Engineers Guide ALI 9 600 PRUFTECHNIK Alignment Systems

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les differents types d'alignementset explication

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  • Le guide de lalignement darbresPar linventeur de lalignement laser

    PRFTECHNIK Alignment SystemsFreisinger Str. 3485737 Ismaning, AllemagneTel: +49 (0)89 99 61 6-0Fax: +49 (0)89 99 61 6-100eMail: [email protected]

    Le gu

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    res

    P R O V E N Q U A L I T Y

    Made in Germany

    Global Presence

    Qualified Support

    Quality Service

    Umschlag_Handbuch-Techniker-und-Ingenieure_ALI_2013_FF.indd 1 06.05.2013 14:48:00

  • 1Les auteurs, PRUFTECHNIK Alignment Systems GmbH ont apport tout leur

    soin la prparation de cette publication. Elle ne doit pas tre considre

    comme un guide complet pour l'alignement, l'analyse ou l'quilibrage de

    machines industrielles, ni ne saurait se substituer aux fabricants des dites

    machines pour chercher un conseil ou une rfrence professionnelle.

    PRFTECHNIK AG ou ses liales ne sauraient tre tenues pour responsable

    en cas d'actions effectues sur la base des informations contenues dans

    cette publication. PRFTECHNIK AG et/ou ses succursales se dgagent de

    toute responsabilit directe ou indirecte en cas de plaintes dposes par

    des tiers et rsultant de l'utilisation ou de l'application des informations

    contenues dans ce manuel.

    1e dition ; 09.12

    Copyright 2012 PRFTECHNIK Alignment Systems GmbH

    Tous droits rservs

    Le guide de lalignement darbres

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 1 06.05.2013 18:47:19

  • 2Introduction

    Introduction

    Ce manuel a pour objet de fournir des informations et des directives de

    base quant la mise en uvre d'une bonne pratique d'alignement d'arbre,

    d'analyse des vibrations et d'quilibrage dynamique pour des machines

    tournantes standard.

    L'alignement au laser, l'quilibrage dynamique et la surveillance de l'tat

    sont des composants essentiels d'une stratgie de maintenance viable pour

    les machines tournantes. Prise isolment, chaque technique permet de

    rduire les dfaillances inattendues des machines mais combines ensemble,

    elles constituent le noyau d'une stratgie de maintenance proactive qui ne

    va pas seulement identier les problmes naissants mais considrablement

    prolonger la dure de vie de la machine.

    Dans chaque section de ce manuel, nous avons utilis un ou deux exemples

    des mthodes disponibles pour mesurer les paramtres requis. Nous ne

    suggrons pas que les mthodes illustres soient les seules disponibles.

    Pour quiconque souhaite approfondir plus avant les sujets couverts ici, vous

    trouverez la n de ce manuel une bibliographie de certains des ouvrages

    disponibles.

    PRFTECHNIK est spcialis en matire d'alignement et de surveillance des

    machines tournantes, nous avons accumul des connaissances pratiques

    substantielles de ces sujets au cours de nos 40 ans d'existence et ce

    faisant, nous avons publi de nombreux manuels couvrant ces sujets et nos

    systmes individuels. En plus d'un concentr des connaissances accumules,

    ce manuel prsente, dans chaque section, un bref aperu des tous derniers

    systmes de PRFTECHNIK et traite les applications spciques concernes.

    Nous esprons que ces informations sont prsentes de manire claire et

    lisible et qu'elles fourniront au lecteur novice en la matire, une base lui per-

    mettant d'appliquer avec succs des pratiques de maintenance bnques

    pour ces installations.

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 2 06.05.2013 18:47:19

  • 3Sommaire

    Contenu

    Introduction .......................................................................................................................... 2

    Qu'est-ce que l'alignement d'arbres ? ................................................................................... 4

    Catnaire de machine (exion naturelle)................................................................................ 5

    Exploitation au-del la vitesse critique ? ............................................................................... 6

    Paramtres d'alignement ..................................................................................................... 7

    Arbres de transmission (spacer ou allonges) ....................................................................... 11

    Tolrances d'alignement pour les accouplements exibles .................................................. 18

    Tableau des tolrances d'alignement suggres ................................................................... 19

    Remarque .......................................................................................................................... 20

    Contrainte d'accouplement et exion d'arbre .................................................................... 20

    Les nouveaux relevs ne concident pas avec les corrections venant d'tre effectus ? ........ 20

    Les accouplements peuvent absorber le dfaut d'alignement ? .......................................... 23

    Paliers ................................................................................................................................ 24

    Joints mcaniques .............................................................................................................. 24

    Les avantages cumuls dun alignement des arbres ralis avec prcision ........................... 25

    Symptmes d'un dfaut d'alignement ................................................................................ 26

    Mthodes et pratique d'alignement ................................................................................... 27

    La prparation est importante. ........................................................................................... 27

    Directives d'installation de machines .................................................................................. 28

    Mesure et correction du pied bancal. ................................................................................. 29

    Mesure du pied bancal ....................................................................................................... 30

    Mthodes d'alignement - vue ......................................................................................... 33

    La jauge d'paisseur ........................................................................................................... 34

    Alignement aux comparateurs ............................................................................................ 35

    Alignement d'arbres au laser .............................................................................................. 46

    Principes de fonctionnement de base des systmes laser .................................................... 49

    Explication de la fonction d'extension de mesure ............................................................... 50

    L'alignement d'arbres au laser rduit les cots nergtiques ............................................... 54

    Effets sur la consommation nergtique .............................................................................. 55

    Systmes laser OPTALIGN smart RS de PRUFTECHNIK .......................................................... 64

    ROTALIGN ULTRA iS : Systme dalignement haut de gamme de PRUFTECHNIK ................... 67

    Quest ce que la fonction simulateur de corrections ? ........................................................ 70

    Logiciel Alignment Center de PRUFTECHNIK ....................................................................... 71

    Tension de la courroie ........................................................................................................ 74

    Contrle du pied bancal ..................................................................................................... 77

    Alignement des poulies ...................................................................................................... 77

    Procdure de correction ..................................................................................................... 80

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  • 4Qu'est-ce que l'alignement d'arbres ?

    Qu'est-ce que l'alignement d'arbres ?

    Une dnition.

    L'alignement d'arbre est l'opration par laquelle deux machines ou plus (par

    exemple un moteur et une pompe) sont positionnes de telle sorte qu'au

    niveau du point de transfert des forces d'un arbre un autre, les axes de

    rotation des deux arbres soient colinaires quand la machine fonctionne

    dans des conditions normales.

    Comme pour toutes les dnitions standard, il existe des exceptions. Certains

    types d'accouplement, par exemple, les accouplements engrenages ou les

    arbres cardans, ncessitent un dfaut d'alignement dni pour assurer

    une lubrication correcte en cours de fonctionnement.

    Les points importants noter dans la dnition ci-dessus sont :

    Au niveau du point de transfert des forces...

    Tous les arbres prsentent une exion naturelle due leur propre poids. Par

    consquent les arbres ne sont pas droits, c'est pourquoi l'alignement de

    deux arbres doit tre compar uniquement au niveau du point de transfert

    des forces d'un arbre lautre.

    ...les axes de rotation...

    Ne pas confondre alignement d'arbre et alignement d'accouplement.

    Les surfaces d'accouplement ne devraient pas tre utilises pour mesurer

    l'tat de l'alignement puisqu'elles ne reprsentent pas l'axe de rotation des

    arbres.

    Pour conomiser des cots de production, les surfaces d'accouplement ne

    sont souvent que grossirement usines, voire mme dans certains cas pas

    usines du tout.

    L'exactitude de l'ajustement de l'accouplement sur l'arbre est inconnue

    Le fait de ne faire tourner qu'un seul arbre et d'utiliser des comparateurs

    pour mesurer la surface d'accouplement oppose ne dtermine pas l'aligne-

    ment de deux arbres.

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 4 06.05.2013 18:47:19

  • 5Qu'est-ce que l'alignement d'arbres ?

    ... dans des conditions de fonctionnement normales

    L'tat d'alignement peut changer quand la machine fonctionne. Ceci peut

    tre d un certain nombre de raisons dont la croissance thermique, les

    contraintes de la tuyauterie, le couple de la machine, le mouvement de la

    fondation et le jeu des paliers. Comme l'alignement des arbres est gnra-

    lement mesur lorsque les machines sont froides, l'tat d'alignement tel que

    mesur n'est pas ncessairement l'tat d'alignement nominal des machines

    (voir page 59 - 60). L'tat d'alignement devrait tre mesur en tournant les

    arbres dans le sens de rotation normal. La plupart des pompes, ventilateurs

    et moteurs, etc. comportent des ches sur le carter d'extrmit indiquant

    le sens de rotation.

    Catnaire de machine (exion naturelle)

    L'ampleur de la exion d'arbre dans une machine dpend de plusieurs

    facteurs tels que la rigidit, le poids entre les supports en porte--faux, la

    conception des paliers et la distance entre les supports.

    Pour la grande majorit des machines tournantes accouplement court,

    cette courbure naturelle est ngligeable et par consquent, peut tre

    ignore pour des raisons pratiques. Sur les trains de machine commande

    longue, p. ex. les turbines dans les centrales lectriques ou les machines

    avec de longs arbres de transmission, p. ex. les ventilateurs de tours de

    refroidissement ou les turbines gaz, la courbure naturelle doit tre prise

    en compte.

    Flexion naturelle de machine

    La exion naturelle des arbres sous leur propre poids

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 5 06.05.2013 18:47:19

  • 6Fonctionnement de l'arbre de commande en dessous de la vitesse critique:

    Aligner les accouplements des machines avec les accouplements de

    lentretoise

    Fonctionnement de l'arbre de commande au-del de la vitesse critique

    : aligner les accouplements de machine l'un par rapport l'autre sans

    tenir compte de l'entretoise.

    Dans une turbine vapeur, par exemple, les arbres sont gnralement

    aligns l'un par rapport l'autre au 1/100e de mm prs, mais le centre de

    l'arbre principal pourrait se situer jusqu' 30 mm en dessous des deux arbres

    d'extrmit.

    Exploitation au-del la vitesse critique ?

