Procédure d'alignement du couplage : méthodes d'alignement avec indicateur de flèche et laser

1. Champ d'application et objectif

Ce guide pratique est destiné aux techniciens de maintenance, ingénieurs et directeurs d'usine qui sont responsables de l'installation, de la mise en service et de la maintenance des équipements rotatifs. L'objectif est de fournir des instructions détaillées, étape par étape, pour aligner avec précision les arbres des unités couplées à l'aide d'indicateurs à pointeur traditionnels et de systèmes laser modernes. Un bon alignement des accouplements est critique pour garantir un fonctionnement fiable de l'équipement, prolonger la durée de vie des roulements, des joints et de l'accouplement lui-même, et réduire la consommation d'énergie et les niveaux de vibrations.

L'alignement doit être effectué dans les cas suivants :

• Après avoir installé un nouvel équipement.
• Pendant la maintenance programmée.
• Après avoir réparé ou remplacé tout composant affectant la position relative des arbres (par exemple, roulements, boîtier).
• Si une augmentation des vibrations, un bruit anormal ou une surchauffe des roulements est détecté.

2. Précautions

DANGER : Avant de commencer tout travail d'alignement d'accouplement, doit effectuer une procédure de Verrouillage/étiquetage - LOTO de la source d'alimentation conformément aux normes internes de l'entreprise et aux exigences de la norme EN ISO 14118. Assurez-vous que toutes les sources d'alimentation sont déconnectées et verrouillées et que l'énergie cinétique des pièces mobiles est complètement déchargée. Ne pas le faire pourrait entraîner des blessures graves, voire la mort.

DANGER : Portez toujours des équipements de protection individuelle (EPI) appropriés : lunettes de sécurité (selon EN 166), gants de protection (selon EN 388), chaussures de sécurité (selon EN ISO 20345) et, si nécessaire, des vêtements de protection. Évitez les vêtements amples qui pourraient être happés par les pièces mobiles.

ATTENTION : Surfaces chaudes ! Certains composants de l'équipement peuvent être chauds. Laissez l'équipement refroidir à une température sûre ou utilisez des gants résistant à la chaleur.

3. Outils et matériels nécessaires

4. Liste de contrôle d'inspection préalable à la publication

Avant de commencer la procédure d'alignement, effectuez l'inspection suivante pour vous assurer qu'il n'y a aucun facteur susceptible de fausser les résultats ou de compliquer le processus.

5. Procédure étape par étape

5.1. Travaux préparatoires

1. ATTENTION : Assurez-vous que la procédure LOTO est terminée et que les sources d'alimentation sont complètement isolées. Installez une protection ou un panneau sur l'extrémité libre de l'arbre du moteur ou de l'équipement rotatif interdisant toute rotation manuelle non autorisée.

2. Nettoyer toutes les surfaces de contact : arbres, extrémités de demi-accouplement, pieds de support d'équipement, plaques de fondation. Utilisez une brosse métallique et un nettoyant pour métaux, puis essuyez avec un chiffon non pelucheux.

3. Effectuez une vérification du pied souple pour chaque unité.

   1. Serrez tous les boulons de fixation des pieds de l'appareil avec une clé dynamométrique aux valeurs recommandées par le fabricant (par exemple, pour un boulon M16 de classe de résistance 8.8 — 160 Nm).
   2. Installez l'indicateur fléché sur le corps de l'appareil, près de l'un des pieds, de manière à ce que sa sonde repose sur la plaque de base ou le cadre.
   3. Relâchez le boulon de cette jambe. Enregistrez la lecture de l’indicateur.
   4. Resserrez le boulon au couple recommandé. Si la lecture de l'indicateur a changé de plus de 0,05 mm, cela indique la présence d'une « patte molle ».
   5. Supprimez la « jambe molle » en ajoutant ou en retirant une fine cale (cale) sous la jambe correspondante jusqu'à ce que le décalage soit inférieur à 0,05 mm.
   6. Répétez l’opération pour toutes les pattes. Négliger d'éliminer la "patte molle" entraînera une distorsion des résultats d'alignement et une augmentation des vibrations.

