CH617267A5 - Method and device for detecting the wear on the bearings of a rotating shaft - Google Patents
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Description
L'invention concerne un procédé et un dispositif de détection d'usure des paliers d'un arbre rotatif, et en particulier de l'arbre-manivelle ou du vilebrequin d'un moteur Diesel de forte puissance, par exemple d'un moteur Diesel semi-rapide destiné à un navire.
On sait en effet que l'usure des paliers d'un arbre-manivelle d'un moteur Diesel de forte puissance, par exemple destiné à un navire, pose des problèmes techniques très importants, qui peuvent avoir des conséquences extrêmement graves. En effet, une usure très faible des surfaces des paliers d'un tel arbre-manivelle peut provoquer un désalignement de l'arbre, se traduisant par sa rupture. Une surveillance et un entretien constant des paliers de l'arbre-manivelle ne permettent pas de façon totalement sûre d'éviter cet accident. C'est pourquoi on est souvent conduit à prévoir une inspection périodique, par exemple toutes les trois mille heures, des paliers de l'arbre-manivelle. Toutefois, cette inspection doit être réalisée par un technicien spécialisé disposant d'un outillage particulier, et elle demande beaucoup de temps et des moyens importants.
Cette inspection périodique demande donc beaucoup de temps et d'argent, et elle représente de plus une contrainte gênante pour l'armateur d'un navire. On a toutefois considéré jusqu'à présent que cette inspection périodique était un moindre mal, si elle permettait d'éviter la rupture de l'arbre-manivelle à un moment quelconque du fonctionnement du moteur, où le navire peut se trouver en pleine mer.
L'invention a précisément pour objet de pallier ces inconvénients, au moyen d'un procédé et d'un dispositif de détection automatique d'usure des paliers d'un tel arbre-manivelle.
L'invention propose donc un procédé de détection d'usure des paliers d'un tel arbre rotatif, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter et à repérer les positions radiales des surfaces de palier de l'arbre, à comparer des positions à des positions de référence, et à commander un signal d'alarme ou de signalisation lorsque l'écart entre une position radiale détectée et une position de référence correspondante devient supérieur ou égal à une valeur déterminée.
L'invention propose également un dispositif pour la mise en œuvre dudit procédé, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens, destinés à être placés au droit des paliers de l'arbre, pour détecter de façon continue les positions radiales des surfaces de paliers de l'arbre et pour produire des signaux représentant ces positions, un circuit de traitement analogique ou numérique recevant ces signaux et les comparant entre eux et à des valeurs de référence, et un circuit d'alarme ou de signalisation qui est déclenché par le circuit de traitement lorsque l'un au moins des signaux est supérieur ou égal à une valeur de référence correspondante.
On comprend que ce procédé et ce dispositif de détection d'usure selon l'invention, permettent de se dispenser de l'inspection périodique précitée, dont le prix de revient était très élevé, et qu'ils permettent de garantir de façon beaucoup plus sûre le fonctionnement correct de l'arbre rotatif.
En particulier, le procédé et le dispositif selon l'invention permettent de détecter dès sa naissance l'apparition d'un défaut, et de surveiller de façon continue le développement de ce défaut, et vérifier qu'il reste inférieur à une valeur critique lorsqu'il n'est pas possible d'y remédier immédiatement.
L'invention sera mieux comprise au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels:
la figure unique représente schématiquement un dispositif selon l'invention de détection d'usure des paliers d'un arbre-manivelle d'une machine thermique.
Dans le dessin, on a représenté de façon très schématique un arbre-manivelle, ou vilebrequin, tel que par exemple celui d'un moteur Diesel semi-rapide de forte puissance, comprenant un grand nombre de cylindres, qui est destiné à équiper un navire. Cet arbre-manivelle 10 comprend un certain nombre de paliers 11 au moyen desquels il est supporté en rotation, et des manetons 12 sur lesquels seront montées les bielles du moteur.
Des capteurs de proximité C sont montés au droit des paliers de l'arbre 10, en étant par exemple disposés à l'intérieur des chapeaux de paliers 13 (représentés ici très schématiquement par une zone hâchurée), dans un logement correspondant, ou bien ces capteurs de proximité C peuvent être disposés juste à côté des chapeaux de palier, tout en étant cependant en regard s
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Ces capteurs de proximité C sont du type sans contact avec la surface de palier à laquelle ils sont associés, et peuvent être par exemple des capteurs disponibles dans le commerce, tel que le capteur TW 12 commercialisé par Vibromètre, à induction variable, ou le capteur KD 2300 à variation de champ, commercialisé par Kaman.
Ces capteurs sont reliés par des conducteurs 15 aux entrées d'un circuit 16 de traitement numérique ou analogique, qui compare en continu les signaux émis par les capteurs C à des valeurs de référence correspondantes qui lui sont fournies par un circuit 17. La sortie du circuit dé traitement 16 est reliée à un circuit 18 d'alarme ou de signalisation, comme indiqué sur le dessin.