    Quand un arbre exible trs long commence tourner, il tend redresser

    sa exion naturelle, mais ne sera pourtant jamais rectiligne. Il est important

    de comprendre que la rotation d'un arbre pourrait fort bien s'effectuer sur

    axe incurv. Dans des situations o deux lments de machine ou plus sont

    accoupls avec un ou plusieurs arbres tournant autour d'un axe de rotation

    chi, il est important d'aligner les arbres de sorte prserver l'axe central

    de rotation incurv.

    Qu'est-ce que l'alignement d'arbres ?

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 6 06.05.2013 18:47:19

  • 7?

    Paramtres d'alignement

    Comme l'alignement d'un arbre doit tre mesur et ensuite corrig, une

    mthode de quantication et de description de l'tat d'alignement s'avre

    ncessaire.

    Traditionnellement, l'alignement a t dcrit grce des relevs de com-

    parateur au niveau de la face de l'accouplement ou de valeurs de position

    mesures au niveau des pieds de la machine. Les valeurs mesures selon

    ces deux mthodes dpendent des dimensions des machines. Comme il

    existe de nombreuses mthodes diffrentes de montage des comparateurs

    (indicateurs inverss, bord et face, double bord p. ex.), la comparaison des

    mesures et l'application de tolrances peuvent s'avrer problmatiques. Il

    faut galement considrer le fait que les relevs des comparateurs placs sur

    le bord indiquent deux fois le dcalage rel et que des inversions de signe

    sont parfois ncessaires selon que le comparateur mesure une face ou un

    bord d'accouplement gauche ou droit, en interne ou en externe.

    Une approche plus moderne et facilement comprhensible consiste

    dcrire l'tat d'alignement en termes d'angularit et de dcalage (concen-

    tricit) l'horizontale (vue en plan) et la verticale (vue de ct). Avec cette

    mthode, quatre valeurs peuvent alors tre utilises pour exprimer l'tat

    d'alignement tel quillustr sur les gures suivantes.

    Exprimer l'alignement

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  • 8Concentricit verticale Ouverture verticale

    Concentricit horizontale Ouverture horizontale

    Angularit, cartement et dcalage (concentricit)

    L'angularit dcrit l'angle entre deux axes rotatifs.

    L'angularit peut tre exprime directement sous la forme d'un angle en

    degrs ou mrads ou en termes douverture en mm/m ou millimes/pouce.

    Cette dernire mthode s'avre utile puisque l'angularit multiplie par le

    diamtre de l'accouplement donne une ouverture quivalente au niveau

    du bord de l'accouplement. Par consquent l'angle est plus frquemment

    exprim en termes douverture selon le diamtre. La valeur douverture

    proprement dite n'est pas signicative seule, elle doit tre lie un diamtre

    pour avoir du sens. Pour tre correct, le diamtre se rfre au diamtre de

    travail , mais on parle souvent de diamtre d'accouplement. Peu importe

    la valeur du diamtre de travail. C'est la relation entre louverture et le

    diamtre qui compte.

    Exprimer l'alignement

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  • 9Relation entre angle, ouverture et diamtre de travail

    Diamtre de travail

    Ouverture

    Angle ()

    ouverture identique - angle diffrent

    angle identique ouverture diffrente

    Un accouplement de 6 pouces (152,4 mm) prsentant une ouverture de

    0,005 pouces (0,127 mm) en haut donne un angle entre les axes des arbres

    de 0,83 mrads.

    Pour un diamtre de travail de 10 pouces (254 mm), cela correspond une

    ouverture de 0,0083 pouce (0.21 mm).

    Pour un diamtre de travail de 100 mm, cela correspond une ouverture

    de 0,083 mm.

    Remarque : 1 mrad = 1 millime de pouce par pouce

    1 mrad = 1 mm par mtre

    La concentricit dcrit la distance entre les axes de rotation en un point

    donn. On parle parfois par erreur de dcalage parallle ou de dfaut d'ali-

    gnement des bords. Toutefois, les axes de rotation des arbres sont rarement

    parallles et l'accouplement ou le bord de l'arbre nont pas forcment

    de relation prcise avec le positionnement rel des axes de rotations.

    Exprimer l'alignement

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  • 10

    - 0.09 mm

    - 0.004"

    + 0.08 mm

    + 0.003"

    + 0.15 mm

    + 0.006"

    Comme illustr ci-dessus, pour le mme tat d'alignement, la valeur de

    concentricit varie en fonction de l'emplacement o la distance entre deux

    axes de rotation d'arbre est mesure. En l'absence de toute autre instruc-

    tion, la concentricit se mesure en mm ou millimes de pouce au niveau

    du centre de l'accouplement. (Cette dnition se rfre aux accouplements

    exibles courts, pour les accouplements entretoise, la concentricit devrait

    tre mesure au niveau des plans de transfert des forces de l'accouplement.)

    Accouplements exibles courts

    Pour faciliter la comprhension, nous dnissons les accouplements

    exibles courts quand la longueur axiale de l'lment exible ou la longueur

    axiale entre les lments exibles est infrieur ou gal au diamtre de

    l'accouplement.

    Les machines dotes d'accouplements exibles courts et tournant vitesse

    modre leve ncessitent un alignement trs prcis pour viter toute

    contrainte excessive des arbres, des paliers et des joints.

    Comme l'tat d'alignement est virtuellement toujours une combinaison

    d'angularit et de concentricit et que la machine doit tre corrige dans

    les deux plans horizontal et vertical, 4 valeurs sont requises pour dcrire

    intgralement l'tat d'alignement.

    Exprimer l'alignement

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  • 11

    Concentricit

    Ouverture

    Angle

    + Concentricit

    - Concentricit

    + Angle / Ouverture

    - Angle / Ouverture

    Angularit verticale (ou ouverture selon diamtre) Concentricit verticale Angularit horizontale (ou ouverture selon diamtre) Concentricit horizontale

    Sauf indication contraire, la concentricit se rfre la distance entre les

    axes de rotation d'arbre au niveau du centre de l'accouplement.

    Le croquis ci-dessous prsente la convention de notation et de signes.

    Arbres de transmission (spacer ou allonges)

    Les arbres de transmission sont gnralement installs quand des change-

    ments d'alignement signicatifs sont anticips pendant le fonctionnement

    de la machine, par exemple dus la croissance thermique. La longueur

    de l'arbre de transmission permet de maintenir le changement angulaire

    au niveau des extrmits de l'arbre de transmission faible mme en cas

    de changements de position plus importants de la machine. La prcision

    d'alignement pour les machines quipes d'arbres de transmission dots

    d'lments exibles chaque extrmit n'est pas aussi critique que pour les

    machines quipes d'accouplements exibles courts.

    Exprimer l'alignement

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 11 06.05.2013 18:47:21

  • 12

    Angle

    +

    + +

    -

    -

    - -

    +

    Angle

    Quatre valeurs sont requises pour dcrire intgralement l'tat d'alignement.

    Angle vertical a Angle vertical Angle horizontal a Angle horizontal

    Les angles sont mesurs entre l'axe de rotation de l'arbre de transmission et

    les axes de rotation de la machine concerne.

    Le croquis ci-dessous prsente la convention de notation et de signes.

    Concentricit B Concentricit A

    En guise d'alternative aux 2 angles a et , l'alignement peut tre spci en

    termes de concentricits.

    Concentricit vertical B Concentricit vertical A Concentricit horizontal B Concentricit horizontal A

    Les concentricits sont mesures entre les axes de rotation des machines

    accouples et les extrmits de larbre de transmission. Ceci est similaire

    l'alignement par indicateurs inverss.

    Exprimer l'alignement

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 12 06.05.2013 18:47:21

  • 13

    Longueur spacer L

    = +

    Dcalage B

    = x L Dcalage A = -( x L)

    Concentricit A

    Concentricit B

    + Concentricit B + Concentricit A + Concentricit A

    - Concentricit B+ Concentricit B

    - Concentricit A- Concentricit B - Concentricit A

    Le croquis prsente la convention de notation et de signes.

    Lorsque lon considre une allonge (spacer), on va donc exprimer deux

    angles ou deux Concentricit, mais plus une concentricit et un angle

    comme cest le cas des accouplements exibles courts.

    Relations

    Une tude du diagramme ci-dessous permet de mieux comprendre la

    relation entre les diffrents dcalages et les angles.

    Exprimer l'alignement

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  • 14

    Note concernant la mesure dalignement darbres entrains par spacer

    (allonge) avec appareil laser.

    Lalignement daccouplement type spacer est souvent source de discussions.

    Quelques rponses aux questions essentielles :

    1. Quelle diffrence entre un spacer et un exible court dans lexpression

    des rsultats ?

    Sur un exible court, on exprimera une ouverture et une concentricit.

    Sur une allonge, on exprimera 2 ouvertures ou 2 concentricits

    chaque plan daccouplement.

    2. Pourquoi cette diffrence ?

    Le positionnement des ttes laser (metteur sur arbre machine xe,

    rcepteur sur arbre machine mobile) rend la mesure de louverture et

    de la concentricit entre les arbres et lallonge impossible.

    De plus si les concentricits chaque plan sont nulles, les arbres sont

    aligns. Si les ouvertures sont nulles, les arbres sont aligns.

    Lexpression de lun ou de lautre paramtre chaque plan suft pour

    exprimer lalignement des arbres.

    3 Peut on comparer les mthodes / rsultats comparateurs et laser ?

    Oui sils sont utiliss de la mme faon :

    Mesure de lalignement darbre en 2 fois chaque plan daccouplement

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 14 06.05.2013 18:47:22

  • 15

    Mesure par comparateurs inverss sur les 2 arbres. Expression des concen-

    tricits au laser.

    4. Vaut il mieux exprimer ouvertures ou concentricits ?

    Il est plus juste de travailler avec les ouvertures. Mcaniquement, cest

    plus concret.

    Les concentricits sont calcules partir du prolongement virtuel

    des axes. Elles sont utilises surtout pour la comparaison avec les

    comparateurs.

    5. Que se passe t il si des un des plans daccouplement est rigide ?

    On ne le considre pas : tout le dfaut dalignement se reporte sur le

    plan souple.

    6. Que se passe t il si les 2 accouplements sont rigides ?

    Dsaccouplez imprativement le spacer.

    7. Est-il possible, malgr la prsence dune allonge, de travailler en

    considrant un accouplement exible court ? Quel est lintrt majeur

    de travailler en considrant lallonge ?

    Oui cest possible. Il faut prendre soin de bien dnir le plan o lon souhaite

    exprimer les rsultats (inuence directe sur la concentricit).

