Correction du déséquilibre rotationnel avec le VibXpert 3

31 octobre 2022

Le déséquilibre de rotation est l´une des principales causes de dommages sur les machines rotatives, comme les rotors pour moteurs électriques, les ventilateurs, les turbines, les pompes, etc.

Un déséquilibre de rotation entraîne des niveaux de vibrations élevés, une surchauffe et une usure prématurée des roulements de la machine. Au fil du temps, ce déséquilibre peut raccourcir le cycle de vie de vos actifs. Faute d´intervention, cela entraînera également des pannes plus fréquentes et une augmentation des coûts d´entretien.

Heureusement, le déséquilibre de rotation (également appelé balourd de rotation) n´est pas difficile à résoudre. Les bons outils d´équilibrage peuvent corriger les problèmes d´équilibrage dans vos machines rotatives avant qu´ils ne deviennent graves. En pratique, l´utilisation de ces outils constitue un élément clé de toute stratégie de maintenance prédictive ou de surveillance de l´état : c´est un moyen simple d´avoir un impact significatif sur l´ensemble de l´usine.

Nous allons examiner les différents types de déséquilibres rotationnels et certaines des causes premières. Nous verrons également comment résoudre ce problème.

Qu´est-ce que le déséquilibre rotationnel ?

Le déséquilibre rotationnel, le déséquilibre rotatif et le balourd de rotation désignent le même phénomène.

En d´autres termes, le déséquilibre rotationnel se produit lorsque le poids est réparti de manière inégale autour de l´axe de rotation d´un actif. Pour cela, le centre de gravité du rotor doit être aligné avec son centre de rotation.

Un rotor déséquilibré ne peut pas tourner sans à-coups. Il oscille, créant une friction excessive, des vibrations et du bruit dans le processus. Avec le temps, ces phénomènes provoquent l´usure des roulements et peuvent entraîner des dommages importants aux composants.

Un déséquilibre rotationnel majeur est évident et spectaculaire. Cependant, même un déséquilibre apparemment mineur peut causer de graves dommages et rendre votre actif moins efficace. Au fil du temps, et sans surveillance des vibrations ou d´autres méthodes de détection des défauts, le déséquilibre entraîne une usure accrue, plus de maintenance et des pannes plus fréquentes.

Quelles sont les causes du déséquilibre rotationnel ?

Plusieurs problèmes peuvent contribuer à un déséquilibre. Voici certaines des causes les plus courantes.

La distorsion thermique peut provoquer l´expansion des composants métalliques. Au cours du processus, leur forme se déforme. Cela modifie le centre de gravité du composant et entraîne un déséquilibre du rotor.

La corrosion des pièces, ou l´érosion d´une pompe ou d´un rouage, peut entraîner un déséquilibre de rotation en modifiant la répartition du poids autour du centre de rotation. Au fil du temps, les contraintes générées par le fonctionnement normal peuvent forcer le rotor à se repositionner, entraînant un décalage du centre de rotation.

L´accumulation de particules étrangères peut entraîner un déséquilibre dans les machines rotatives. Au fil du temps, les machines utilisées dans des conditions industrielles ont tendance à accumuler de la poussière ou à être imprégnées d´huile. Une accumulation inégale de ces matériaux modifie l´équilibre du poids autour du rotor.

Des poids d´équilibrage manquants peuvent entraîner un déséquilibre de rotation. Les poids d´équilibrage ont pour fonction d´assurer le bon fonctionnement de l´équipement. Lorsqu´elles se détachent ou sont retirées accidentellement, l´ensemble de l´actif peut se retrouver en déséquilibre.

Des arbres tordus ou endommagés peuvent également modifier la répartition des poids de l´actif. Même un arbre légèrement plié peut entraîner un déséquilibre de rotation qui s´aggrave lorsque la machine continue à fonctionner. Garantir le bon alignement de l´arbre est essentiel.

Il convient de noter qu´il existe également plusieurs types de déséquilibre. Le balourd statique, le balourd de couple et le balourd dynamique sont les types de déséquilibre les plus courants. Le balourd dynamique est le type le plus courant.

Qu´est-ce que le balourd dynamique ?

Le balourd dynamique est si courant car il s´agit d´une combinaison de balourd statique et de déséquilibre de couple.

Un balourd statique signifie que la masse rotative est déséquilibrée au niveau de son centre de gravité.

Un balourd de couple signifie que l´axe principal d´inertie (l´axe passant par le centre de gravité de l´objet) est déséquilibré par rapport à l´axe de rotation, ce qui peut entraîner une instabilité ou un mouvement indésirable.

Le balourd dynamique signifie que l´axe d´inertie principal ne croise pas l´axe de rotation. Le balourd dynamique se produit lorsqu´un composant présente un déséquilibre sur deux plans distincts, plutôt qu´un excédent de masse sur un seul plan. Il en résulte des vibrations et des oscillations excessives le long des différents plans, ce qui peut entraîner des problèmes de stabilité et de performance.

Quel est l´impact du déséquilibre rotationnel ?

Le déséquilibre rotationnel ne se résout pas seul. Il s´aggrave avec le temps, et finit par devenir un grave problème lorsqu´il n´est pas traité. Gérer le déséquilibre rotationnel dès les premiers signes garantit la disponibilité de vos actifs aussi longtemps que possible.

Non contrôlé, le déséquilibre de rotation endommage les roulements. Cela provoque également une surchauffe, une friction et des vibrations, qui contribuent à l´usure de votre équipement. Vous devrez remplacer les pièces plus fréquemment et vous constaterez probablement des coûts d´entretien plus élevés.

Le déséquilibre rotationnel peut rendre vos actifs moins efficaces et réduire votre productivité. Au final, cela peut également entraîner davantage de pannes et raccourcir le cycle de vie de vos actifs.

Surveillance de l´état et déséquilibre rotationnel

La détection précoce du déséquilibre rotationnel facilite grandement la résolution du problème. Un programme de surveillance de l´état ou de maintenance prédictive performant peut aider votre équipe à détecter les premiers signes de déséquilibre.

Les capteurs à ultrasons peuvent détecter la turbulence, ce qui indique une augmentation de la chaleur et du frottement. Il s´agit des premiers signes d´un balourd.

Les capteurs de vibrations peuvent également détecter des changements très subtils dans les profils de vibrations. Des augmentations mineures des émissions de vibrations peuvent indiquer un déséquilibre de rotation. Grâce à la surveillance des vibrations, vous ne raterez aucun signal d´alerte. Une fois que votre équipe a repéré un déséquilibre, un bon outil d´équilibrage sur le terrain peut aider votre équipe de maintenance à ajuster rapidement l´actif et à rétablir l´équilibre.