Un défaut quelconque d'un des paliers 11 de l'arbre rotatif 10, tel par exemple qu'un mauvais graissage, peut se traduire par une usure relativement très faible du revêtement de surface du palier correspondant, ce qui provoque l'apparition de criques ou de fissures dans le palier, et peut conduire à la rupture de l'arbre au bout d'un certain temps. Les capteurs C mesurent en continu la distance qui les sépare de la surface en rotation des paliers 11 correspondants, et transmettent au circuit de traitement 16 des signaux électriques représentant cette distance. Dans le circuit 16, les valeurs ou amplitudes de ces signaux sont comparées de façon continue à des valeurs de référence, représentant par exemple un seuil critique, et dès que l'un des signaux devient égal ou supérieur à une valeur de référence correspondante, c'est-à-dire lorsque le seuil critique est atteint, le circuit de traitement 16 commande par l'intermédiaire du circuit 18 le déclenchement d'une alarme.
La ou les valeurs de référence peuvent représenter la valeur moyenne des positions des surfaces de palier de l'arbre, s dans un état normal correspondant à une usure normale à la fin de la période de «rodage» d'un arbre neuf. On détermine alors les écarts entre les surfaces de palier et cette valeur moyenne et on compare ces écarts entre eux. Tant qu'ils restent sensiblement égaux entre eux et inférieurs à une valeur io critique prédéterminée, ils sont sans gravité pour la tenue de l'arbre-manivelle et ne représentent qu'une usure uniforme et normale pour laquelle il n'est pas nécessaire de déclencher une alarme. Par contre, lorsque ces écarts diffèrent sensiblement entre eux, ou qu'ils deviennent supérieurs ou égaux au seuil 15 critique prédéterminé, l'alarme est déclenchée.
Le circuit 18 est donc conçu de façon à pouvoir comparer les amplitudes des signaux des capteurs C à une valeur de référence représentant une position moyenne, à une valeur critique représentant un seuil à ne pas dépasser, et à comparer 20 également entre elles les amplitudes de ces signaux. Ces amplitudes et/ou les résultats des comparaisons peuvent être affichés en continu sur le circuit 18.
Dans le mode de réalisation préférentiel de l'invention, la détection des distances séparant les capteurs C des surfaces 2s rotatives des paliers correspondants se fait de façon continue, ainsi que le traitement de ces signaux dans le circuit 16. Toutefois, ce traitement pourrait être discontinu, ou périodique, si on le désirait.
Il est donc clair que l'invention permet d'éviter des con-30 traintes excessivement gênantes et coûteuses dans le cas des moteurs d'un navire, tout en garantissant, de façon beaucoup plus sûre que dans le passé, la sécurité de fonctionnement des moteurs.
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Claims (10)
1. Procédé de détection d'usure des paliers d'un arbre rotatif, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter et à repérer les positions radiales des surfaces de paliers (11) de l'arbre (10), à comparer ces positions à des positions de référence, et à commander un signal d'alarme ou de signalisation lorsque l'écart entre une position radiale détectée et une position de référence correspondante devient supérieur ou égal à une valeur déterminée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer une valeur de référence correspondant à une usure moyenne normale, à comparer à cette valeur de référence et à une autre valeur de référence représentant un seuil critique les positions détectées des surfaces de paliers, à comparer entre elles les positions détectées, et à déclencher une alarme (18) lorsqu'au moins une des positions détectées diffère sensiblement de la première valeur de référence et/ou des autres positions détectées et/ou lorsqu'elle devient égale au seuil critique.
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REVENDICATIONS
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on détecte les positions radiales supérieures des surfaces de palier.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les opérations de détection et de comparaison précitées sont réalisées en continu.
5. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (C), destinés à être placés au droit des paliers (11) de l'arbre (10), pour détecter de façon continue les positions radiales des surfaces de paliers de l'arbre (10) et pour produire des signaux représentant ces positions, un circuit (16) de traitement analogique ou numérique recevant ces signaux et les comparant entre eux et à des valeurs de référence, et un circuit (18) d'alarme ou de signalisation qui est déclenché par le circuit (16) de traitement lorsque l'un au moins des signaux est supérieur ou égal à une valeur de référence correspondante.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de détection sont des capteurs de proximité (C), par exemple du type à induction variable.
7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de détection sont des capteurs de proximité (C), par exemple du type à variation de champ magnétique.
8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les moyens de détection (C) sont logés dans des orifices correspondants des chapeaux (13) de palier ou bien à côté de ces chapeaux (13).
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de détection (C) sont placés juste au-dessus des surfaces de palier de l'arbre (10).
10. Application du procédé selon la revendication 1, àia détection d'usure des paliers de l'arbre-manivelle d'un moteur Diesel.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased | ||
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