    Mais la prise en compte de lallonge lors de la dnition des dimensions

    dans lappareil permet dajuster les tolrances en consquence.

    Ces tolrances sont toujours plus leves que sur un accouplement exible

    court.

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  • 16

    Remarque !

    Lexpression des concentricits aboutit des valeurs de dfauts et / ou de

    tolrances qui peuvent tre leves puisquelles dpendent directement de

    la longueur de lallonge. Exemple :

    Accouplement de 250mm de diamtre. Vitesse 1500 tr/min, allonge 5000mm.

    Dfaut douverture de 0.20mm (ct machine xe) Le dfaut de concentricit est alors de 4mm ct machine mobile.

    Ce qui est dans la tolrance.

    Alors que la valeur exprime en ouverture est raisonnable, elle parat

    leve en concentricit.

    Expression du dfaut aux plans daccouplement en double ouverture

    Expression du mme dfaut en double concentricit

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  • 17

    Tolrances exprimes en concentricits

    Tolrances exprimes en ouvertures

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  • 18

    Quelle doit tre la prcision de lalignement?

    Tolrances d'alignement pour les accouplements exibles

    Les tolrances suggres prsentes aux pages suivantes sont des valeurs

    gnrales bases sur plus de 20 ans d'exprience d'alignement d'arbre

    chez PRFTECHNIK et ne doivent pas tre dpasses. Elles devraient n'tre

    utilises que si les normes internes existantes ou le fabricant de machines ou

    d'accouplements ne prconisent aucune autre tolrance.

    Considrez toutes les valeurs comme tant l'cart maximal admissible par

    rapport la valeur cible d'alignement, quelle soit zro ou une autre valeur

    pour compenser la croissance thermique, par exemple. Dans la plupart des

    cas, une brve consultation du tableau indiquera si un dfaut d'alignement

    de l'accouplement est autoris ou non.

    En guise d'exemple, considrons une machine dote d'un accouplement

    exible court et tournant 1 500 tr/min prsentant des dcalages d'accou-

    plement de -0,04 mm la verticale et de +0,02 mm l'horizontale. La

    machine est aligne, ces deux valeurs se trouvant l'intrieur de la limite

    excellente de 0,06 mm.

    L'angularit se mesure gnralement en termes de diffrence d'cartement.

    Pour une angularit donne, plus le diamtre est grand, plus louverture

    est grande au niveau du bord de l'accouplement (voir page 9). Le tableau

    suivant rpertorie les valeurs pour les diamtres d'accouplement de 100

    mm ou de 10 pouces. Pour d'autres diamtres d'accouplement, multipliez

    la valeur du tableau par le facteur appropri. Ainsi, une machine tournant

    1 500r/min prsentant un diamtre d'accouplement de 75 mm. ce

    diamtre, louverture maximale autorise serait de ; 0,07 mm x 75/100 =

    0,0525 mm.

    Pour les arbres de transmission (allonges), le tableau prsente le dcalage

    maximal autoris pour 100 mm ou 1 pouce de longueur. Ainsi, une machine

    tournant 6 000 tr/min avec une longueur dallonge de 300 mm tolrerait

    un dcalage maximal de : 0,03 mm x 300/100 = 0,09 mm sur chaque

    accouplement situ aux extrmits de cette allonge.

    Les accouplements rigides n'ont pas de tolrance en matire de dfaut

    d'alignement, ils devraient tre aligns le plus prcisment possible.

    Notez enn que, quel que soit le type daccouplement (long / court) ce sont

    les rsultats au(x) plan(s) daccouplement qui comptent. Sur des accouple-

    ments longs, les corrections rsiduelles peuvent encore tre relativement

    importantes, simplement du fait de la longueur de lallonge ou encore du

    fait de la distance qui sparent les pieds avant et arrire. Lalignement est

    considr Ok quand les tolrances sont atteintes laccouplement, et ce

    mme sil reste encore des corrections aux pieds.

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 18 06.05.2013 18:47:22

  • 19

    Tableau des tolrances d'alignement suggres

    Quelle doit tre la prcision de lalignement?

    [RPM] mtrique [mm] pouces [mils]

    Pied bancal tous 0,06 mm 2,0 mils

    Accouplements

    "exibles" courts

    Concentricit

    Acceptable Excellent Acceptable Excellent

    600 9,0 5,0

    750 0,19 0,09

    1500 0,09 0,06

    1800 3,0 2,0

    3000 0,06 0,03

    3600 1,5 1,0

    6000 0,03 0,02

    7200 1,0 0,5

    Angularit

    (ouverture pour diamtre

    de 100 mm ou 10)

    600 15,0 10,0

    750 0,13 0,09

    1500 0,07 0,05

    1800 5,0 3,0

    3000 0,04 0,03

    3600 3,0 2,0

    6000 0,03 0,02

    7200 2,0 1,0

    Accouplements d'arbres

    de transmission et

    membrane (disque)

    Concentricit (par

    longueur d'espacement

    de 100 mm ou par pouce

    de longueur d'espacement)

    600 3,0 1,8

    750 0,25 0,15

    1500 0,12 0,07

    1800 1,0 0,6

    3000 0,07 0,04

    3600 0,5 0,3

    6000 0,03 0,02

    7200 0,3 0,2

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 19 06.05.2013 18:47:23

  • 20

    Remarque

    Pour l'quipement industriel, l'ampleur du dfaut d'alignement susceptible

    d'tre tolr est une fonction de nombreuses variables englobant les tr/min,

    la puissance nominale, le type d'accouplement, la longueur de l'entretoise,

    la conception de l'quipement accoupl et les attentes de l'utilisateur eu

    gard la dure de vie. Comme il n'est pas pratique de considrer toutes

    ces variables dans une spcication d'alignement, une certaine simplica-

    tion des tolrances s'avre ncessaire.

    Des tolrances bases sur les tr/min et la longueur de l'entretoise d'accou-

    plement ont t publies pour la premire fois dans les annes 70. Nombre

    des tolrances se basaient principalement sur les expriences avec les types

    d'accouplements engrenages lubris. Toutefois, l'exprience a montr

    que ces tolrances sont applicables de manire gale la grande majorit

    de systmes d'accouplement non lubris utilisant des lments exibles.

    Dans le tableau prcdent, des limites acceptables sont calcules

    partir de la vitesse de glissement de l'acier lubri sur l'acier, en utilisant

    une valeur de 12 mm/s pour la vitesse de glissement autorise. Comme

    ces valeurs concident aussi avec celles drives des taux de cisaillement de

    l'lastomre, elles peuvent s'appliquer aux accouplements exibles courts.

    Les valeurs excellentes se fondent sur des observations faites sur une

    grande varit de machines pour dterminer le dfaut d'alignement critique

    d aux vibrations. La conformit avec ces tolrances ne garantit toutefois

    pas un fonctionnement exempt de vibrations.

    Lorsque lon donne des tolrances il faut :

    Indiquer le diamtre pour lexpression des tolrances dangularit (ouverture),

    Indiquer lendroit o sexpriment ces tolrances pour les dfauts de dcalage (concentricit), notamment pour les allonges (aux plans

    daccouplement, au milieu de lallonge)

    Contrainte d'accouplement et exion d'arbre

    Les nouveaux relevs ne concident pas avec les corrections venant

    d'tre effectus ?

    Lors de l'excution d'un alignement que ce soit avec des comparateurs ou

    des systmes optiques laser, parfois, les relevs faisant suite un ajustage

    de l'alignement ne concident pas avec les corrections effectues. Une

    possibilit est quune contrainte courbe l'arbre, les supports de la machine

    ou la fondation. Ceci est frquemment constat, plus particulirement sur

    des groupes de pompes relis des tuyauteries forces ou possdant un

    support frontal permanent comme le montre le croquis suivant.

    Quelle doit tre la prcision de lalignement?

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 20 06.05.2013 18:47:23

  • 21

    Dans cette application, le support avant de la pompe est plutt rigide sur le

    plan radial et peut inuer sur la mesure d'alignement. Dans cette situation,

    nous conseillons de dsaccoupler ou de desserrer le support pour librer

    l'alignement mesur des forces externes.

    Pour les problmes de tuyauteries, lidal et de sassurer que celles ci

    ne provoquent pas de contraintes : mesure avec pompe bride et pompe

    dbride. Comparez. Si les mesures sont identiques alors les contraintes

    sont absentes.

    Si les procdures avant alignement ne sont pas adaptes, l'effet net des

    inuences semblables celles notes ci-dessus est que lalignement n'est

    pas seulement faux mais qu'il est relativement souvent effectu dans le sens

    contraire la correction requise.

    Dans des cas extrmes, la contrainte daccouplement impose par les

    machines nouvellement alignes peut courber les arbres pendant la pro-

    duction. Dans la plupart des cas, cette dformation sera minimale mais

    peut tre sufsante pour affecter les axes de rotation mesurs. Les croquis

    suivants illustrent le problme potentiel.

    Voici un tat d'alignement avec les arbres dsaccoupls

    Contraintes laccouplement

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 21 06.05.2013 18:47:23

  • 22

    Les mouvements sont effectus tel que mesur. Il y a dsormais moins de

    contrainte sur l'accouplement et les arbres seront correctement aligns lors

    de la tentative suivante

    Voici l'alignement mesur avec les arbres accoupls. Aperu des axes

    centraux de rotation projets

    Contraintes laccouplement

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 22 06.05.2013 18:47:23

  • 23

    AUTRES

    DESALIGNEM

    ENT Usure daccouplement

    Usure des joints

    Dommage sur paliers

    Vibration machine

    Les accouplements peuvent absorber le dfaut d'alignement ?

    Un commentaire frquemment cit est ...pourquoi se soucier d'aligner

    la machine quand elle est dote d'un accouplement exible conu pour

    absorber le dfaut d'alignement ?

    L'exprience et les tolrances d'alignement des fabricants d'accouplements

    disent le contraire. Une preuve anecdotique suggre que 50 % des arrts

    de machine peuvent tre directement attribus un alignement incorrect

    des arbres.

