Comprendre l'axe central de l'arbre dans la surveillance des vibrations

Définition : Quelle est la position de l'axe central de l'arbre ?

Dans le cadre de la surveillance des machines avec sondes de proximité, le position de l'axe central de l'arbre Il s'agit de la position moyenne, ou stationnaire, du centre géométrique de l'arbre dans le jeu du palier à film fluide. Alors que les mesures vibratoires (composante alternative du signal) décrivent le mouvement dynamique rapide de l'arbre autour de cette position moyenne, la mesure de l'axe de l'arbre (composante continue du signal) décrit l'emplacement de cette position moyenne. Le suivi de l'évolution de cette position continue au fil du temps fournit des informations cruciales sur la charge, l'alignement et l'usure à long terme des paliers.

Comment la position de l'axe central de l'arbre est-elle mesurée ?

La position de l'axe de l'arbre est mesurée à l'aide de la tension continue de deux sondes de proximité XY (deux sondes espacées de 90 degrés). Voici son fonctionnement :

1. Tension d'écartement de la sonde : Le pilote de chaque sonde de proximité produit une tension continue négative, directement proportionnelle à l'écart entre la pointe de la sonde et la surface de la tige. Par exemple, un étalonnage courant est de -200 mV/mil, ce qui signifie que la tension devient plus négative à mesure que la tige s'éloigne de la sonde.
2. Remise à zéro de la position : Pour établir une référence, les tensions d'écartement CC sont généralement « mises à zéro » ou enregistrées lorsque l'arbre est au repos au bas de son palier.
3. Suivi de la position moyenne : Lorsque la machine démarre et atteint sa vitesse et sa température de fonctionnement, l'arbre se soulève grâce à son film d'huile hydrodynamique. Le système de sondes de proximité surveille en permanence les tensions d'entrefer CC moyennes des sondes X et Y.
4. Traçage de la position : En traçant les tensions CC X et Y l'une par rapport à l'autre, le système de surveillance peut afficher la position moyenne de l'arbre sur un graphique 2D qui représente le jeu des roulements.

La valeur diagnostique d'un tracé de l'axe central d'un arbre

A tracé de l'axe central de l'arbre, qui montre le chemin de la position moyenne de l'arbre lorsque la vitesse ou la charge de la machine change, est un outil de diagnostic puissant pour les turbomachines.

1. Confirmation du fonctionnement normal du roulement

Au démarrage, un rotor en bon état, logé dans un palier à film fluide, s'élève et se déplace horizontalement à mesure que le coin d'huile hydrodynamique se forme. Sa trajectoire sur le tracé de l'axe central doit être régulière et reproductible à chaque démarrage de la machine. Ce tracé confirme que les paliers génèrent la portance adéquate et que le rotor est correctement positionné.

2. Diagnostic de l'usure des roulements

Au fil du temps, à mesure que le roulement s'use, le jeu de l'arbre diminue progressivement. En superposant la position actuelle de l'axe de l'arbre à celle d'il y a un an, un analyste peut clairement observer cette tendance et prédire quand le roulement devra être remplacé, bien avant qu'il ne commence à produire de fortes vibrations.

3. Détection des changements d'alignement ou de charge

La position de l'arbre dans son palier est déterminée par les forces qui s'exercent sur lui. Si l'alignement d'une machine change (par exemple, en raison d'une dilatation thermique ou d'une déformation des tuyaux), les forces exercées sur les paliers varient, ce qui entraîne un décalage de l'axe de l'arbre. Un changement soudain de l'axe en régime permanent est un indicateur fort d'une variation significative des forces agissant sur le rotor et justifie une investigation immédiate.

4. Identification des instabilités de roulement

Dans certaines conditions, l'arbre peut ne pas se stabiliser et commencer à précéder ou à « fouetter » le roulement. Cet état, appelé tourbillon d'huile ou fouet, se manifeste par un mouvement important et instable sur le tracé de l'axe.

Position de la ligne centrale par rapport à l'orbite

Il est important de distinguer les deux tracés dérivés des sondes de proximité :

• Le Graphique de l'axe central de l'arbre utilise le tension continue Pour afficher la position moyenne de l'arbre. Il permet d'analyser les variations lentes au fil du temps (tendances) ou lors des démarrages et des arrêts.
• Le Graphique de l'orbite de l'arbre utilise le tension alternative Pour montrer le mouvement dynamique de l'arbre autour de sa position médiane moyenne. Il permet de diagnostiquer des défauts spécifiques comme le déséquilibre et le désalignement.

Ensemble, ces deux graphiques fournissent une image complète et détaillée de la santé et du comportement du rotor dans ses roulements.

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