4. Effectuez un alignement approximatif à l'aide d'une règle ou d'un ruban à mesurer. L'objectif est de réduire le déplacement initial à 0,5-1,0 mm pour garantir le bon fonctionnement des appareils de mesure.

5.2. Méthode d'indicateur de flèche (méthode d'indicateur de flèche inversée)

Cette méthode permet de mesurer le déplacement radial (parallèle) et angulaire des arbres.

1. Installation d'indicateurs :

   1. Installez la base magnétique de l'indicateur de flèche n°1 sur le demi-accouplement de l'unité n°1 (en règle générale, fixe, par exemple la pompe), de manière à ce que sa sonde repose sur la surface d'extrémité du demi-accouplement de l'unité n°2. Cela permettra de mesurer le déplacement angulaire (FACE).
   2. Installer la base magnétique de la flèche indicatrice n°2 sur le demi-accouplement de l'unité n°1 de manière à ce que sa sonde repose sur la surface radiale (bord) du demi-accouplement de l'unité n°2. Cela permettra de mesurer le déplacement radial (RIM).
   3. Garantit un ajustement sûr et aucun affaissement.

2. Mesures :

   1. Sélectionnez le point zéro (généralement 12 heures - à partir du haut). Réglez les lectures des deux indicateurs à zéro.
   2. Faites pivoter les deux arbres simultanément de 90°, 180°, 270° et 360° (retour à zéro). Enregistrez la lecture pour chaque point. Il est important que les deux arbres tournent ensemble pour éviter le jeu de l'accouplement.
   3. Exemple de tableau d'enregistrement des lectures :

   Position de l'arbre	Indicateur 1 (Fin)	Indicateur 2 (radial)
   0° (haut)	0,00 mm	0,00 mm
   90° (à droite)	+0,03mm	-0,02 mm
   180° (en bas)	+0,05mm	+0,04mm
   270° (gauche)	+0,02 mm	-0,03 mm

3. Calcul et analyse :

   1. Calculer le déplacement radial : (Lecture 180° - Lecture 0°) / 2.
   2. Calculer le désalignement angulaire : Utiliser la lecture de l'indicateur d'extrémité et le diamètre de mesure (distance de l'axe de l'arbre à la jauge). La formule de calcul dépend de la configuration spécifique. Certaines méthodes d'alignement utilisent des formules spéciales ou des méthodes graphiques.
   3. Comparez les valeurs obtenues avec les tolérances recommandées.

   Vitesse de fonctionnement (tr/min)	Décalage radial (décalage)	Angularité
   Jusqu'à 1000	< 0,05 mm	< 0,05 mm pour 100 mm de longueur d'accouplement
   1000 - 3600	< 0,03 mm	< 0,03 mm pour 100 mm de longueur d'accouplement
   Plus de 3600	< 0,02 mm	< 0,02 mm pour 100 mm de longueur d'accouplement

4. Correction des provisions :

   1. Sur la base des calculs, déterminez dans quelle mesure et dans quelle direction l'unité en mouvement (généralement le moteur) doit être déplacée.
   2. Pour un mouvement vertical (haut/bas), ajoutez ou retirez des plaques de réglage (cales) sous les pieds de support.
   3. Pour un mouvement horizontal (gauche/droite), utilisez les boulons de montage et un outil hydraulique ou un marteau avec un patin en caoutchouc pour un mouvement précis.
   4. Après chaque correction (particulièrement importante), resserrez les boulons des pattes avec une clé dynamométrique et répétez les mesures jusqu'à ce que les valeurs acceptables soient atteintes. Erreur courante : bouger trop à la fois, ignorant l'effet du serrage des boulons sur la position.

5.3. Méthode de nivellement laser

Les systèmes laser simplifient et accélèrent considérablement le processus en fournissant des résultats au format numérique et en incluant souvent un logiciel pour calculer la correction.

1. Assemblage des blocs de mesure :

   1. Installez l'émetteur et le récepteur laser sur les moitiés de couplage des deux unités conformément aux instructions du fabricant du système. Assurez-vous qu'il est solidement fixé.
   2. Connectez les unités de mesure à l'unité d'affichage ou à la tablette.