    Il est exact que les accouplements exibles sont conus pour absorber le

    dfaut d'alignement, gnralement jusqu' 10 mm ou plus de dcalage

    radial des arbres. Mais la charge impose aux arbres, donc aux paliers et aux

    joints augmente alors considrablement. Cest d aux forces de raction

    gnres au sein de l'accouplement en cas de dfaut d'alignement. Par

    exemple, un accouplement vulcan de 445 mm conu pour un dcalage

    radial maximal de 6 mm 600 tr/min produit une force de raction de 1,2

    kN par mm de dcalage radial. (voir L'alignement laser permet de rduire

    les vibrations bord - Magazine Diesel and Gas Turbine Worldwide Nov

    1997)

    En rsum, laccouplement peut digrer le dsalignement, mais les forces

    de ractions creront des vibrations qui vont malgr tout dtriorer les

    lments mcaniques.

    Causes des arrts de machines

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 23 06.05.2013 18:47:23

  • 24

    Paliers

    Les paliers sont des composants usins avec prcision conus pour fonc-

    tionner avec une lubrication propre et constante mais des tempratures

    de service limites. Les composants usins en respectant une prcision

    infrieure 0,005 mm ne sont pas :

    capables de rsister un fonctionnement pendant de longues priodes des tempratures leves dues un dfaut

    d'alignement.

    capables de rsister la contamination cause par la dfaillance d'un joint mcanique ayant permis la pntration de terre, de

    sable, d'lments mtalliques ou d'autres objets.

    usins pour fonctionner pendant de longues priodes avec un dfaut d'alignement imposant des charges de choc axial leurs

    diffrents composants.

    En plus des dommages imposs aux paliers par le dfaut d'alignement

    proprement dit, quand un joint mcanique casse, ceux - ci doivent tre

    dmonts, parfois remonts ou remplacs dans la plupart des cas. L'opration

    de dmontage / remontage elle-mme peut causer des dommages aux

    paliers. La plupart des fabricants et rparateurs de pompes recommandent

    de remplacer systmatiquement les paliers lors de la rparation de pompes

    endommages et ce, quel que soit leur tat visible. Cest en effet trs facile

    de passer ct d'un dommage minime sur un palier. Ce dommage est

    alors susceptible de s'aggraver progressivement aprs le remontage.

    Joints mcaniques

    L'usure des joints augmente en raison des charges cres par le dsaligne-

    ment et auxquelles sont soumis les arbres. Les joints de pompe sont des

    lments trs onreux cotant souvent jusqu' un tiers du prix total de la

    pompe. Une mauvaise installation et un dfaut d'alignement d'arbre excessif

    va rduire leur dure de vie de manire substantielle. Les fabricants ont

    rsolu le problme de mauvaise installation en introduisant sur le march les

    joints de type cartouche pouvant tre installs avec peu d'assemblage sur

    site, voire mme aucun. Toutefois, ces garnitures possdent des composants

    prcisment rectis et usins avec une prcision de 2 microns (0,002

    mm), ils ne peuvent fonctionner correctement en cas de dsalignement ;

    le frottement des surfaces, les tempratures leves et la pntration de

    contaminants endommagent rapidement ces composants onreux.

    Causes des arrts de machines

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 24 06.05.2013 18:47:23

  • 25

    La casse d'un joint est souvent catastrophique, elle arrive quasiment sans

    pravis. L'indisponibilit en rsultant, les cots de remplacement du joint,

    les cots de rparation de la pompe et les remplacements des paliers font de

    ces dfaillances, causes par un dfaut d'alignement, un problme onreux

    et qui peut tre vit.

    Vibrations de la machine

    Les vibrations de la machine augmentent avec le dfaut d'alignement. Les

    vibrations importantes entranent la fatigue des composants de la machine

    et par consquent sa dfaillance prmature.

    Les avantages cumuls dun alignement des arbres ralis avec

    prcision

    Les avantages rsultant de l'adoption d'une bonne pratique d'alignement

    des arbres commencent par l'amlioration de la dure de vie de la machine

    garantissant ainsi la disponibilit de l'installation quand la production la

    sollicite. Des machines alignes correctement vont donner les rsultats

    suivants.

    Amliorer la dure de vie et la abilit de l'installation Rduire les cots des pices de rechange telles que les joints et les

    paliers

    Rduire les frais de main d'uvre lis la maintenance Amliorer la disponibilit de l'installation Rduire la perte de production due la dfaillance de l'installation Rduire le besoin d'une installation de secours Amliorer la scurit d'exploitation de l'installation Rduire les cots de consommation nergtique au niveau de

    l'installation Repousser les limites de lusine par rapport aux

    besoins de production

    Obtenir de meilleurs taux d'assurance grce de meilleurs rsultats et pratiques d'exploitation

    Causes des arrts de machines

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 25 06.05.2013 18:47:23

  • 26

    Symptmes d'un dfaut d'alignement

    Ce n'est pas toujours facile de dtecter un dfaut d'alignement sur des

    machines en cours de fonctionnement. Les forces radiales qui sont trans-

    mises d'arbre en arbre sont difciles mesurer de l'extrieur. En recourant

    l'analyse des vibrations ou la thermographie infrarouge, il est possible

    d'identier les symptmes primaires d'un dfaut d'alignement tels que les

    valeurs leves de vibrations dans les sens radial et axial ou des gradients

    anormaux de temprature dans les carters des machines, mais sans une

    telle instrumentation, il est galement possible d'identier des problmes

    machine secondaires susceptibles d'indiquer un alignement inexact des

    arbres.

    Boulons de fondation desserrs ou casss Cales de blocage ou goupilles cylindriques lches Fuite d'huile excessive au niveau des bagues de palier Boulons d'accouplement desserrs ou casss Certains lments d'accouplement exibles s'chauffent en cas de

    dfaut d'alignement. Si l'accouplement prsente des lments en

    lastomre, chercher des signes de poudre de caoutchouc l'intrieur

    de la coiffe d'accouplement

    Des pices d'quipement similaires vibrent moins ou ont une dure de vie plus longue

    Taux anormalement lev de dfaillances d'accouplement ou d'usure. Quantit excessive de graisse ou d'huile l'intrieur des protections

    d'accouplement

    Les arbres cassent ou se ssurent au niveau ou proximit des paliers ou des moyeux d'accouplement

    Une bonne pratique d'alignement d'arbre devrait tre une stratgie cl dans

    la maintenance des machines tournantes. Une machine correctement aligne

    sera un bien able pour l'usine, elle sera l quand on aura besoin d'elle et

    ncessitera moins de maintenance programme (et non programme). Plus

    loin, nous allons tudier des cas spciques destins montrer comment

    l'alignement d'arbre va offrir des avantages importantes en termes de cots

    de production. Auparavant, la section suivante de ce manuel va examiner

    les diverses mthodes d'alignement d'arbres susceptibles d'tre utilises

    pour assurer un bon alignement des machines installes.

    Causes des arrts de machines

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 26 06.05.2013 18:47:23

  • 27

    Mthodes et pratique d'alignement

    Il existe un certain nombre de mthodes diffrentes permettant d'obtenir un

    alignement acceptable des machines tournantes. Elles vont de la rgle peu

    coteuse (rglet) aux systmes laser plus sophistiqus et invitablement plus

    onreux. Nous pouvons rsumer ces mthodes en trois catgories de base :

    vue rgle et jauges d'paisseurs Comparateurs jauges de dplacement mcaniques Systmes d'alignement optiques laser

    Au sein de chaque catgorie, il existe un certain nombre de variations et

    d'options. Ce n'est pas notre intention ici d'valuer chacune de ces options,

    mais nous allons nous concentrer sur les mthodes les plus largement

    utilises.

    La prparation est importante.

    La premire tape prparatoire pour un alignement russi consiste s'assurer

    que la machine aligner peut tre dplace si ncessaire : cela comprend

    la mobilit verticale, vers le haut (bien entendu en utilisant l'quipement de

    levage appropri) et vers le bas, s'il s'avre ncessaire d'abaisser la machine,

    comme c'est frquemment le cas. Ceci peut tre prvu en insrant des cales

    de 2 4 mm (0,08 - 0,16) sous les pieds des deux machines lors de l'ins-

    tallation initiale (nous recommandons de caler les machines ds le dpart

    pour que les changements d'tat de la fondation puissent tre compenss,

    si ncessaire). Le positionnement horizontal de machines s'effectue de

    prfrence avec des vis poussoirs ou un outil hydraulique ou mcanique

    adapt. Tous ces accessoires permettent un contrle prcis du mouvement

    de manire lente, douce et continue. Lutilisation de marteaux ne rend

    pas seulement le positionnement exact plus difcile et mais peut aussi

    endommager les machines (en causant des marques de broutement sur les

    paliers), de plus les vibrations pourraient dplacer le systme d'alignement

    pendant la fonction DPLACER (temps rel) et, par consquent, perturber le

    processus de correction.

    Mthodes et pratique d'alignement

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 27 06.05.2013 18:47:23

  • 28

    Directives d'installation de machines

    L'installation de machines telles qu'une pompe, un rducteur ou un com-

    presseur, etc. requiert l'observation de certaines rgles gnrales.

    L'unit entrane est gnralement installe en premier et l'organe dentranement ou le moteur principal est ensuite align

    sur l'arbre de l'unit entrane.

    Si l'unit entrane lest par une bote de vitesse (rducteur, multi-plicateur), cette dernire devrait tre aligne sur l'unit entrane

    et ensuite le moteur align sur le rducteur (multiplicateur).

    Des contrles de base devraient tre effectus pour dterminer ltat des accouplements de la machine, p. ex. des contrles de

    faux-rond (concentricit et perpendicularit par rapport aux

    axes centraux des arbres) des demi-accouplements l'aide d'un

    comparateur, si possible (des demi-accouplements voils peuvent

    causer des problmes de dsquilibre !).

    La prparation des chssis de la machine, des pieds, des socles, etc. est d'une importance primordiale ! Sinon, l'alignement est

    difcilement ralisable !

    Nettoyer, rectier et limer toutes les bavures sur les surfaces de montage et les alsages des boulons de serrage, etc.

    Conservez des cales de qualit sous la main pour aligner avec prcision et rapidit.

    Avant de monter le systme d'alignement d'arbre/les instruments sur les machines, prenez quelques minutes pour inspecter le

    positionnement accouplement/arbre. N'oubliez pas que vos yeux

    sont votre premier systme de mesure !

    Assurez-vous que la pompe/le moteur, etc. est bien perpendicu-laire la plaque de base. (contrle du pied bancal) et corrigez si

    ncessaire voir pages suivantes.

    Rduisez les cales au strict minimum, p. ex., si possible pas plus de 3 cales max. sous les pieds/supports de la machine.

