July 3, 20180 Pour que les machines fonctionnent comme prévu, il faut qu’elles soient en bon état. Mais utilisez-vous les directives disponibles lorsque vous effectuez l’alignement d’arbres? Ce qui suit a été écrit par notre partenaire Easy-Laser® AB et peut également être consulté sur leur Blog ici. Amusez-vous bien ! Le mot “tolérance” désigne un intervalle à l’intérieur duquel quelque chose est accepté. Nous avons tous des limites différentes quant au niveau d’effort que nous pouvons tolérer avant que notre corps ne nous le dise, ne se fatigue et ne s’effondre finalement. Les corps des athlètes d’élite sont adaptés à la tâche qu’ils entreprennent. Une chose qui unit tous les athlètes d’élite, quelle que soit leur constitution physique, c’est le temps qu’ils consacrent à créer les conditions optimales pour leur tâche. Le temps qu’on attend d’eux varie, mais il est négligeable par rapport au temps qu’ils consacrent à l’optimisation de leurs fonctions. La composition des machines varie également et est adaptée à la tâche à effectuer. Le temps qu’on attend d’eux varie, mais dans de nombreux cas, il représente plusieurs dizaines de milliers d’heures de fonctionnement. L’intervalle de tolérance pour un réglage spécifique d’une machine indique les conditions physiques qui doivent être satisfaites pour que les machines puissent fonctionner pendant la durée prévue et produire ce que l’on attend d’elles d’une manière rentable. Les coûts d’énergie et d’entretien représentent ensemble environ 75% du coût du cycle de vie d’une machine. Le prix d’achat ne représente que 10% ! QUE COÛTE LE DÉSALIGNEMENT ? Une étude réalisée par Pumping Systems Matter & Hydraulic Institute montre que le prix d’achat d’une machine correctement dimensionnée correspond à environ 10% du coût total du cycle de vie. Le coût de l’énergie correspond à 40 % et les coûts d’entretien à 35 %. Les autres coûts s’élèvent à 15 %. Des études similaires aboutissent à peu près aux mêmes chiffres. Les coûts d’énergie et d’entretien représentent ensemble environ 75 % du coût du cycle de vie, et c’est là qu’un réglage correct ou incorrect d’une machine peut avoir un impact significatif sur ce qu’il vous reste dans votre portefeuille à la fin de la vie utile prévue de la machine. Le coût de l’énergie varie naturellement d’une machine à l’autre, mais des études documentées montrent qu’un alignement correct des arbres permet de réaliser des économies allant de 2 à 17 %. Le coût du cycle de vie des machines est basé sur un besoin d’entretien calculé, qui ne tient pas compte du fait que près de 50 % des pannes de machines sur les machines rotatives sont dues à un désalignement. L’intervalle d’acceptation global doit tenir compte de tous les composants vitaux de la machine. QU’EST-CE QUI DÉTERMINE LA PRÉCISION AVEC LAQUELLE LES MACHINES ACCOUPLÉES AXIALEMENT DOIVENT ÊTRE ALIGNÉES ? Il n’est pas possible de généraliser les tolérances pour les pompes, les boîtes de vitesses ou toute autre machine, en fait. Elles sont utilisées de nombreuses façons différentes, chacune adaptée à sa tâche spécifique, comme nous l’avons évoqué dans l’introduction. Chaque composant vital a sa propre tolérance et le niveau d’acceptation global doit tenir compte de tous les composants vitaux de la machine, de leur relation les uns avec les autres et des conditions de fonctionnement. Ce n’est qu’alors que nous pourrons comprendre l’intervalle de tolérance réel. C’est le frottement dans un roulement qui détermine la quantité de chaleur qu’il génère, ce qui limite à son tour la vitesse de fonctionnement. Le frottement dépend de plusieurs facteurs : charge, type de roulement, lubrification, etc. Les modifications du jeu des roulements et/ou le désalignement des roulements entraînent généralement une augmentation du frottement. Une vitesse de rotation plus élevée impose des exigences plus élevées en matière de précision d’alignement afin de contrer le frottement. QUELLE EST LA SITUATION DANS LES DIFFÉRENTS TYPES D’ACCOUPLEMENTS ? Les accouplements s’usent et plusieurs facteurs jouent un rôle. Les accouplements, y compris les éléments en caoutchouc, sont affectés par l’environnement environnant, et un accouplement à dents couronnées dépend du lubrifiant correct en quantité correcte par rapport à son environnement environnant. L’usure des accouplements augmente en cas de défauts d’alignement. En fonction de sa conception, un type d’accouplement peut avoir un effet préventif plus important qu’un autre lorsqu’il s’agit de