2. Saisie des données de l'équipement :

   1. Dans le logiciel système, saisissez les données géométriques nécessaires des unités : distances entre les pieds de support de l'unité mobile (par exemple, L1, L2), la distance entre le centre de la fixation du récepteur et le pied de support le plus proche, la distance entre les centres de l'émetteur et du récepteur (la distance entre les demi-accouplements). Erreur : une saisie incorrecte de ces dimensions entraînera des recommandations de correction incorrectes.

3. Mesures :

   1. Suivez les invites du logiciel. Il est généralement nécessaire de tourner les arbres sur 3 positions (par exemple 9, 12 et 3 heures) ou d'effectuer une rotation continue de 180° avec les lectures fixées aux points donnés.
   2. Le système calculera et affichera automatiquement le déplacement radial (parallèle) et angulaire (axial) actuel.

4. Analyse et correction :

   1. Le logiciel affichera les valeurs de décalage actuelles et, de manière critique, suggérera des valeurs exactes pour l'ajout/le retrait de cales sous les pieds de support ainsi que la quantité de décalage horizontal.
   2. Effectuez une correction verticale en ajoutant ou en retirant des cales.
   3. Effectuez une correction horizontale en déplaçant l'unité.
   4. De nombreux systèmes modernes permettent une correction « en temps réel » (mouvement en direct), montrant comment la position des arbres change lors du déplacement ou du calage.
   5. Tolérances : suivez les tolérances recommandées par le fabricant du système laser ou les normes pertinentes telles que la norme ISO 15243 pour les roulements qui affectent indirectement les exigences d'alignement. Par exemple, pour les équipements dont la vitesse peut atteindre 3 000 tr/min, les écarts admissibles pour le déplacement radial peuvent être 0,02-0,03 mm, pour l'angle - 0,03-0,04 mm/100 mm.
   6. Après chaque correction, répétez la mesure jusqu'à ce que toutes les valeurs soient comprises dans les tolérances. Erreur : ignorance des écarts légers mais persistants par rapport aux tolérances. Efforcez-vous toujours d'obtenir un alignement « parfait ».

5.4. Actes finaux

1. Après avoir atteint les tolérances requises, serrez complètement tous les boulons de fixation des pieds de support des unités avec une clé dynamométrique aux valeurs spécifiées dans les instructions du fabricant. Cela garantira un alignement stable.

2. Enregistrez les lectures d'alignement finales pour une analyse ultérieure et un historique de maintenance.

3. Mettez les capots de protection de l'accouplement en place. DANGER : N'utilisez jamais l'équipement sans protections en place.

4. Supprimez le cadenas et l'étiquette (LOTO) conformément aux procédures internes de l'entreprise.

6. Liste de contrôle d'inspection après service

Après avoir terminé la procédure d'alignement et démarré l'équipement, effectuez les vérifications suivantes.

7. Guide de dépannage

Si vous rencontrez des problèmes après l'alignement ou si vous ressentez des symptômes inhabituels, veuillez vous référer au guide suivant.

8. Calendrier d'entretien recommandé

9. Répertoire des pièces de rechange

Pour garantir un fonctionnement ininterrompu de l'équipement, il est recommandé de disposer des pièces de rechange suivantes. Tous ces articles sont disponibles dans le catalogue électronique UNITEC.

Retrouvez ces composants ainsi que d'autres dans notre Catalogue électronique UNITEC.

10. Liens

• DSTU ISO 10816 : Vibrations mécaniques. Évaluation de la vibration des machines sur éléments non réactifs avec attache fixe.
• EN ISO 14118 : Sécurité des machines. Prévention des démarrages inattendus.
• ISO 15243 : Roulements. Dommages et renonciations.
• EN ISO 6789 : Outils dynamométriques manuels. Exigences et méthodes d'essai pour vérifier la conformité de la conception.
• Manuels d'utilisation et de maintenance des fabricants d'équipements et d'accouplements (par exemple Flender, KTR, SKF).
• Normes internes de l'entreprise en matière de sécurité et de maintenance.