Qu'est-ce que l'alignement des arbres ? Un guide complet

14 mars 2024

Diagnostiquer d´éventuels problèmes d´alignement des arbres de machines peut être difficile et chronophage, c´est pourquoi les professionnels de la maintenance s´y prennent de la manière la plus simple possible. Ils décomposent l´alignement des arbres en deux parties : déterminer le problème et trouver la meilleure façon de le réparer.

Cet article sur l´alignement des arbres explore les outils et procédures les plus efficaces pour diagnostiquer et entretenir des arbres rotatifs tels que les pompes, les moteurs, les ventilateurs et plus encore.

Qu´est-ce que l´alignement des arbres ?

L´alignement des arbres est une procédure critique qui garantit le positionnement précis de deux arbres de machine ou plus. Il corrige le désalignement des arbres résultant de décalages ou d´écarts angulaires et permet aux arbres de fonctionner en ligne droite dans les tolérances spécifiées.

Un alignement correct des arbres est essentiel pour éviter une usure prématurée et les dommages potentiels aux machines. L´application régulière de cette procédure améliore la fiabilité et les performances du système.

Quels sont les cinq symptômes du désalignement des arbres ?

En général, il y a cinq symptômes à surveiller pour déterminer un désalignement des arbres :

1. Vibrations accrues : l´un des signes les plus visibles d´un désalignement des arbres est une augmentation inhabituelle des vibrations. Au fil du temps, une vibration excessive peut entraîner une usure prématurée des roulements et autres composants.
2. Bruit inhabituel : un arbre mal aligné provoque souvent une augmentation notable du bruit pendant le fonctionnement, indiquant une friction et une contrainte sur les pièces de la machine.
3. Production excessive de chaleur : des arbres mal alignés peuvent entraîner une chaleur excessive due à une friction accrue, ce qui met en danger la sécurité et l´efficacité de l´équipement.
4. Défaillances des joints et des roulements : des défaillances fréquentes des joints et des roulements peuvent être un indicateur clair de problèmes persistants de désalignement.
5. Efficacité opérationnelle réduite : enfin, un désalignement des arbres peut entraîner une baisse des performances et de l´efficacité. Si vous remarquez une augmentation des coûts opérationnels et de la consommation d´énergie des machines, cela pourrait indiquer un problème.

Comment réparer un arbre mal aligné ?

La réparation d´un arbre mal aligné implique généralement plusieurs étapes. Pour commencer, identifiez si votre machine présente un désalignement angulaire ou parallèle, ou une combinaison des deux.

Les outils d´alignement d´arbres, en particulier ceux utilisant la technologie laser, peuvent déterminer le type de désalignement. Ils facilitent également des mesures et des ajustements précis. Ces outils permettent d´obtenir l´alignement souhaité en fournissant des données précises sur les écarts de position entre les arbres, permettant aux techniciens d´effectuer les corrections nécessaires.

Comment vérifier l´alignement sur un arbre ?

La vérification de l´alignement d´un arbre implique une approche systématique utilisant des outils avancés. Les lasers d´alignement d´arbres comptent parmi les instruments les plus efficaces à cet effet, offrant une grande précision lors de la mesure de l´alignement entre les arbres.

Le procédé comprend le montage de dispositifs laser sur chaque arbre ou accouplement, puis la mesure de la condition d´alignement à l´aide des faisceaux laser et des détecteurs. Les données collectées tout au long de ce processus guident la procédure d´ajustement pour aligner précisément les arbres.

A quelle fréquence faut-il vérifier l´alignement des arbres ?

La fréquence des vérifications d´alignement des arbres dépend de plusieurs facteurs, notamment le type de machine, l´intensité d´utilisation et les conditions environnementales. En règle générale, l´alignement des arbres doit être vérifié minutieusement au moins une fois par an ou après toute activité d´entretien majeure.

Cependant, pour les équipements fonctionnant sous forte charge ou dans des applications critiques, des contrôles plus fréquents (comme deux fois par an ou tous les trimestres) peuvent être nécessaires pour garantir une efficacité opérationnelle et une fiabilité continues.

Pourquoi l´alignement des arbres est-il important ?

