Critères d'équilibrage statique et normes d'acceptation pour les turbines de pompes à boues

Critères d'équilibrage statique

Les roues des pompes à boues sont pratiquement toutes équilibrées statiquement selon des critères d'acceptation. Cet équilibrage est généralement réalisé par usinage d'une partie en forme de croissant sur le diamètre extérieur des enveloppes de la roue (voir FIGURE 1). Un déséquilibre résiduel persiste généralement, ce qui peut entraîner des effets dynamiques indésirables et constitue la clé de l'établissement de critères d'acceptation appropriés. Les effets dynamiques étant décrits par des valeurs telles que la vitesse, la vitesse périphérique et la rigidité de l'arbre, la détermination des critères d'acceptation doit tenir compte non seulement des dimensions de la roue, mais aussi de ses conditions de fonctionnement admissibles.

Il existe trois manières utiles de spécifier le maximum   déséquilibre résiduel d'une roue.

1. Le déséquilibre statique est défini comme la masse m0   nécessaire au diamètre extérieur pour arrêter toute

rotation lorsqu'il est maintenu dans un palier sans frottement. La valeur de m0 décrit parfaitement le balourd statique, mais sans surprise, une valeur fixe de m0 a des effets différents selon les roues (effet important sur une roue petite ou à rotation rapide et faible sur une roue grande ou à rotation lente). Par conséquent, m0 en soi ne constitue pas un critère d'acceptation approprié. Une méthode légèrement plus précise consiste à examiner le pourcentage de m0 par rapport à la masse M de la roue.

2. Une autre méthode consiste à reconnaître l'existence d'une distance e entre le centre de gravité de la roue ( cg ) et l'axe de rotation. Lorsque la roue tourne à une vitesse angulaire w , la vitesse tangentielle du cg ( Vt ) est indiquée comme une limite plutôt que comme une valeur réelle et constitue la base de la note G de la norme ISO 1940, comme indiqué dans le tableau 1. L'avantage de cette approche est que, pour une gamme de roues ayant la même vitesse périphérique, la valeur m0 /M est constante. Notez que, puisque nous avons inclus le paramètre dynamique via la vitesse angulaire w , la vitesse réelle d'une roue particulièreG la valeur est nulle au repos et augmente directement avec la vitesse.

2. Une troisième méthode consiste à examiner la force centrifuge due au balourd, et plus particulièrement son pourcentage par rapport au poids de la roue. Ce rapport, appelé facteur de force centrifuge de balourd kc , doit être inférieur à 1, car il garantit que la roue d'une pompe horizontale exerce une force descendante continue et n'entraîne pas d'inversions de charge sur les roulements. Là encore, pour une roue donnée, la valeur de kc n'est pas constante, mais dépend de la vitesse de fonctionnement.

Critères d'acceptation du déséquilibre

Dans le TABLEAU 1, les pompes sont regroupées avec les volants d'inertie et les machines-outils sousG6.3 Ceci est acceptable dans les pompes à eau ou lorsque les turbines ont une durée de vie infinie, c'est-à-dire qu'elles ne se déséquilibrent pas au fil du temps en raison de l'abrasion, de la corrosion ou de la cavitation. L'utilisation d'unG6.3 L'utilisation exclusive de la catégorie ne serait généralement pas justifiée pour les pompes à boues, car lors du traitement de solides abrasifs, les roues ont une durée de vie limitée en raison de l'érosion et de la corrosion. Elles se déséquilibrent, provoquent des vibrations, dégradent leurs performances et doivent être remplacées pour rétablir les conditions de fonctionnement d'origine de la pompe.

À titre d’exemple, si nous considéronsG6.3 En utilisant la valeur spécifiée pour les pompes, on peut calculer qu'une petite roue de pompe 4/3, tournant à 2 300 tr/min, doit être équilibrée de manière à générer une force centrifuge ne dépassant pas 17 % de son poids. En revanche, une grande et lourde roue de pompe 20/18, tournant à 400 tr/min, doit être équilibrée de manière à générer une force centrifuge ne dépassant pas 3 % de son propre poids.G6.3 L'installation d'une grande roue augmenterait donc considérablement son coût, mais les effets de ces efforts ne dureraient que jusqu'à ce que la roue commence à s'user.

L'expérience a montré que des valeurs G supérieures à G6,3 peuvent être utilisées en toute sécurité sur les roues de pompes à boues de plus de 4/3. En règle générale, les exigences d'équilibrage des roues de pompes à boues se situent entre G40 (haute pression) (balourd résiduel important) et G6,3 (faible pression). Les roues dont le rapport diamètre/largeur est supérieur à 6 peuvent être équilibrées statiquement sur un seul plan, à l'aide de rails d'équilibrage, sur un arbre moteur (ou en utilisant une machine d'équilibrage commerciale et en réalisant un seul plan).

correction).