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Pour la détermination de la grandeur, de l'emplacement et du sens du déséquilibre dynamique des pièces tournantes,de machines et d'autres éléments en rotation, on utilisait autrefois des installa- tions mécaniques, mais plus récemment on s'est servi pour cette déter-, mination de dispositifs électriques. Dans un premier groupe de ces der niers dispositifs les vibrations mécaniques, provoquées par le désé- quilibre sont transformées en oscillations électriques par des organes capteurs placés à des endroits appropriés. Les tensions électriques produites de cette manière et proportionnelles à la grandeur du défaut provenant du déséquilibre sont amenées à un détecteur de pha3e auquel on transmet également la tension d'un générateur produisant dun signal de base (ou signal de référence).
Ce générateur peut être constitué par une dynamo à courant alternatif qui est montée sur l'arbre de la pièce tournante d'usinage à étudier, ou de la pièce tournante d'une machine, d'une manière telle que le nombre de tours (ou la période)., '
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de cette dynamo soit le même que celui de la pièce à étudier. Le sta- tor de cette dynamo comporte deux enroulements indépendants l'un de l'autre et décalés de 90 l'un par rapport à l'autre.
Le détecteur est susceptible de comparer les deux signaux entre eux, c'est à dire de les additionner et d'amener la tension ré- sultante à un instrument de mesure chargé d'indiquer la grandeur et le sens du défaut.
L'objet de la présente invention est la simplification im- portante de cette installation déjà connue. A cet effet et conformément à l'invention, on utilise un détecteur fonctionnant avec un redresseur métallique sec de courant, de type connu. La tension redressée produite par ce détecteur est amenée à un galvanomètre à courant continu, par exemple un galvanomètre de Desprez. Afin de pouvoir déterminer 1'empla- cement du défaut, on dispose deux disques munis d'une graduation an- gulaire, l'un sur le stator de la dynamo et l'autre sur une pièce tour- nant solidairement avec la pièce d'usinage, par exemple sur l'arbre @ d'entraînement de la pièce d'usinage à étudier. Ces disques coopèrent chacun avec un repère fixe.
On comprendra mieux la manière dont l'emplacement du défaut est déterminé à l'aide de ces disques, au moyen du dessin annexé qui représente à titre d'exemple un mode de réalisation non limitatif de l'invention.
Sur ce dessin :
La figure 1 représente le mode de fonctionnement essentiel de l'ensemble du dispositif.
La figure 2 est une vue de face des deux cadrans représentés; pour plus de clarté dans un même plan. les-deux tâteurs des organes capteurs sont en contact avec la pièce d'usinage tournante 8 à étudier (ou avec la pièce tournante d'une machine), en des emplacements appropriés, le plus souvent sur les paliers ; ces tâteurs peuvent effectuer un mouvement de va-et-vient dans un plan horizontal sous la pression d'un ressort. Les organes cap- teurs 1 peuvent présenter une structure connue quelconque; on peut uti- liser par exemple des têtes électro-dynamiques connues. Au moyen des.-
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deux organes capteurs les mesures sont faites séparément l'une après l'autre. Dans la figure 1 c'est l'organe de droite qui est connecté en vue de la mesure.
Les vibrations mécaniques captées par l'élément tâteur sont transformées en impulsions électriques dans l'organe capteur 1, impul- sion qui sont amenées sous forme de tension alternative au détecteur de phases 2. Ce dernier contient conformément à l'invention, les or- ganes redresseurs appropriés, et, de préférence des redresseurs métal- liques secs. Dans ce même détecteur 2 arrive également la tension du signal de référence créé par la dynamo 3 et servant à la comparaison.
Cette dynamo est fixée sur un arbre relié à l'arbre de la pièce d'usi- nage à étudier, et possède deux enroulements de stator indépendants l'un de l'autre qui sont décalés de 90 l'un par rapport à l'autre. Ces deux enroulements peuvent être branchés alternativement à l'aide d'un commutateur 7.
Dans le détecteur 2 le signal de référence produit par la dy namo et le signal capté sont additionnés et redressés. Le signal ré- sultant et redressé arrive dans un instrument de mesure 4 à courant continu, de préférence un appareil de Desprez, lequel indique l'écart à partir de la position médiane 0, la grandeur et le sens du défaut provenant du déséquilibre.