    Corrigez l'alignement selon les exigences pour vous assurer que, quand la machine fonctionne, les arbres des machines sont

    centrs dans leurs paliers et qu'ils sont aligns selon les tolrances

    des fabricants.

    Mthodes et pratique d'alignement

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 28 06.05.2013 18:47:23

  • 29

    Pied bancal parallle Pied bancal angulaire

    Mesure et correction du pied bancal.

    Une composante essentielle de toute procdure d'alignement russie est de

    dterminer et de corriger le pied bancal. Au mme titre qu'une chaise ou

    une table bancale est une gne, un support de machine instable entrane

    des difcults lors de l'alignement. La position de la machine est diffrente

    chaque tentative d'alignement et chaque mesure de contrle indique que la

    machine est toujours mal aligne. De plus quand la machine est serre, une

    contrainte est impose son carter et aux corps de paliers. Pour l'essentiel,

    il existe deux types de pied bancal tel qu'illustr sur le croquis ci-dessous.

    Un pied bancal parallle indique que la plaque de base et le pied de la

    machine sont parallles l'un par rapport l'autre, permettant une correction

    en ajoutant tout simplement des cales d'paisseur correcte. Le pied bancal

    angulaire est caus par les pieds de la machine formant un angle l'un par

    rapport l'autre ou par rapport au chssis.

    Contrlez systmatiquement les valeurs d'alignement des fabricants avant de commencer travailler ! il se peut que la

    croissance thermique ncessite des dcalages d'alignement

    froid spciques.

    Assurez-vous que la tuyauterie raccorde aux machines est correctement soutenue mais sufsamment libre pour bouger avec

    l'expansion thermique.

    Mthodes et pratique d'alignement

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 29 06.05.2013 18:47:23

  • 30

    A B

    CD

    76

    80 0

    4

    Cette situation est plus complexe diagnostiquer et corriger ; une solution

    consiste utiliser des cales coniques pour remplir l'espace angulaire entre la

    plaque de base et le pied, une solution plus radicale mais de longue haleine

    consiste dmonter la machine et en rectier les pieds.

    Mesure du pied bancal

    Toute une srie de techniques permettent de dterminer le pied bancal

    avant de commencer l'alignement.

    l'aide d'un comparateur mont sur un pied magntique, positionnez le

    comparateur au-dessus de l'un des pieds de la machine, mettez le compara-

    teur zro et desserrez le pied de la machine. Consignez tout changement

    du relev du comparateur. Et resserrez le pied de la machine. Rptez cette

    opration pour tous les pieds de la machine ; ou bien avec un jeu jauges

    d'paisseur, desserrez un pied la fois, mesurez l'intervalle qui apparat sous

    le pied de machine desserr et consignez la valeur. Resserrez le pied de la

    machine et passez au pied suivant ; ou avec un systme d'alignement laser,

    desserrez un pied la fois, le systme d'alignement enregistre la valeur de

    soulvement du pied pour chaque pied. Resserrez le pied de la machine

    avant de passer au pied suivant.

    Une fois que vous avez dtermin la quantit de pied bancal prsente tel

    qu'indiqu ci-dessous, il est possible de procder des ajustements sur la

    machine en fonction de l'tat diagnostiqu.

    Cet exemple montre des problmes de pied bancal classiques avec un

    balancement entre les pieds B et D. Il est tentant de placer des cales sous

    les deux pieds pour liminer le balancement mais ce serait une erreur. La

    meilleure solution consisterait ne caler qu'un seul pied (80/100 mm) et

    recontrler les quatre pieds.

    Mthodes et pratique d'alignement

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 30 06.05.2013 18:47:24

  • 31

    Exemple de pied bancal : pied

    tordu placez une cale au

    niveau du pied c, paisseur

    0,6 mm, et recontrlez tous

    les pieds 60550

    A B

    CD

    0

    4 24

    0

    De nombreux problmes de pied bancal supplmentaires peuvent tre

    trouvs y compris une contrainte impose par la tuyauterie ou un pied

    instable caus par un trop grand nombre de cales sous le pied de la

    machine. Les croquis suivants prsentent certains exemples (on donne aussi

    les valeurs mesures la jauge dpaisseur).

    A

    D

    00

    4040

    3644

    28

    B

    C

    24

    Exemple de pied bancal :

    contrainte de la tuyauterie

    rduire les forces externes

    Mthodes et pratique d'alignement

    A B

    CD

    0

    4 24

    0

    000

    0

    Exemple de pied bancal :

    Effet ressort. Les jauges

    dpaisseur ne passent pas.

    Il peut y avoir des impurets

    sous les pieds. Nettoyez pour

    supprimer les causes de

    leffet ressort

    0

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 31 06.05.2013 18:47:24

  • 32

    Suivez les tapes suivantes pour liminer les problmes de pied bancal.

    1 Contrlez les quatre pieds de la machine, si un pied prsente plus de

    0,08 mm, corrigez de manire approprie.

    2 Examinez le pied bancal le plus important (ou les deux plus importants

    si identiques) avec des jauges d'paisseur pour dterminer le type de

    pied bancal. Vous pouvez galement contrler les autres pieds, mais

    concentrez-vous d'abord sur la dtection et la rsolution du problme

    le plus important.

    3 Corrigez l'tat diagnostiqu en ne calant qu'un seul pied, le cas

    chant.

    4. Si tous les pieds sont conformes aux tolrances, commencez

    l'alignement.

    Lappareil laser indiquera la prsence et lendroit du pied bancal. Mais le

    moyen de corriger dpend du cas. Lexprience peut alors compter.

    Mthodes et pratique d'alignement

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 32 06.05.2013 18:47:24

  • 33

    Mthodes d'alignement - vue

    La rgle

    Cette mthode d'alignement des arbres tait une pratique rpandue dans

    de nombreuses usines, sous rserve de l'utilisation d'un accouplement

    exible, il tait considr comme sufsant d'valuer l'alignement l'il nu

    et de boulonner la machine. Le systme est certainement peu coteux et

    l'quipement est toujours disponible. Les valeurs correctives pour les pieds

    de la machine taient gnralement estimes en fonction de l'exprience

    de l'ingnieur ou du technicien charg de l'alignement. Le plus souvent, les

    corrections au niveau des pieds de la machine ncessitaient d'tre rptes

    en procdant par ttonnements avant que l'tat d'alignement vue ne

    soit ralis. Mme dans ce cas, il n'y avait aucune certitude que l'alignement

    effectu tait correct. Comme la rsolution de l'il humain est limite 0,1

    mm, la prcision de l'alignement est limite en consquence. En outre, sans

    avoir procd des contrles approfondis quant la prcision d'installation

    de l'accouplement sur l'arbre, aucune corrlation directe ne peut tre faite

    entre l'alignement effectu et l'alignement rel des arbres de la machine.

    Dans le meilleur des cas, cette mthode d'alignement peut tre dcrite

    comme un alignement d'accouplements et non comme un alignement

    d'arbres comme dni plus haut.

    Mthodes d'alignement vue

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 33 06.05.2013 18:47:24

  • 34

    La jauge d'paisseur

    Bien que classie ici comme mthode vue d'alignement d'arbres, dans

    certaines circonstances et pour certaines machines, la mthode des jauges

    d'paisseur peut s'avrer parfaitement acceptable. Lors de l'installation et

    de l'alignement de groupes de turbines (par exemple) o le demi-accou-

    plement fait partie intgrante de l'arbre du rotor et qu'il ne possde pas

    d'lments exibles, un ingnieur en turbines expriment est en mesure

    d'aligner les deux demi-accouplements de manire relativement prcise.

    (Comme not la section des tolrances d'alignement, aucun cart n'est

    autoris, ni en ouverture, ni en concentricit sur ces types d'accouplement

    rigides ).

    En utilisant la jauge d'paisseur ou un pied coulisse vernier, l'ingnieur,

    le technicien mesure avec prcision tout cartement entre les demi-accou-

    plements. De l'huile de sustentation est ensuite utilise pour faire tourner

    les arbres 180 degrs et l' cartement est de nouveau contrl (en

    retirant l'huile de sustentation). Cette procdure est ensuite applique pour

    les mesures d'alignement horizontal.

    Mthodes d'alignement vue

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 34 06.05.2013 18:47:24

  • 35

    1040

    1535

    Les relevs sont gnralement tracs de manire graphique pour tablir

    l'tat d'alignement et toutes les corrections requises. Dans certains cas, les

    ingnieurs vont faire tourner un arbre 180 degrs et prendre des relevs

    additionnels, ces relevs seront ensuite pondrs pour liminer toute erreur

    possible d'usinage d'arbre. C'est sur les relevs pondrs que se base le

    graphique d'alignement.

    Sur des machines dont la conception des accouplements recourt des

    lments exibles, l'utilisation de jauges d'paisseur est entache des

    mmes limitations que la mthode de la rgle et peut uniquement tre

    dcrite comme alignement d'accouplements.

    Alignement aux comparateurs

    L'utilisation de comparateurs pour la plus grande majorit des tches

    d'alignement d'arbres dots d'accouplement exible reprsente un pas en

    avant signicatif dans les mthodes d'alignement. Il existe un grand nombre

    de congurations de cadran susceptibles d'tre utilises pour procder

    l'alignement des machines, cette section va en examiner certaines, toutefois

    il existe aussi un certain nombre de facteurs que l'ingnieur, le technicien

    doit prendre en considration avant de s'embarquer dans une tche d'ali-

    gnement par comparateur.

    Affaissement du support du comparateur : toujours mesurer avant de

    prendre les mesures d'alignement proprement dites - peu importe la solidit

    apparente du support. Voir la section sur la mesure de l'affaissement.

    Friction interne/hystrsis : parfois la jauge doit tre tapote an que

    l'aiguille du comparateur s'arrte sur sa valeur nale.

    Rsolution 1/100 mm : possibilit d'une erreur d'arrondissement max.

    de 0,005 mm pour chaque relev. Il peut donc y avoir des problmes de

    prcision des calculs.

    Erreurs de relev : des erreurs simples surviennent quand les comparateurs

    sont lus dans des conditions difciles ou que lutilisateur est press par le

    temps.

    Jeu des jonctions mcaniques : de lgers jeux peuvent passer inaperus

    mais causeront de grosses erreurs de lecture.

