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Qu'est-ce que la correction fractionnée dans l'équilibrage du rotor ?

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Comprendre la correction de division dans l'équilibrage des rotors

Définition : Qu'est-ce que la correction fractionnée ?

Correction fractionnée est pratique équilibrage technique dans laquelle un seul calculé poids de correction est divisé en deux ou plusieurs poids plus petits placés à différentes positions angulaires sur le rotor. Les masses et les angles de ces poids divisés sont calculés à l'aide de addition vectorielle des principes de sorte que leur effet combiné soit équivalent au poids de correction unique d'origine.

Cette méthode est utilisée lorsque des contraintes physiques empêchent de placer un poids de correction à l'emplacement idéal calculé, mais que des poids peuvent être placés à deux emplacements accessibles ou plus qui, combinés vectoriellement, produisent la correction souhaitée.

Quand utilise-t-on la correction fractionnée ?

La correction du split devient nécessaire dans plusieurs situations courantes d'équilibrage des champs :

1. Obstacles à l'emplacement idéal

L'angle de correction calculé peut coïncider avec un trou de boulon, une rainure de clavette, un orifice d'huile, un point de montage de capteur ou toute autre caractéristique où l'ajout ou le retrait de masse est impossible ou déconseillé.

2. Espace limité pour un seul poids lourd

La correction calculée peut nécessiter un seul poids important qui, physiquement, ne pourra pas être placé à l'emplacement spécifié en raison de contraintes d'espace, mais deux poids plus petits peuvent être installés à des angles proches.

3. Équilibrage sur les pales ou les turbines du ventilateur

Sur les équipements tels que les ventilateurs, les souffleurs ou les turbines, des masselottes de correction doivent souvent être fixées à des extrémités ou des logements de pales spécifiques. La correction fractionnée permet de répartir la correction requise entre deux pales ou plus, positionnées de part et d'autre de l'angle idéal.

4. Trous ou points de fixation à intervalles angulaires fixes

De nombreux rotors comportent des trous pré-percés ou des points de fixation à intervalles réguliers (par exemple, tous les 15°, 30° ou 45°). Si l'angle de correction calculé se situe entre deux trous, la correction fractionnée permet de répartir le poids entre les deux emplacements adjacents disponibles.

5. Enlèvement de poids (enlèvement de matière)

Lorsqu'une correction est effectuée par perçage ou meulage, des contraintes d'accès ou structurelles peuvent empêcher l'enlèvement de matière à l'angle exact calculé. La correction fractionnée permet d'enlever de la matière à deux endroits accessibles.

Les mathématiques de la correction fractionnée

La correction par fractionnement repose sur le principe que les vecteurs (ici, les vecteurs de déséquilibre) peuvent être additionnés et décomposés en composantes. Ce processus utilise le calcul vectoriel pour garantir que les pondérations fractionnées produisent le même effet net que la pondération unique d'origine.

Principe de base

Si un poids de correction d'amplitude W est requis à l'angle θ, il peut être remplacé par deux poids W₁ et W₂ aux angles θ₁ et θ₂, où :

  • W₁ et W₂ sont choisis en fonction de contraintes géométriques et pratiques.
  • La somme vectorielle de W₁ en θ₁ et W₂ en θ₂ est égale à W en θ

Division égale aux angles symétriques

Le cas le plus simple et le plus courant consiste à répartir un poids de manière égale selon deux angles symétriques autour de l'angle souhaité. Par exemple, si la correction calculée est de 100 grammes à 45°, mais que les poids ne peuvent être placés qu'à 30° et 60° :

  • Placer le poids W₁ à 30°
  • Placer le poids W₂ à 60°
  • Calculer W₁ et W₂ tels que leur somme vectorielle soit égale à 100 g à 45°

Pour les séparations symétriques (séparation angulaire égale), le calcul est simple et peut être effectué graphiquement ou à l'aide de la trigonométrie.

Division asymétrique

Si les angles disponibles ne sont pas symétriques autour de l'angle idéal, le calcul est plus complexe et nécessite généralement que le logiciel de l'instrument d'équilibrage calcule les poids de répartition appropriés à l'aide de mathématiques vectorielles complètes.

Procédure pratique de correction de la scission

La plupart des instruments d'équilibrage modernes intègrent des calculateurs de correction de division qui automatisent le processus :

Étape 1 : Calculer la correction initiale

Complétez le normal coefficient d'influence Procédure d'équilibrage pour déterminer le poids et l'angle de correction nécessaires.

Étape 2 : Identifier les emplacements disponibles

Déterminez les emplacements possibles des masses sur le rotor. Notez la position angulaire des points de fixation accessibles, des trous de boulons ou de l'emplacement des pales.