réduire son propre impact en cas de défauts d’alignement. Les accouplements élastiques sont souvent utilisés pour transférer le couple entre machines. Les accouplements doivent ensuite être dimensionnés de manière à réduire les forces nocives qui surviennent souvent lorsqu’une machine passe du mode stationnaire au mode de fonctionnement, ainsi que pour être en mesure de gérer les mouvements du processus. Cependant, pour que les machines puissent fonctionner pendant la durée prévue, les intervalles de réception en mode de fonctionnement doivent être respectés pour tous les composants critiques. Le fabricant de l’accouplement peut souvent spécifier la limite maximale autorisée pour l’accouplement en question, mais si cette limite est respectée, les roulements de la machine peuvent être soumis à des forces trop élevées. On peut généralement dire que si les intervalles de tolérance des machines sont respectés, la tolérance de l’accouplement l’est également. En cas de changement de type d’accouplement, il est recommandé de consulter non seulement le fournisseur de l’accouplement, mais aussi le fournisseur de la machine. En effet, c’est avant tout la conception de la machine qui détermine la précision avec laquelle les machines doivent être alignées. En cas de réclamation au titre de la garantie résultant d’un bris de machine, le fabricant de la machine n’approuvera en toute probabilité pas l’intervention d’un tiers. L’ÉTAT DE FONCTIONNEMENT DES MACHINES S’EST-IL AMÉLIORÉ À LA SUITE D’UN PETIT DÉFAUT D’ALIGNEMENT ? Bref, non. Mais en même temps, théoriquement, oui. En fonctionnement, les conditions de fonctionnement des machines peuvent être améliorées si elles ne sont pas parfaitement alignées. Imaginez que les arbres des composants de la machine accouplés, lorsqu’ils sont en service, sont alignés sans défauts de décalage et sans défauts angulaires. Le jeu du roulement pourrait alors avoir un effet négatif, car la rotation de l’arbre à une vitesse de rotation donnée pourrait le faire flotter, provoquant ainsi une auto-oscillation de l’arbre qui, à son tour, provoquerait très probablement des vibrations. Dans les navires et lors de l’installation d’arbres d’hélice, cela est pris en compte. Ici, il n’y a pas de fondation rigide en béton pour absorber les vibrations/mouvements. Les corps de palier sont installés dans la coque, ce qui signifie que les vibrations/mouvements des corps de palier provoqueront, selon toute probabilité, des oscillations dans la coque. Ce type d’installation diffère grandement de l’installation de pompes/moteurs, par exemple. Dans les deux cas, beaucoup de temps est consacré aux calculs et aux essais des fabricants, qui constituent ensuite la base de l’installation. Cependant, que l’on aligne un arbre porte-hélice ou une pompe/moteur, c’est la conception des éléments de la machine qui fournit les conditions que nous devons satisfaire pour atteindre la performance dans le temps prévu. D’une manière générale, il est peu probable que les machines puissent être alignées avec une telle précision que, en fonctionnement et avec les forces auxquelles elles sont soumises, elles ne présentent pas au moins un défaut angulaire ou décalé. Toutefois, il y a des cas où l’on soupçonne que cela s’est produit, il est donc bon d’en être informé. DE NOUVELLES NORMES D’ALIGNEMENT D’ARBRES EN ROUTE Lorsque vous achetez un outil d’alignement d’arbres laser, cela peut inclure des tables de tolérance. Dans ce cas, les tableaux tiennent compte des types de machines les plus courants, de leur vitesse et, dans certains cas, de leur type d’accouplement. L’ANSI (American National Standards Institute) aux États-Unis travaille depuis un certain temps à la normalisation des tolérances d’alignement des arbres pour les machines à accouplement axial. Il s’agit d’un processus de grande envergure, qui se concentre non seulement sur la direction dans laquelle les arbres pointent, mais aussi sur les exigences relatives aux facteurs qui influencent le positionnement des machines tout au long de l’installation de la machine. De nombreux grands constructeurs de machines font partie de ce groupe, et il est très probable que les travaux en cours serviront de base aux tolérances d’alignement des arbres non seulement en Amérique du Nord, mais aussi dans le reste du monde. Parce que vous avez besoin de tolérances d’alignement des arbres pour vous guider lors du réglage d’une machine ! Tout le reste n’est qu’un jeu de devinettes. Et en général, c’est extrêmement coûteux.
