Comprendre les diagrammes polaires dans l'équilibrage des rotors

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Définition : Qu'est-ce qu'un diagramme polaire ?

A diagramme polaire (également appelé diagramme polaire ou diagramme de Nyquist dans certains contextes) est une représentation graphique circulaire utilisée dans équilibrage du rotor qui affiche les données de vibration sous forme de vecteurs. Chaque vecteur représente à la fois amplitude (ampleur) et angle de phase (direction) des vibrations en un point de mesure spécifique. La distance radiale par rapport au centre représente l'amplitude des vibrations, tandis que la position angulaire représente l'angle de phase.

Les tracés polaires sont un outil de visualisation essentiel dans l'équilibrage sur le terrain car ils permettent aux techniciens de voir en un coup d'œil comment les vecteurs de vibration changent pendant le processus d'équilibrage et d'effectuer des analyses graphiques. addition vectorielle et les opérations de soustraction.

Comment lire un diagramme polaire

Comprendre les composants d’un diagramme polaire est essentiel pour un travail d’équilibrage efficace :

Le système de coordonnées

• Origine (point central) : Représente une vibration nulle. Plus un vecteur est proche du centre, plus l'amplitude de vibration est faible.
• Distance radiale : La longueur d'un vecteur à partir de l'origine représente l'amplitude de vibration. Des cercles concentriques indiquent les échelles d'amplitude (par exemple, 1 mm/s, 2 mm/s, 3 mm/s).
• Position angulaire : L'angle d'un vecteur représente la phase. Par convention, 0° est généralement placé à droite (position 3 heures), et les angles augmentent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (90° en haut, 180° à gauche, 270° en bas).
• Référence de phase : L'angle de phase est mesuré par rapport à une marque de référence une fois par tour sur le rotor, généralement détectée par un tachymètre ou phaseur clé.

Lecture de données vectorielles

Chaque vecteur tracé sur le diagramme polaire contient des informations complètes sur la vibration à un instant ou dans une condition spécifique :

• Un vecteur pointant à 45° avec une longueur de 5 mm/s indique une vibration d'une amplitude de 5 mm/s se produisant à 45° après que la marque de référence passe le capteur.
• Plusieurs vecteurs peuvent être tracés sur le même diagramme pour montrer comment les vibrations changent tout au long de la procédure d'équilibrage.

Utilisation des diagrammes polaires dans les procédures d'équilibrage

Les diagrammes polaires sont essentiels pour visualiser chaque étape du processus d’équilibrage :

1. Tracé de la vibration initiale

Le premier vecteur tracé représente la valeur initiale déséquilibrer condition. Ce vecteur “ O ” (pour “ Original ”) montre à la fois l’amplitude et la position angulaire de la vibration induite par le déséquilibre.

2. Ajout de l'effet de poids d'essai

Lorsqu'un poids d'essai Si l'on ajoute un balourd et qu'un essai est effectué, un second vecteur “ O+T ” est tracé, représentant l'effet combiné du balourd initial et de la masse d'essai. En effectuant la soustraction vectorielle (O+T – O), l'effet isolé de la masse d'essai “ T ” peut être visualisé comme un vecteur distinct.

3. Calcul du poids de correction

Le poids de correction Il faut un vecteur vibratoire exactement opposé (déphasage de 180°) et d'amplitude égale à la vibration initiale “ O ”. Ce vecteur opposé, ajouté à O, produit une somme vectorielle à l'origine ou près de l'origine (vibration nulle). Le diagramme polaire illustre clairement cette relation.

4. Vérification

Une fois le poids de correction installé, la vérification finale produit un nouveau vecteur tracé sur le même diagramme. Si l'équilibrage est réussi, ce vecteur résiduel sera très proche de l'origine, indiquant de faibles vibrations.

Addition de vecteurs sur les tracés polaires

L’une des fonctionnalités puissantes des graphiques polaires est la capacité à effectuer addition vectorielle graphiquement en utilisant la méthode “ de la pointe à la queue ” :

• Pour ajouter deux vecteurs, placez la queue du deuxième vecteur à la pointe du premier vecteur.
• Le vecteur résultant est dessiné de la queue du premier vecteur jusqu'à la pointe du deuxième vecteur.
• Cette méthode graphique permet de visualiser rapidement comment différentes sources de déséquilibre se combinent ou s'annulent.

La soustraction vectorielle est effectuée en inversant la direction du vecteur soustrait (en le faisant pivoter de 180°), puis en l'ajoutant à l'autre vecteur.

Avantages de la visualisation du diagramme polaire

Les diagrammes polaires offrent plusieurs avantages importants pour équilibrer le travail :

• Représentation intuitive : Le format circulaire représente naturellement les phénomènes de rotation, facilitant la visualisation des relations angulaires entre le balourd et la correction.
• Informations complètes : L'amplitude et la phase sont affichées dans un diagramme unique et compact, éliminant ainsi le besoin de graphiques séparés.
• Contrôle de qualité visuelle : Les anomalies ou erreurs de collecte de données sont souvent immédiatement visibles lors du tracé des vecteurs. Par exemple, si un poids d'essai ne produit quasiment aucune variation de vibration, cela sera visible sous la forme de deux vecteurs se chevauchant presque.
• Documentation: Un diagramme polaire bien étiqueté constitue un excellent enregistrement de la procédure d'équilibrage, montrant la progression du déséquilibre initial à l'état corrigé final.
• Dépannage : Lorsque l'équilibrage n'atteint pas les résultats escomptés, le diagramme polaire peut révéler des problèmes tels qu'un comportement non linéaire du système, des problèmes de pied mou ou des erreurs de mesure.

Instruments d'équilibrage modernes et diagrammes polaires

Les instruments et logiciels d'équilibrage portables contemporains génèrent automatiquement des courbes polaires en temps réel pendant la procédure d'équilibrage. L'instrument :

• Trace automatiquement chaque mesure sous forme de vecteur.
• Exécute toutes les mathématiques vectorielles en interne.
• Affiche simultanément le tracé polaire graphique et les résultats numériques.
• Permet au technicien de zoomer, de déplacer et d'annoter le tracé pour la documentation.

Malgré cette automatisation, comprendre comment lire et interpréter les tracés polaires reste une compétence essentielle pour les professionnels de l’équilibrage, car elle donne un aperçu de la physique sous-jacente et permet de vérifier les calculs des instruments.

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