    Comparateurs cadran inverss : il se peut que la jauge ne soit pas

    monte perpendiculairement la surface de mesure si bien qu'une partie

    du relev de dplacement sera perdu

    Jeu axial de l'arbre : ceci affectera les relevs sur la face pris pour mesurer

    l'angularit moins d'utiliser deux comparateurs axiaux.

    Mthode dalignement aux comparateurs

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 35 06.05.2013 18:47:25

  • 36

    R

    F

    Le croquis ci-dessus illustre le scnario. Les comparateurs Bord&Face

    mesurent l'accouplement de la machine xe. Les comparateurs sont mis

    zro midi et l'arbre de machine dplacer est tourn d'un demi-tour en

    direction de la position 6 heures. Le pied le plus proche de l'accouplement

    est relev (ou abaiss) d'une valeur gale la moiti du relev du compara-

    teur sur le bord. Des cales sont places de manire rpte sous le pied le

    plus loign de l'accouplement jusqu' ce que les relevs du comparateur

    sur la face ne changent plus lorsque l'arbre est tourn. De manire similaire,

    les comparateurs sont mis zro la position 3 heures et tourns en

    position 9 heures pour la correction horizontale. Il est gnralement facile

    de reprer quand cette procdure est utilise car il y a souvent un certain

    nombre de cales nes sous le pied arrire de la machine. Gnralement,

    cette procdure par essai-erreur produit de substantielles erreurs de dfaut

    d'alignement au niveau des plans de transmission de l'accouplement. Si

    possible cette mthode doit tre vite en faveur d'autres mthodes d'ali-

    gnement par comparateur ou laser.

    Mthode Bord et Face - Par essai-erreur ou ttonnements

    L'interprtation des relevs d'alignement d'arbres l'aide de compara-

    teurs qui doit prendre en compte des facteurs tels que l'affaissement du

    support, ncessite des connaissances lmentaires en mathmatiques et

    en gomtrie. Dans certains cas, ces comptences sont limites et une

    procdure grossire par ttonnements est applique tandis que l'affaisse-

    ment du support et le ottement de l'arbre sont ignors. En outre, seul un

    arbre est tourn pendant la mesure, ce qui ajoute des erreurs l'alignement.

    Erreurs dues au faux-rond de l'accouplement et au chissement de l'arbre.

    Mthode dalignement aux comparateurs

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 36 06.05.2013 18:47:25

  • 37

    R

    F

    sR

    sL

    Mthode Bord et Face - Par calcul

    NOTE: Quand la tige est pousse dans le corps de l'appareil, l'aiguille du

    cadran tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Le nombre de crans

    dont l'aiguille se dplace quivaut la distance d'enfoncement de la tige

    dans le corps de l'instrument. Lorsque la tige se dplace en dehors du corps

    de l'instrument, l'aiguille du cadran indique de manire similaire la distance

    parcourue. La valeur du cadran est positive quand la tige se dplace vers

    l'intrieur et ngative quand elle se dplace vers l'extrieur.

    L'alignement Bord et Face doit son nom aux positions des comparateurs

    pendant les mesures. Une conguration traditionnelle de comparateur est

    illustre ci-dessus

    Une fois les comparateurs monts, les deux arbres sont tourns ensemble et

    les cadrans sont lus midi, 3 heures, 6 heures et 9 heures.

    Mthode dalignement aux comparateurs

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 37 06.05.2013 18:47:25

  • 38

    Formules de calcul des corrections d'alignement

    Pour de telles congurations, l'alignement MD (machine dplacer) au

    niveau du plan du comparateur est le suivant :

    VO = (R6 - R0 - RS)/2

    VA = (F6 - F0 - FS)/ HO = (R9 - R3)/2

    HA = (F9 - F3)/ Sachant que :

    R0 = Relev sur le bord midi

    R3 = Relev sur le bord 3 heures

    R6 = Relev sur le bord 6 heures

    R9 = Relev sur le bord 9 heures

    F0 = Relev sur la face midi

    F3 = Relev sur la face 3 heures

    F6 = Relev sur la face 6 heures

    F9 = Relev sur la face 9 heures

    = Diamtre du cercle trac par la tige du comparateur sur la face RS = Affaissement du comparateur sur le bord

    FS = Affaissement du comparateur sur la face*

    s = Distance du pied du comparateur (sur le bord) au pied de la machine

    (avant ou arrire). Cette valeur peut tre positive ou ngative. Le sens des

    aiguilles d'une montre est dtermin en regardant le long de l'arbre de MD

    vers la STAT.

    Cale= (VA) (s)-VO

    Cale = (F6-F0+FS)(s)/ -(R0-R6+RS)/2 Dplacement = (HA)(s)-HO

    Dplacement = (F9-F3)(s)/ - (R3-R9)/2Si les comparateurs cadran sont mis zro midi, puis lus 6 heures, le

    calcul des cales devient :

    Cale = (F6+FS)(s)/ + R6-RS/2 Un rsultat positif signie Ajouter des cales, un rsultat ngatif Retirer des

    cales

    Si les comparateurs sont mis zro 3 heures, puis lus 9 heures, le calcul

    DPLACEMENT devient :

    Dplacement = (F9)(s)/ + R9/2 Positif signie dplacer en direction de 3 heures

    Ngatif signie dplacer en direction de 9 heures

    Les calculs Cale et Dplacement doivent tre faits deux fois chacun, une fois

    pour le pied avant et une fois pour le pied arrire.

    Mthode dalignement aux comparateurs

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 38 06.05.2013 18:47:25

  • 39

    Rgle de validit du relev de comparateur

    La somme des relevs 3 heures et 9 heures doit tre gale la somme

    des relevs 6 heures et midi. ceci s'applique la fois aux relevs radiaux

    et sur la face.

    Affaissement

    Une source majeure d'erreur lors de la procdure ci-dessus est l'affaissement

    du support. Cette erreur peut affecter un tel point lpaisseur de cales que

    la machine sera totalement dsaligne. Pour compenser cet affaissement,

    mesurez-le, puis ajoutez la valeur d'affaissement (elle peut tre positive ou

    ngative) aux relevs de 6 heures. Voir les formules ci-dessus.

    Mthode des indicateurs inverss - Par calcul

    La mthode d'alignement par indicateurs inverss est la mthode la plus

    perfectionne d'alignement par comparateur cadran, tel point qu'elle

    est recommande par l'American Petroleum Institute (API 686) en tant que

    mthode prfrentielle d'alignement par comparateur.

    M

    S

    sRsLC

    D

    L'alignement par indicateurs inverss doit son nom aux positions des

    comparateurs se faisant face sur les demi-accouplements opposs. Une

    conguration traditionnelle de comparateur est illustre ci-dessus Une fois

    monts, les deux arbres sont tourns ensemble et les cadrans sont lus

    midi, 3 heures, 6 heures et 9 heures

    Mthode dalignement aux comparateurs

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 39 06.05.2013 18:47:25

  • 40

    Formules de calcul de l'alignement par comparateur invers

    Pour de telles congurations, le dfaut d'alignement au centre de l'accou-

    plement est le suivant :

    VO = (S6-S0+SS)/2 - (S6-S0+SS +M6-M0-MS)C/2D

    VA = (S6-S0+SS +M6-M0-MS)/2D

    HO = (S9-S3)/2 - (S9-S3+M9-M3)C/2D

    HA = (S9-S3+M9-M3)/2D

    Sachant que :

    S0 = relev sur le bord gauche midi

    S3 = relev sur le bord gauche 3 heures

    S6 = Relev sur le bord gauche 6 heures

    S9 = Relev sur le bord gauche 9 heures

    M0 = Relev sur le bord droit midi

    M3 = Relev sur le bord droit 3 heures

    M6 = Relev sur le bord droit 6 heures

    M9 = relev sur le bord droit 9 heures

    D = Distance entre les comparateurs gauche et droit

    C = Distance entre le comparateur gauche et le centre de l'accouplement

    SS = affaissement du comparateur sur le bord gauche (1)

    MS = affaissement du comparateur sur le bord droit (1)

    (1) ces valeurs peuvent tre positives ou ngatives

    Les corrections au niveau des pieds droits de la machine peuvent calcules

    comme suit :

    Cale pieds gauche = (VA - sL) - VO

    Cales pieds droit = (VA - sR) - VO

    Rsultat positif signie Ajouter cale, rsultat ngatif Retirer cale

    Cale pieds gauche = (VA - sL) - VO

    Cales pieds droit = (VA - sR) - VO

    Rsultat positif signie dplacer vers 3 heures, ngatif signie vers 9 heures.

    sL = Distance entre le centre de l'accouplement et les pieds avant de la

    machine mobile

    sR = Distance entre le centre de l'accouplement et les pieds arrire de la

    machine mobile

    Si les comparateurs cadran sont mis zro midi, puis lus 6 heures, le

    calcul des cales est le suivant :

    HO = (S9-S3)/2 - (S9-S3+M9-M3)C/2D

    HA = (S9-S3+M9-M3)/2D

    Mthode dalignement aux comparateurs

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 40 06.05.2013 18:47:25

  • 41

    cale pieds de droite = (S6-S3+M6-M3)(c+sL)/2D -(S6-SS)/2

    cale pieds de gauche = (S6-S3+M6-M3)(c+sR)/2D -(S6-SS)/2

    Rsultat positif signie Ajouter cale, rsultat ngatif Retirer cale.

    Si les comparateurs cadran sont mis zro 3 heures, puis lus 9 heures,

    le calcul de dplacement est le suivant :

    dplacer pieds de gauche = (S9+M9)(c+sL)/2D -S9/2

    dplacer pieds de droite = (S9+M9)(c+sR)/2D -S9/2

    Rsultat positif signie dplacer vers 3 heures, ngatif signie dplacer vers

    9 heures.

    Pour les calculs d'affaissement, voir la section suivante.

    Mthode dalignement aux comparateurs

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 41 06.05.2013 18:47:25

  • 42

    Mthode du comparateur invers - Par graphique

    Les calculs illustrs la section prcdente peuvent s'avrer dcourageants

    pour de nombreux ingnieurs ou techniciens. A la diffrence de la mesure sur

    le bord et sur la face, les corrections par essai-erreur ne sont pas possibles.

    Mais pour viter les calculs mathmatiques, une solution graphique peut

    tre utilise pour rsoudre le problme d'alignement et dterminer les

    corrections verticales et horizontales ncessaires.