L´alignement des arbres améliore l´efficacité avec laquelle les machines et les équipements fonctionnent. Si les arbres ne sont pas correctement alignés, cela pourrait réduire la durée de vie de la machine, augmenter le coût des pièces, les temps d´arrêt, la main-d´œuvre et l´énergie. Une fois un alignement correct des arbres atteint, les moteurs fonctionnent plus efficacement, le temps de fonctionnement augmente et les coûts d´exploitation globaux diminuent. Votre réserve économisera probablement de l´argent sur la gestion des stocks de pièces. Si les arbres mal alignés ne sont pas traités, cela peut entraîner des vibrations, une augmentation de la température ou une surchauffe, une défaillance de roulement, une défaillance d´accouplement ou une défaillance d´arbre.

Quels sont les avantages de l´alignement des arbres

Il est difficile de surestimer les avantages d´un alignement correct des arbres.

L´alignement des arbres peut réduire les temps d´arrêt et prolonger la durée de vie de vos équipements en évitant l´usure inutile de vos pièces. Avec le temps, un mauvais alignement des pièces provoque des vibrations et des frottements excessifs. Cela entraîne à son tour une usure prématurée des pièces de votre équipement, une baisse des performances et un besoin plus fréquent de réparations.

Un alignement correct des arbres peut également créer un environnement de travail plus sûr. Un alignement incorrect peut être mauvais pour l´environnement et dangereux pour les employés. Cela peut entraîner des fuites de carburant, une consommation excessive d´énergie et des niveaux de bruit dangereux. Un alignement correct met fin à ces dangers. Cela améliore également vos résultats financiers en vous faisant économiser de l´argent sur la consommation d´énergie.

Les méthodes et techniques d´alignement des arbres

Il existe plusieurs façons de vérifier l´alignement des arbres.

Des outils comme les pieds à coulisse et les indicateurs à cadran mesurent la distance entre les moitiés d´accouplement. Grâce à un processus minutieux, les techniciens peuvent ramener les arbres dans l´alignement.

Les pieds à coulisse et les indicateurs à cadran peuvent bien fonctionner, mais ils demandent du temps, de la dévotion et une formation spécialisée pour réussir. De plus, ils ne sont pas aussi précis que les outils d´alignement laser modernes.

Aujourd´hui, de plus en plus d´usines utilisent des outils d´alignement laser car ils offrent une plus grande précision. Ils sont également rapides et faciles à utiliser, même pour les personnes sans formation technique.

Combien de types d´alignement d´arbres existe-t-il ?

Il existe deux types d´alignement d´arbres : angulaire et parallèle, les deux pouvant ensuite être séparés en horizontal et vertical. Des arbres mal alignés peuvent être causés par des problèmes d´alignement angulaire ou parallèle.

Qu´est-ce que le désalignement des arbres ?

Le désalignement est le plus fréquent dans les machines rotatives et survient lorsque deux arbres rotatifs sont soit décalés, soit séparés par un espace angulaire. Cela entraîne des problèmes de performance et peut être la cause principale de la défaillance de la machine.

Les composants d´arbre rotatif peuvent être difficiles d´accès et identifier les problèmes d´alignement des arbres nécessitait un technicien qualifié et beaucoup de temps. Cependant, les avancées technologiques modernes ont rendu plus faciles que jamais la détection et la réparation rapide des problèmes d´alignement des arbres.

Quelles sont les causes du désalignement des arbres ?

Quelles sont les principales causes du désalignement des arbres rotatifs ?

• Stabilisation des machines : cela peut causer une différence de hauteur d´un ou plusieurs pieds, entraînant un désalignement.
• Déformation de l´arbre : cela peut se produire au démarrage, entraînant une distorsion et un désalignement.
• Erreur humaine : des mesures d´alignement incorrectes peuvent entraîner un mauvais alignement.
• Contrainte de tuyau : cela peut entraîner à la fois un désalignement parallèle et angulaire.
• Changements de température : cela peut provoquer une déformation ou une expansion de l´équipement, perturbant l´alignement.

Un désalignement des lignes centrales des arbres peut provoquer des oscillations et des vibrations, pouvant causer de graves dommages aux machines si cela n´est pas pris en charge. Reconnaître le désalignement et ses causes sous-jacentes est essentiel pour prolonger la durée de vie d´un équipement.

Le désalignement des arbres est l´un des défauts mécaniques les plus courants. Voici quelques-unes de ses causes courantes :

• Pied bancal : cela peut déformer le châssis d´un équipement, entraînant souvent un désalignement des arbres.
• Contrainte de tuyau : cela peut entraîner à la fois un désalignement parallèle et angulaire.
• Dilatation thermique : cela peut entraîner des déplacements d´alignement.
• Torsion : cela peut provoquer un désalignement lors du démarrage de la machine.
• Erreur humaine : cela peut survenir pendant le processus d´installation, entraînant un désalignement.