Afin de déterminer l'emplacement du défaut-deux cadrans 5 et 6 sont disposés, l'un sur le stator de la dynamo 3 et l'autre, muni d'une graduation identique, en un endroit approprié de l'arbre tour- nant. Pendant la mesure, le disque 5 est donc immobile tandis que le disque 6 est en rotation. A chacun des deux cadrans est associé resped- tivement un repère immobile 5 et 6' Le stator de la dynamo 3 peut être tourné solidairement avec le cadran 5 et fixé dans la position ainsi réglée.
La mesure a lieu en connectant d'abord l'une des paires de contacts du communtateur 7 et par conséquent l'un des enroulements du stator de la dynamo, et ensuite en connectant l'un des deux organes capteurs 1, par exemple l'organe dessiné à droite. La phase de la ten- sion par la dynamo est modifiée en faisant tourner le stator jusqu'à
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ce que l'appareil de mesure 4 indique le zéro. A ce moment un trait déterminé de la graduation du cadrant par exemple le trait 20, se trou, ve juste en face du repère 5'. Le bras de manoeuvre du commutateur 7 est alors renversé et placé sur l'autre paire de contacta, ce qui met en circuit l'autre enroulement du stator, dont la face est décalée de 90 .
Par ce moyen, on arrive à déterminer, par la lecture de la dévia- tion de l'aiguille du galvanomètre 4, la grandeur et le sens du défaut d'équilibrage.
Pour la détermation de l'emplacement du défaut, le moteur faisant tourner la pièce d'usinage 8 est ensuite arrêtée et on fait tourner à la main les pièces mobiles jusqu'à ce que le trait de gra- duation du cadran 6 identique iL celui que le repère 5' indique- sur le cadran 5 arrive en face de l'index 6'. Dans l'exemple ci-dessus, ce trait de graduation est désigné par 20. Dans cette position le défaut de la pièce d'usinage se trouve dans le plan des repères 5' et 6, donc dans l'exemple précité, ce défaut se situe dans le plan vertical. Une mesure analogue est faite avec l'autre organe capteur 1 (dessiné sur le côté gauche) et les défauts mesurés dans les deux plans d'équilibrage sont ensuite éliminés suivant la manière habituelle.
Les avantages de l'invention peuvent être clairement dégagés des développements ci-dessus. Le résultat obtenu est très précis, mê- me si la tension captéen'est pas amplifiée. L'expérience a montré qu' un déplacement du centre de gravité ne s'élevant qu'à 0,5 peut être aisément mesuré, et aussi 'que la position du plan contenant le défaut peut être déterminée avec précision à l'aide des cadrans précités. Le dispositif est sensiblement plus simple et moins coûteux et en outre plus star que les dispositifs connus, d'une part à cause de l'économie faite des amplificateurs, d'autre part, de 1'utilisation de redresseurs métalliques secs simples et peu coûteux.
Comme il n'est pas nécessaire d'utiliser des amplificateurs la mesure est d'autant plus précise, car les amplificateurs électroniques utilisés jusqu'à présent subissent souvent des modifications internes pendant leur fonctionnement, modi- fictins qui ne peuvent être décelées de l'extérieur et qui altèrent le résultat de la mesure. Il est également possible, grâce à 1'iven-
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tion, de moderniser à peu de fraia des installations anciennes d'é- quilibrage dynamique.
L'installation de mesure conforme à l'invention et décrite comme'exemple ne présente aucun caractère limitatif et peut, 'bien en- tendu, subir différentes modifications' sans sortir pour cela du ca- dre de l'invention. On peut, par exemple utiliser, au lieu d'une dyna- mo 3 produisant le signal de référence, une autre source de courant @ par exemple une cellule photoélectrique, cette cellule photoélectrique étant destinée également à la détermination de l'endroit de l'erreur.
Si besoin est, la sensibilité du dispositif peut encore être augmen- tée ; à cet effet on intercale des amplificateurs électroniques entre les organes capteurs et le détecteur. Au lieu du galvanomètre de Des- prez 4 on peut- aussi utiliser d'autres instruments de mesure de haute précision à courant continu.