Mesure de vibration et de faux rond d'arbre en dynamique

Client

Centre d'essais en charge de la validation d'éléments de turbines, de pompes et de composants liés. Les applications, généralement aéronautique, aérospatiale ou énergie, peuvent être à température ambiante, cryogénique, ou à haute température. Les vitesses de rotation sont généralement comprises entre 10000 et 250000 trs/min.

Problématique

Dans le cadre d'une étude de fiabilité, le client identifie un risque majeur d'usure ou de casse du prototype, provoqué par un défaut sur l'arbre en rotation : un arbre mal usiné, mal équilibré, un défaut matière, peut générer des vibrations dans l'ensemble mécanique, qui accélèrent l'usure des paliers jusqu'à la casse complète de l'ensemble mécanique.

Pouvoir monitorer la géométrie de l'arbre au cours de l'essai est indispensable pour prévenir tout risque de défaillance. En statique, un comparateur de précision permet de rapidement construire le profil de l'arbre à plusieurs points. En dynamique, la méthode par comparateur est inutilisable. De plus, la méthode doit être non intrusive, c'est à dire sans contact, pour ne pas biaiser le fonctionnement du système, ni les résultats de mesure.

C'est dans ce contexte que le client se tourne vers PM Instrumentation.

Solution PM Instrumentation

La solution déployée consiste à positionner à 90° deux capteurs de déplacement sans contact de la série KD-2306 à environ 2 mm de l'arbre. Chaque mesure traitée individuellement permettra de mesurer jusqu'à 50 kHz les variations de distance entre la tête de la sonde et le contour de l'arbre, et de pouvoir réaliser une caractérisation vibratoire.

La combinaison des deux mesures permet elle la détermination de la trajectoire de l'arbre. Une trajectoire elliptique est un indicateur du faux-rond.

Avantages client

Les capteurs sont livrés étalonnés avec leur chaîne de conditionnement, prêt à être installés. La mesure est sans contact avec l'arbre, ultra répétable. Plusieurs points de l'arbre peuvent être instrumentés pour monitorer les points critiques, et les mesures peuvent être synchronisées. La solution travaille aussi bien en cryogénie qu'à chaud, et peut ainsi servir un grand nombre d'applications de pointe.