L´erreur humaine peut également entraîner des mesures incorrectes, pouvant rater un mauvais alignement. Cela souligne l´importance d´utiliser des outils appropriés pour identifier et corriger les problèmes de désalignement avant qu´ils ne dégénèrent en problèmes plus importants.

Quels sont les problèmes causés par un désalignement des arbres ?

Lorsque les arbres sont mal alignés, cela peut entraîner les problèmes suivants :

• Roulements cassés
• Vibrations
• Joints cassés
• Défaillance du boulon de fondation
• Défaillance du boulon d´accouplement
• Les arbres se cassent ou se fissurent
• Production excessive de chaleur

Procédures de détection du désalignement des arbres

Lorsqu´une machine commence à présenter des problèmes de fonctionnement, le meilleur point de départ est de déterminer s´il y a un désalignement des arbres. Mettre en place une routine d´entretien préventif pour vérifier l´alignement précis des arbres fera gagner du temps et de l´argent. Maintenir les arbres alignés améliore également l´efficacité énergétique, augmente le temps de fonctionnement et maximise la production.

1. Systèmes d´alignement d´arbres au laser

Un système d´alignement d´arbres au laser peut identifier les désalignements et calculer les mesures précises nécessaires pour atteindre l´alignement.

Les systèmes d´alignement d´arbres au laser sont uniques car ils permettent aux utilisateurs de diagnostiquer et de corriger les problèmes d´alignement, contrairement à d´autres systèmes qui ne permettent que l´un ou l´autre.

Les outil d´alignement d´arbres au laser peuvent être des systèmes à double laser ou à laser unique. Un système à double laser est inférieur au système d´alignement à laser unique, plus rapide et plus précis. Dans les systèmes à double laser, les utilisateurs ont plus de mal à aligner le laser et le détecteur, ce qui peut entraîner des mesures imprécises. A mesure que la distance de mesure augmente, l´alignement des outils peut devenir encore plus difficile. Les techniciens doivent souvent redémarrer les mesures sans garantie que le détecteur sera à portée. A chaque répétition, le temps de processus augmente et le potentiel d´erreur augmente.

Un système d´alignement à laser unique élimine ces problèmes. Il corrige efficacement la plupart des désalignements d´arbres.

Un système à laser unique possède deux plans détecteurs optiques dans un seul capteur, éliminant ainsi le besoin du technicien d´effectuer l´alignement manuellement.

2. Analyse des vibrations

Chaque machine a un niveau de vibration normal, mais lorsqu´il augmente ou dépasse les limites acceptables, l´analyse des vibrations peut aider à déterminer si un désalignement est la cause du problème.

Avec les avancées des technologies modernes de surveillance de l´état, l´analyse des vibrations est devenue plus courante et efficace que jamais. Aujourd´hui, il existe de nombreux types de capteurs de vibrations. Les capteurs de vibration à accéléromètre, les capteurs de vibration piézo, les capteurs de vibration MEM, les capteurs de proximité ou les transducteurs de vitesse sont les types les plus souvent utilisés pour la mesure et l´analyse des vibrations. Une fois ces signaux captés par un collecteur de données et des capteurs de vibration, une analyse des vibrations peut mieux diagnostiquer le problème.

3. Thermographie

La thermographie identifie des endroits anormalement chauds dans vos machines et peut souvent conduire à une détection précoce de désalignement. Un désalignement provoque une augmentation de la friction à l´intérieur d´une machine, ce qui peut augmenter la température et même causer des dommages. Une caméra thermique est utilisée pour mesurer l´énergie infrarouge d´un objet afin d´afficher visuellement et d´analyser facilement.

4. Analyse de l´huile

L´analyse de l´huile permet de détecter les désalignements en fournissant l´état général de l´huile et des contaminants d´un équipement. Le processus peut être complexe et nécessite souvent l´intervention d´entreprises tierces pour des analyses spécifiques.

Correction du désalignement des machines avec des systèmes d´alignement d´arbres au laser

Les machines actuelles et leurs problèmes de désalignement peuvent varier considérablement et les équipes de maintenance sont régulièrement confrontées à des défis d´alignement uniques. En conséquence, elles nécessitent des systèmes et des logiciels capables d´aider à l´alignement dans pratiquement toutes les situations, indépendamment de l´expérience et des compétences de l´opérateur.