Étape 3 : Paramètres de répartition des entrées

Saisissez le poids et l'angle de correction calculés dans la fonction de correction fractionnée de l'instrument d'équilibrage. Spécifiez ensuite les deux (ou plus) angles disponibles pour le placement des poids.

Étape 4 : Calcul des poids de répartition

L'instrument calcule les masses nécessaires à chacun des angles spécifiés pour produire l'équivalent de la correction initiale.

Étape 5 : Installer et vérifier

Installez les masses divisées à leurs positions calculées et effectuez un test de vérification pour confirmer que les vibrations ont été réduites comme prévu.

Exemple : Split bidirectionnel sur un ventilateur

Prenons l'exemple d'un scénario d'équilibrage sur un ventilateur à 12 pales :

  • Correction calculée : 50 grammes à 35°
  • Contrainte: Les poids ne peuvent être fixés qu'aux extrémités des pales, qui sont situées tous les 30° (à 0°, 30°, 60°, 90°, etc.).
  • Lames disponibles : Lame à 30° et lame à 60° (à cheval sur la cible de 35°)

Utilisation de la correction fractionnée :

  • Poids à 30° = 30 grammes
  • Poids à 60° = 25 grammes

Ces deux poids, combinés vectoriellement, produisent une correction équivalente d'environ 50 grammes à 35°, atteignant l'effet d'équilibre souhaité malgré l'absence d'accès à l'angle idéal exact.

Splits à trois voies et à plusieurs voies

Bien que la répartition en deux parties soit la plus courante, les pondérations de correction peuvent théoriquement être réparties entre trois emplacements ou plus. Cependant :

  • Complexité accrue : Les calculs deviennent plus complexes et il existe plusieurs solutions possibles.
  • Rendements décroissants : Chaque emplacement de séparation supplémentaire ajoute de la complexité sans avantage proportionnel.
  • Accumulation des erreurs : Plus il y a d'emplacements répartis, plus les risques d'erreurs d'installation augmentent.

En pratique, les divisions à trois voies sont parfois utilisées sur des équipements tels que les roues de turbines ou les ventilateurs à plusieurs pales, mais tout ce qui dépasse trois divisions est rare et indique généralement qu'une approche différente devrait être envisagée.

Avantages et limites

Avantages

  • Flexibilité pratique : Permet de réaliser l'équilibrage même lorsque l'emplacement idéal est inaccessible.
  • Maintient l'efficacité : Lorsqu'elle est correctement calculée, la correction fractionnée est mathématiquement équivalente à une correction à point unique.
  • Courant en matière d'équilibrage sur le terrain : Technique essentielle pour équilibrage des champs où les contraintes du monde réel sont courantes.

Limites

  • Complexité accrue de l'installation : Il faut manipuler, mesurer et installer davantage de poids, ce qui augmente le risque d'erreurs.
  • Risques d'erreurs : Des erreurs dans le calcul ou l'installation des masses d'équilibrage peuvent entraîner une correction incomplète, voire une augmentation des vibrations.
  • Pas toujours possible : Si les angles disponibles sont trop éloignés de l'angle idéal, la correction fractionnée peut ne pas être pratique et il peut être nécessaire d'envisager d'autres plans de correction.
  • Sensibilité à la position radiale : La correction pour répartition des masses suppose que celles-ci sont disposées au même rayon. Si les points de fixation disponibles sont situés à des rayons différents, des calculs supplémentaires sont nécessaires.

Meilleures pratiques

Pour garantir une correction réussie de la division :

  • Utiliser le logiciel de l'instrument : Utilisez toujours le calculateur de correction de division intégré à l'instrument d'équilibrage plutôt que d'essayer d'effectuer des calculs manuels, qui sont sujets à erreurs.
  • Minimiser l'écart angulaire : Choisissez des angles de séparation aussi proches que possible de l'angle idéal calculé. Des écarts importants nécessitent une masse totale plus élevée et augmentent la sensibilité aux erreurs.
  • Vérifier les positions angulaires : Mesurez et marquez avec précision les angles exacts où seront placés les poids. Même de petites erreurs angulaires peuvent avoir une incidence importante sur les résultats.
  • Maintenir la cohérence radiale : Dans la mesure du possible, placez tous les poids fractionnés à la même distance radiale de l'axe du rotor.
  • Documentez en détail : Consignez tous les calculs de correction de division et les positions d'installation pour référence ultérieure et dépannage.

Relation avec d'autres concepts d'équilibrage

La correction des divisions repose sur les principes fondamentaux des mathématiques vectorielles utilisés dans tout travail d'équilibrage. Comprendre addition vectorielle, relations de phase, et diagrammes polaires est essentiel pour appliquer correctement les techniques de correction fractionnée, notamment dans les situations de dépannage où les corrections fractionnées ne produisent pas les résultats escomptés.

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