissance de cette méthode réside dans le fait qu'elle traite la machine comme une « boîte noire ». Au lieu de tenter de modéliser théoriquement le rotor, elle utilise un test pratique pour mesurer directement la réponse unique du système. Ses principaux avantages sont les suivants :

• Haute précision : Il prend en compte tous les effets dynamiques réels du système, y compris la rigidité des roulements, la flexibilité de la structure de support et les forces aérodynamiques.
• Polyvalence : Il fonctionne aussi bien pour les problèmes d'équilibrage à plan unique que pour les problèmes d'équilibrage à plans multiples complexes sur des rotors rigides et flexibles.
• Aucun démontage requis : Il s'agit de la norme pour l'équilibrage in situ ou sur le terrain, permettant d'équilibrer les machines dans leur état d'installation final sous des charges et des températures de fonctionnement normales.

La procédure d'équilibrage sur un seul plan (étape par étape)

Pour un équilibre simple sur un seul plan, la méthode du coefficient d'influence suit un processus clair et logique :

1. Exécution initiale (Exécution 1) : La machine étant en fonctionnement normal, mesurez le vecteur de vibration initial (amplitude A1 et phase P1) au niveau du roulement. Il représente la vibration causée par le balourd initial (O).
2. Course d'essai avec poids (course 2) : Arrêtez la machine et fixez un poids d'essai connu (T) à une position angulaire connue (par exemple, 0 degré) sur le plan de correction.
3. Mesurer la nouvelle réponse : Démarrer la machine et mesurer le nouveau vecteur de vibration (amplitude A2 et phase P2). Cette nouvelle vibration est la somme vectorielle du balourd initial et de l'effet de la masse d'essai (O+T).
4. Calculer le changement de vibration : L'instrument d'équilibrage effectue une soustraction vectorielle (A2 – A1) pour trouver le vecteur représentant l'effet du poids d'essai seul (T_effect).
5. Calculer le coefficient d'influence (α) : Le coefficient d'influence est calculé en divisant l'effet du poids d'essai par le poids d'essai lui-même : α = T_effet / TCe vecteur représente désormais la réponse vibratoire par unité de balourd (par exemple, mm/s par gramme).
6. Calculer la correction requise : Pour annuler le balourd initial, il faut un poids de correction produisant un vecteur vibratoire exactement opposé à celui de la vibration initiale (-A1). Le poids de correction requis (W) est calculé comme suit : W = -A1 / α.
7. Installer la correction et vérifier : Le poids d'essai est retiré et le poids de correction calculé (W) est installé définitivement. Un essai final est effectué pour vérifier que les vibrations ont été réduites à un niveau acceptable.

Équilibrage multi-plans

Le même principe s'applique à l'équilibrage à deux et plusieurs plans, mais les calculs mathématiques deviennent plus complexes. Pour un équilibrage à deux plans, l'instrument calcule quatre coefficients d'influence (l'effet d'un poids dans le plan 1 sur les deux paliers, et l'effet d'un poids dans le plan 2 sur les deux paliers). Il résout ensuite un ensemble d'équations simultanées pour trouver les poids corrects pour les deux plans. Cette puissante fonctionnalité permet son utilisation sur pratiquement tout type de machine tournante.

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