Les systèmes d´alignement d´arbres au laser adaptatifs offrent cette flexibilité. Grâce à des logiciels et d´autres fonctionnalités qui leur permettent de s´adapter à toutes les situations et tous les niveaux d´expérience utilisateur, les systèmes d´alignement d´arbres au laser maximisent la productivité et le retour sur investissement tout en rendant le processus plus simple que jamais.

Les meilleurs systèmes d´alignement d´arbres au laser éliminent l´erreur humaine et offrent de nouveaux niveaux de précision et de rapidité grâce à :

1. La technologie à laser unique. Un système à laser unique élimine également les nombreuses frustrations et les risques d´inexactitude qui surviennent lors de la manipulation de deux lasers pointant dans des directions opposées. Les systèmes d´alignement à laser unique sont plus rapides que ceux à double laser, permettent une exécution rapide des tâches d´alignement et améliorent la précision.
2. Logiciel d´alignement intelligent. Les bons outils logiciels fournissent aux équipes de maintenance une intelligence exploitable en temps réel en filtrant les mesures de faible qualité. Le logiciel est conscient de la situation et réagit dynamiquement à tout ce qui concerne le processus d´alignement. Il fournit une intelligence prédictive pour permettre aux techniciens d´évaluer les différentes actions avant de se lancer dans un déplacement fastidieux de la machine.

En tirant parti de ces technologies, les équipes de maintenance sont capables d´assurer un alignement adaptatif dans les trois domaines clés communs à toutes les tâches d´alignement : l´équipement, la situation et l´équipe de maintenance.

• Adaptation à l´équipement. Chaque organisation possède des machines différentes. Les systèmes d´alignement laser de base sont rigides et ne répondent souvent pas à vos besoins spécifiques. Les systèmes d´alignement laser adaptatif sont conçus pour être aussi flexibles que possible en supportant la gamme la plus large de machines, éliminant ainsi les contournements manuels et le risque d´imprécision.
• Adaptation à la situation. Les systèmes d´alignement laser adaptatif peuvent s´adapter à différentes variables, telles que l´angle de rotation, la vitesse et l´uniformité, tout en offrant une expérience d´alignement rapide et facile. Même les techniciens inexpérimentés ne devraient avoir aucun mal à suivre les mesures de haute qualité et les étapes de détail affichées par le logiciel. Il évalue divers facteurs en temps réel pour obtenir un retour instantané.
• Adaptation à l´équipe. Les techniciens sont humains et les humains font des erreurs. Les meilleurs systèmes d´alignement adaptatif obtiennent et utilisent des analyses en temps réel pour éliminer les fausses données et corriger les erreurs courantes commises par des techniciens inexpérimentés. Cela garantit des résultats de haute qualité, quel que soit le niveau d´expérience de l´ingénieur.

4 types de désalignement laser des arbres

Les experts s´accordent généralement sur ces quatre types de problèmes d´alignement laser des machines à arbre :

• Le désalignement décalé horizontal est comparable au désalignement décalé vertical, mais il se produit sur le plan horizontal.
• Le désalignement décalé vertical se produit lorsque les deux arbres destinés à l´alignement ont des lignes centrales parallèles, mais que les lignes centrales deviennent décalées verticalement.
• Le désalignement angulaire horizontal est comparable à un désalignement angulaire vertical mais se produit sur le plan horizontal.
• Le désalignement angulaire vertical est un désalignement angulaire de deux arbres sur le plan vertical. Ce type de problème d´alignement laser d´arbres est presque toujours une combinaison d´un désalignement angulaire et d´un décalage. Cela se produit dans les deux plans et est considéré comme un désalignement composé.

4 façons de détecter les problèmes de désalignement de l´arbre

La réparation d´un désalignement d´arbre de machine peut se faire de plusieurs manières. Voici quatre outils utilisés pour identifier les problèmes.

1. Systèmes d´alignement d´arbres au laser
Les outils d´alignement d´arbres au laser permettent aux utilisateurs de diagnostiquer et de corriger les désalignements. La vérification des problèmes d´alignement des arbres est souvent la première action lorsqu´une machine commence à avoir des problèmes. Un système d´alignement d´arbres au laser détermine le désalignement au niveau du couplage et calcule le mouvement de la machine nécessaire à effectuer à la base.

Les systèmes d´alignement d´arbres au laser permettent aux utilisateurs de diagnostiquer et de corriger les problèmes d´alignement. Des outils d´alignement comme les systèmes d´alignement d´arbres au laser PRÜFTECHNIK fournissent des mesures en temps réel et précises. Ils indiquent aux utilisateurs lorsque l´arbre est correctement aligné.