    M

    500100

    S

    150

    Le croquis ci-dessus prsente une conguration type de comparateur

    invers. La machine de droite tant la machine dplacer (MD). Les deux

    comparateurs sont mis zro quand ils se trouvent en position midi. Le

    sens de la vue est de la MD vers la machine stationnaire. L'arbre est tourn

    180 degrs dans le sens de rotation normal de l'arbre. Les valeurs des

    cadrans sont lues et consignes, en guise d'exemple, supposons que les

    relevs suivants aient t pris.

    12

    6

    9 3

    12

    6

    9 3

    0.60

    0 0

    - 1.50

    Toutes les valeurs sont indiques en mm

    Mthode dalignement aux comparateurs

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 42 06.05.2013 18:47:26

  • 43

    12

    6

    9 3

    12

    6

    9 3

    0.60

    0.70

    0 0

    - 1.50

    - 1.40

    L'affaissement du support du comparateur tait de - 0,10 mm. Aprs cor-

    rection due l'affaissement du support, les relevs de comparateur totaux

    (TIR) sont donc.

    Les valeurs TIR doivent tre divises par 2 pour dterminer les vritables

    valeurs de dcalage d'arbre dans les plans des comparateurs cadran.

    dcalage S = +0,70 / 2 = +0,35 mm

    dcalage M = -1,40 / 2 = - 0,70 mm.

    Ces dcalages sont ensuite tracs sur le graphique comme suit.

    Les deux comparateurs sont ensuite mis zro avec les comparateurs placs

    3 heures. L'arbre est tourn 180 degrs dans le sens de rotation normal.

    Les relevs sont consigns. Aprs le retour la position 3 heures, les relevs

    du comparateur doivent revenir zro.

    0,35

    mm

    0,70

    mm

    12,2

    5 m

    m

    29,6

    0 m

    m

    Note sign reversall

    Foot corrections

    50 mm50

    mm

    Mthode dalignement aux comparateurs

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 43 06.05.2013 18:47:26

  • 44

    12

    6

    9 3

    12

    6

    9 30.50 0 0- 0.90

    Supposons que les relevs suivants ont t pris :

    Les valeurs de correction d'affaissement ne sont pas applicables pour les

    relevs horizontaux.

    Les valeurs TIR doivent tre divises par 2 pour dterminer les vritables

    valeurs de dcalage d'arbre dans les plans des comparateurs cadran.

    dcalage S = +0,50 / 2 = +0,25 mm - dcalage M = -0,90 / 2 = -0,45 mm

    Ces dcalages sont ensuite tracs sur le graphique comme suit .

    0,25

    mm

    0,45

    mm

    7,50

    mm

    17,5

    0 m

    m

    Note sign reversall

    Foot corrections

    50 mm50

    mm

    Les corrections verticales et horizontales gurent sur chaque graphique,

    les corrections supposent que l'alignement doit tre de 0,0/0,0 dans les

    plans vertical et horizontal. Ces corrections doivent tre adaptes selon les

    donnes du fabricant (ou calculs) pour respecter les croissances thermiques,

    les contraintes lors de la rotation des machines.

    Mthode dalignement aux comparateurs

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 44 06.05.2013 18:47:26

  • 45

    Mesure de l'affaissement du support du comparateur

    Pour mesurer l'affaissement, monter le dispositif de mesure complet

    (supports, barres et comparateurs) sur un tronon de tube rectiligne. Ajustez

    le dispositif jusqu' ce que les supports soient carts de la mme distance

    que lorsqu'ils seront monts sur la machine relle. De manire similaire,

    positionnez les comparateurs aussi prs que possible de la manire dont ils

    seront placs sur la machine. Avec les comparateurs placs midi, mettez

    les cadrans zro. Faites tourner le tube jusqu' ce que les comparateurs

    se trouvent 6 heures. Lisez et enregistrez les comparateurs cadran( le

    comparateur sur le bord sera une valeur ngative, le comparateur sur la face

    peut tre positif ou ngatif mais devrait tre proche de zro)

    Mthode dalignement aux comparateurs

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 45 06.05.2013 18:47:26

  • 46

    Alignement d'arbres au laser

    L'alignement d'arbres au laser est devenu populaire au milieu des annes

    80 quand PRFTECHNIK a lanc OPTALIGN, le premier systme au monde

    disponible pour raliser ce type dopration assiste par ordinateur. En dpit

    de son prix, alors relativement lev, le systme s'est rapidement impos

    sur le march international auprs d'ingnieurs et d'entreprises oprant

    dans des secteurs diversis de l'industrie. OPTALIGN offrait de nombreux

    avantages en procdant rapidement et avec prcision l'alignement de

    machines tournantes accouples. Depuis le lancement du premier systme,

    les volutions en matire de technologie du laser et des microprocesseurs

    ont permis de mettre au point une nouvelle gnration de systmes laser

    offrant l'utilisateur des systmes faciles apprhender, guids par menus

    et pouvant tre utiliss pour quasiment n'importe quelle tche d'aligne-

    ment, peu importe sa complexit.

    Comme nous l'avons vu aux sections prcdentes, les prcautions prendre

    en compte sont nombreuses lors de lutilisation de mthodes mcaniques

    pour aligner des arbres. De plus, le calcul des corrections d'alignement peut

    s'avrer compliqu et sujet aux erreurs. Ces prcautions sont inutiles avec

    la mthode d'alignement d'arbres au laser. Un alignement prcis, avec tous

    les avantages quil comporte (voir section suivante) est facilement ralisable

    avec un bon systme.

    Veuillez trouver ci-aprs un rcapitulatif des avantages offerts par les

    systmes laser :

    Alignement de prcision sans saisie manuelle de donnes et aucun calcul graphique ou numrique effectuer

    Afchage graphique des rsultats d'alignement au niveau des plans de transmission des forces et des corrections au niveau des pieds de la

    machine.

    Aucune xation mcanique - aucun affaissement de support. Inutile de dmonter l'accouplement pour procder un alignement. Inutile deffectuer des relevs des emplacements prdtermins tels

    que midi, 3 heures, 6 heures et 9 heures. Les rsultats peuvent tre

    obtenus avec moins de 90 de rotation de l'arbre.

    Stockage des donnes et impression des rsultats pour crer un rapport de l'tat d'alignement

    Alignement d'arbres au laser

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 46 06.05.2013 18:47:26

  • 47

    Prcision talonne certie du systme laser pour conformit avec les exigences ISO9001

    Systmes de supports universels couvrant tous les types d'application d'alignement. Pas besoin de supports spciaux de type usine gaz

    pour la mesure d'arbres de transmission de grande longueur.

    Le systme dexploitation, bas sur des menus droulants permet lutilisation des systmes par un grand nombre dutilisateurs, mme

    avec des connaissance de bases.

    Afchage dynamique en direct des corrections verticales et horizon-tales lors des corrections d'alignement

    Normes intgres d'alignement OK/NOK pour l'analyse de la prcision de l'alignement

    Aprs avoir identi certains des bnces et avantages obtenus en utilisant

    un systme d'alignement laser, il est important d'tablir les fonctions du

    systme d'alignement rpondant aux exigences de lutilisateur. Il existe un

    grand nombre de systmes et un grand nombre de fabricants proposant des

    appareils d'alignement au laser.

    Le systme que vous choisirez devra prsenter les caractristiques minimales

    suivantes :

    talonnage certi par rapport une norme reconnue Inutile d'acheter un systme d'alignement prcis si cette prcision

    ne peut pas tre certie.

    Grande prcision et rptitivit Une mauvaise prcision ne donne que des valeurs de correction errones. Une bonne

    rptitivit signie un nombre moins importants de mesures pour

    obtenir des rsultats exacts.

    Robuste, l'preuve de l'eau, des chocs et de la poussire Un botier robuste signie que l'utilisation en extrieur et dans

    des conditions humides ne pose aucun problme. Des instruments

    robustes avec un agrment garanti tel que les normes IP (65 et

    67) vous permettent de continuer travailler mme dans des

    conditions difciles.

    Alignement d'arbres au laser

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 47 06.05.2013 18:47:26

  • 48

    Fonction de reprise de la mesure La reprise vous permet de relancer aisment un alignement en cours aprs une interruption

    ou le lendemain, l'utilisateur n'aura pas besoin de ressaisir

    les dimensions ni les valeurs cibles ventuellement, mme les

    rsultats de mesure seront mmoriss. Les donnes ne seront

    jamais perdues.

    Fonction d'extension de la mesure L'aptitude tendre la plage dynamique du systme de dtection laser va faire en sorte

    que peu importe le dfaut d'alignement, le systme laser sera

    toujours capable de le mesurer. Les systmes de mesure non

    quip de lextension ne vont pas permettre la mesure de gros

    dfauts d'alignement initiaux sur des arbres de transmission longs

    par exemple. Il faudra dgrossir, et ce quelle que soit la taille

    indique du plan du dtecteur. (voir remarques ultrieures).

    Pieds statiques interchangeables La possibilit de varier les pieds statiques confre l'ingnieur une exibilit maximale et la

    possibilit de traiter les pieds boulonns sur la MD sans avoir

    remesurer ni faire des calculs complexes ; toutes les alternatives

    possibles de dplacement de la machine peuvent tre afches.

    Varits de supports Une large gamme de supports signie que l'quipement de mesure peut mme tre x sur la plus

    complique des machines et ce, rapidement et sans problmes.

    Tolrances (TolCheck) Vrication intgre des tolrances d'alignement = gain de temps et moins d'efforts. Plus de temps

    perdu par des dplacements inutiles de la machine. La vrication

    automatique des tolrances indique quand un alignement

    excellent ou acceptable est atteint.

    Cration directe de rapports depuis le botier Limpression directe des rapports sur n'importe quelle imprimante, ou mieux

    sur cl USB, avec le numro de srie, la date, l'heure, le nom de

    l'oprateur, en totale conformit avec les exigences de traabilit

    ISO 9000 par exemple.

    Alignement d'arbres au laser

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 48 06.05.2013 18:47:26

  • 49

    Principes de fonctionnement de base des systmes laser

    Pour l'essentiel, il existe deux types de systmes laser. Le premier utilise un

    seul faisceau projet soit sur un dtecteur soit sur un recteur renvoyant

    le faisceau vers le lmetteur laser. Le second utilise deux lasers quips de

    dtecteurs intgrs. Le systme un laser est un systme brevet exclusive-

    ment utilis par PRFTECHNIK, les systmes deux lasers sont utiliss par

    tous les autres fournisseurs de matriels.