Deux types différents d´outils d´alignement d´arbres au laser

Les systèmes laser peuvent être des outils d´alignement d´arbres à laser unique ou à double laser. Un système d´alignement à double laser n´est pas aussi performant et plus difficile à utiliser qu´un outil d´alignement d´arbres à laser unique.

Avantages du système d´alignement d´arbres à laser unique :

• Répond à de nombreux défis spécifiques et complexes d´alignement d´arbres, notamment les machines à brides verticales avec des boîtes de vitesses à angle droit.
• Utilise deux plans détecteurs optiques dans un seul capteur, supprimant la tâche du technicien d´effectuer un alignement approximatif pour placer les deux lasers sur la cible

Les systèmes à double laser rendent difficile pour les techniciens de trouver et de conserver la ligne de détecteur. Ainsi, à mesure que la distance de mesure augmente, la difficulté augmente également.

En conséquence, les techniciens doivent recommencer les mesures nécessitant de s´arrêter, desserrer les pieds de la plaque de base, déplacer la machine et resserrer les pieds, tout cela sans garantie que le détecteur sera à portée. A chaque répétition, le temps de processus augmente et le risque d´erreur augmente.

2. Analyse des vibrations

En raison de la rapidité à laquelle les collecteurs de données modernes peuvent traiter les signaux triaxiaux des capteurs, la surveillance et l´analyse des vibrations sont devenues plus courantes. Toutes les machines ont des niveaux de vibration normaux, mais parfois la vibration de la machine dépasse les seuils acceptables.

Les raisons pour lesquelles la vibration augmente incluent le désalignement, le desserrage, la résonance et le déséquilibre. Les vibrations sont généralement mesurées à l´aide d´un accéléromètre, suivi de capteurs de proximité ou de transducteurs de vitesse. Un analyste des vibrations peut diagnostiquer davantage les défauts de la machine avec ces données.

3. Thermographie

La thermographie peut détecter précocement les problèmes d´alignement en identifiant des points chauds anormaux. Un désalignement peut entraîner une augmentation de la friction au sein des machines suivie d´une hausse de la température. Une caméra thermique détecte et mesure l´énergie infrarouge d´un équipement et transforme les données infrarouges en une image électronique montrant sa température apparente de surface.

4. Analyse de l´huile

L´analyse de l´huile peut identifier une condition ou un paramètre anormal ainsi que la cause profonde avant que la défaillance ne se développe davantage. Comme l´analyse de l´huile peut être complexe, de nombreuses organisations font appel à des entreprises spécialisées.

Corriger le désalignement avec des outils d´alignement d´arbres au laser adaptatifs

Comme les problèmes de désalignement des machines varient, les professionnels de la maintenance ont besoin que les systèmes d´alignement matériels et logiciels s´adaptent à divers défis. Les équipes ont également besoin d´outils adaptés à l´expérience et aux compétences des différents membres, y compris ceux moins expérimentés de l´équipe de maintenance. Choisir le meilleur outil d´alignement de la machine peut s´avérer difficile. Faites vos recherches et cherchez des conseils sur ce qu´il faut attendre d´un système d´alignement d´arbres au laser robuste.

Avec les outils avancés d´alignement d´arbres laser de Pruftechnik, vous bénéficiez de la flexibilité nécessaire pour vous adapter à la situation, à l´équipement et au niveau d´expérience de l´utilisateur. Ces systèmes faciles à utiliser maximisent le temps de production et augmentent la disponibilité en éliminant les erreurs humaines tout en offrant de nouveaux niveaux de précision et de rapidité.

Avec le temps, un désalignement peut provoquer des fuites de carburant, l´usure des pièces, voire des pannes de la machine, ce qui peut entraîner des arrêts imprévus coûteux. Même un désalignement apparemment mineur, difficile à observer avec des outils conventionnels, peut finalement provoquer des pannes de votre équipement et de vos appareils. En fait, le désalignement est l´une des principales raisons pour lesquelles les machines tombent en panne.

L´alignement laser est la méthode la plus précise pour vérifier l´alignement de deux arbres rotatifs, poulies, courroies ou autres composants ou structures mécaniques ou plus. Il est aussi facile d´apprendre à appliquer l´alignement laser, même sans formation spécialisée. Dans l´ensemble, le bon outil d´alignement laser augmentera la productivité tout en économisant du temps et des coûts liés aux interruptions et à la maintenance imprévues.