    La technologie un seul laser illustre ci-dessus possde un grand nombre

    d'avantages qui ont t intgrs pour amliorer la polyvalence et lutilisation

    du systme.

    Fonction d'extension de mesure un seul repre laser signie qu'il est

    possible d'tendre de manire dynamique la plage de dtection du systme

    pour intgrer le dfaut d'alignement initial par exemple, sil est important

    - voir l'explication plus bas.

    Fonction d'alignement dsaccoupl un seul laser permet l'alignement

    de machines mme si le spacer ou laccouplement ne sont pas installs,

    chaque machine peut tre tourne sparment. C'est particulirement utile

    en cas d'utilisation de gros accouplements entretoise ou d'accouplements

    hydrauliques lors de l'alignement de grosses machines telles que les turbines

    ou quand l'une des deux machines ne peut pas tre tourne facilement.

    Certains systmes PRUFTECHNIK permettent mme la mesure en dsaccou-

    pl sans avoir stopper les arbres machines aux mmes positions angulaires

    pour prendre la mesure (mode pass)

    Alignement d'arbres au laser

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 49 06.05.2013 18:47:26

  • 50

    Technologie un seul cble seul un (ou aucun) cble est requis. C'est

    particulirement utile sur les longs arbres de transmission tels que les

    commandes de tour de refroidissement o de longs cbles peuvent gner la

    mesure en s'emmlant, ou diminuer la distance de mesure possible.

    Un seul laser ajuster sur de longs arbres de transmission ou de grosses

    machines, il est bien plus facile de navoir quun seul laser ajuster.

    Explication de la fonction d'extension de mesure

    Pourquoi serait-il utile d'tendre la plage du plan de dtection sur un

    systme d'alignement d'arbres, ce serait srement mieux de disposer d'une

    zone de dtection plus large ? Et bien, thoriquement, oui, ce serait utile

    de disposer d'un plan de dtection statique dau moins 500 mm. Mais le

    systme serait inutilisable, tout simplement cause de la taille et du poids.

    Un compromis idal consiste tendre dynamiquement le plan de dtection

    en cas de besoin. Ce qui permet de maintenir la taille et le poids rduits

    du systme et par consquent d'optimiser son utilisation dans des zones

    difciles d'accs.

    Prenons comme exemple une commande de tour de refroidissement avec un

    accouplement long de 3 000 mm. Le dcalage entre l'arbre de commande

    et les arbres entrans peut s'avrer substantiel, mme avec seulement un

    petit dcalage angulaire entre les arbres.

    2000 mm

    1000 mm500 mm

    3000 mm

    100 mm

    26.18 mm

    Dcalage

    Ce prcdent croquis illustre les limitations imposes par les grandes

    longueurs d'accouplement avec entretoise. Prenons comme exemple simple

    un dfaut d'alignement angulaire de 0,5 degrs entre les accouplements,

    sur une longueur d'accouplement court de 100 mm. Cela implique un

    dcalage de 0,87 mm entre les axes de rotation. Un dcalage qui pourrait

    tre confortablement mesur par n'importe quel systme laser.

    Alignement d'arbres au laser

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 50 06.05.2013 18:47:26

  • 51

    Diamtre faisceau D

    Plage de mesure

    disponibleTaille rcepteur L

    Si la distance entre les faces d'accouplement augmente 500 mm, le

    dcalage des axes de rotation passe 4,36 mm, en dehors de la plage de la

    plupart des systmes de dtection laser statiques. Maintenant, augmentez

    la distance 1 000 mm, le dcalage = 8,72 mm ; au fur et mesure que

    l'entretoise s'allonge, le dcalage augmente pour atteindre une valeur

    consquente de 26,18 mm 3 000 mm. Et ce, avec seulement un angle de

    0,5 degr entre les axes centraux des arbres ! Ce dfaut important ne peut

    tre mesur que par une plage de dtection extensible puisqu'il faudrait une

    zone de dtection statique d'environ 60 mm pour s'adapter ce dcalage.

    La raison en est la suivante :

    la zone de travail du dtecteur est infrieure la surface du physique

    dtecteur. Par exemple, si la zone du dtecteur est de 20 x 20 mm et que le

    faisceau laser a un diamtre de 4,0 mm, la plage de mesure utile maximale

    est de 16 mm comme illustr ci-dessous.

    Alignement d'arbres au laser

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  • 52

    An de pouvoir mesurer un dcalage, la taille de la plage de dtection du

    systme doit tre de deux fois ce dcalage. Comme avec un comparateur,

    le rcepteur laser mesure deux fois le dcalage physique des deux arbres,

    comme illustr ci-dessous.

    Pour mesurer un dcalage physique de 2,0 mm, il nous faut une plage de

    mesure de dtection de 4,0 mm.

    On pourrait penser qu'une fonction d'extension de la mesure ne s'avre

    judicieuse que si vous mesurez des commandes de tour de refroidissement

    ou d'autres entretoises de grande longueur. Mais quand la longueur

    d'entretoise est infrieure 1 mtre, pourquoi cette fonction d'extension

    de la plage de dtection serait-elle l encore importante ? Un exemple de

    l'avantage de cette fonction est illustr ici par une application concrte.

    Un entranement de moteur/ventilateur a t mesur, comme illustr

    ci-dessous.

    43

    21

    12

    34

    Dcalage physique

    Dplacement dtecteur

    Alignement d'arbres au laser

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  • 53

    La longueur de l'entretoise d'accouplement tait de 800 mm. La concentri-

    cit et louverture mesures taient les suivantes :

    Verticalement = dcalage 0,00 cartement 0,72 mm

    Horizontalement = dcalage 0,00 cartement 1,05 mm

    Pour faciliter cette mesure, il faut que les dtecteurs soient capables de

    mesurer un dcalage de 8,40 mm, pour ce faire, la plage de dtection doit

    tre de 20,8 mm. Calcul driv de la formule suivante :

    dcalage mesur x 2 + le diamtre du faisceau,

    (8,4 mm x 2) + 4 mm = 20,8 mm.

    Selon les exigences spciques rencontres pendant les tches d'aligne-

    ment quotidiennes, la possibilit d'tendre la plage de dtection pourrait

    tre parfois le facteur le plus inuant lors du choix d'un systme de mesure.

    Toutefois, quel que soit le systme d'alignement laser choisi, les usines

    bncieront de substantiels avantages illustrs dans les tudes de cas

    suivantes.

    Alignement d'arbres au laser

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 53 06.05.2013 18:47:27

  • 54

    L'alignement d'arbres au laser rduit les cots nergtiques

    Un projet visant dterminer quel point un dfaut d'alignement d'arbre

    inuait sur la consommation d'lectricit a t mis en place en tant que sujet

    de thse dans une grande usine de traitement chimique au Royaume-Uni.

    L'tude a t conduite sur une priode de six semaines dans un environne-

    ment contrl retant dlement les conditions d'exploitation normales

    au sein de l'usine.

    Un groupe de pompage de 7,5 kW sur une installation redondante a t

    utilis pour l'enqute. Avant que le projet ne commence, la pompe et le

    moteur ont t rviss en atelier o des paliers neufs ont t installs et

    les deux units ont t rquilibres pour liminer tout facteur externe

    susceptible de fausser les rsultats du projet. Des plaques et des vis de

    rglage ont t xes sur l'embase du moteur pour permettre des rglages

    ns. Le groupe de pompage a t install pour faire circuler de l'eau

    l'intrieur d'une boucle de tuyauterie ferme avec le moteur tournant 3

    000 tr/min (+/- 1 % d aux variations de l'tat de charge). La pompe et le

    moteur ont t initialement installs avec l'alignement enregistr comme

    suit 0,00 d'cartement et de dcalage dans les sens vertical et horizontal.

    Le systme a fonctionn dans cet tat pendant un certain nombre de jours

    en mesurant le courant absorb toutes les quatre heures sur le tableau de

    distribution. Pendant la priode d'essai, l'alignement des machines a t

    modi et chaque plage de dfaut d'alignement, le systme a fonctionn

    pendant une priode dnie avec mesure intervalles rguliers du courant

    absorb. Sur le site, les deux principaux types d'accouplement installs tait

    des accouplements broche ( doigts ) et pneu . An d'obtenir

    une image raisonnable des conomies potentielles susceptibles d'tre faites

    au niveau de l'usine, les deux types d'accouplement ont t installs avec

    le mme dfaut d'alignement. Le courant est mesur pour chaque type

    d'accouplement. Les rsultats de l'tude sont illustrs sur les graphiques

    suivants. Le dfaut d'alignement concentrique a plus inu sur la consom-

    mation lectrique que l'angularit ; le dfaut d'alignement angulaire a plus

    affect le courant absorb par les types d'accouplement broche que

    les accouplements pneu . Les consquences du dfaut dalignement

    sont indpendantes du fait quil soit vertical ou horizontal.

    Alignement d'arbres au laser tude de cas

    Engineers Guide_ALI_9_600_fr.indd 54 06.05.2013 18:47:27

  • 55

    Alignement d'arbres au laser tude de cas

    7

    6

    5

    4

    3

    2

    1

    0

    9

    8

    7

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    5

    4

    3

    2

    1

    0

    8

    7

    6

    5

    4

    3

    4

    3

    2

    Accouplement doigts 3000tr/min

    Concentricit en mm

    Accouplement pneu 3000 tr/min

    Concentricit en mm

    Accouplement doigts 3000tr/min

    Dcalage %

    0,03 mm 0,0

    0,25 mm 0,7

    0,53 mm 1,0

    0,73 mm 1,3

    0.99 mm 2,0

    1.24 mm 5,2

    1.24 mm 6,6

    Dcalage %

    0,03 mm 0,0

    0,25 mm 0,7

    0,53 mm 1,0

    0,74 mm 1,3

    0.99 mm 2,8

    1.24 mm 8,5

    Ouverture %

    0,004 mm 0,3

    0,008 mm 3,1

    0,010 mm 3,3

    0,011 mm 5,7

    0.016 mm 7,8

    Effets sur la consommation nergtique

    Ouverture par pouce (25.4mm) daccouplement

    Aug

    men

    tatio

    n en

    %

    Aug

    men

    tatio

    n en

    %

    Aug

    men

    tatio

    n en

    %

    0 0.25 0.53 0.74 0.99 1.24 1.52

    0 0.25 0.53 0.74 0.99 1.24

    0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16

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