PALIERS DE BUTÉE ANTIFRICTION POUR MOTEURS VERTICAUX

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1 Par : Austin H. Bonnet, U.S Electrical Motors Publié par : Comité de mécanique de l EASA PALIERS DE BUTÉE ANTIFRICTION POUR MOTEURS VERTICAUX Cet article décrit les procédés pour retirer, assembler et installer des paliers de butée antifriction pour moteurs verticaux. En outre, il explique comment déterminer et régler leur jeu d extrémité sur des moteurs verticaux dotés d un arbre plein ou creux. TYPES PALIERS DE BUTÉE En règle générale, il existe deux types de paliers de butée antifriction pour moteurs verticaux, soit les roulements à billes à contact angulaire (avec ou sans ressorts) et les roulements à rouleaux sphériques. (Voir figures 1 et 2) Les roulements à billes à contact angulaire assurent une capacité de guidage axiale et radiale. La plupart des appareils conçus pour supporter des forces externes sont pourvus de roulements lubrifiés par huile. Certains autres sont lubrifiés par graisse, selon la vitesse et la capacité exigées. Les roulements à rouleaux sphériques procurent aussi la combinaison de guidage axiale et radiale. Ces roulements sont dits à alignement automatique et ils sont lubrifiés par huile. Des bobines de refroidissement par eau immergées dans les réservoirs d huiles sont présentes lorsque la taille et la vitesse du moteur le permettent IMAGE 1 : MOTEUR AVEC MONTAGE D UN ROULEMENT À CONTACT OBLIQUE TYPIQUE Goupille cylindrique (auto déclenchement) Bras de retenue Couvert de poussière Logement de roulement Roulement axial bas Conduit d huile Clavette Accouplement boulonné écrou de blocage & rondelle Couvert de poussière Orifice de remplissage Jauge niveau d huile Bouchon de drainage Les paliers de butée à rouleaux sphériques conviennent à un large éventail de capacités de poussée. La popularité de leur usage découle du fait qu ils sont offerts dans des Écrou de l arbre du moteur avec vis de blocage à pression Bouchon remplissage d huile Fenêtre vérif. d huile Roulement (axial) haut (type rouleau sphérique Bouchon de drainage d huile Orifice vérification d huile Bouchon de remplissage d huile Fenêtre verification niveau d huile Bouchon de drainage IMAGE 2 : MOTEUR AVEC MONTAGE D UN ROULEMENT SPHÉRIQUE TYPIQUE Moitié inférieure de l accouplement Plaque couvrante Protecteur d extrémité du haut Déflecteur d huile Serpentin refroidissant (lorsque nécessaire) Entrée et sortie d eau (lorsque nécessaire) Couvert de roulement inférieur Guide inférieur de roulement Protecteur d extrémité du bas dimensions beaucoup plus grandes que la plupart des autres paliers antifriction et de la capacité de poussée supérieure des rouleaux. PROCÉDÉ AVANT RETRAIT Les moteurs qui comportent des roulements à rouleaux sphériques ou à billes à contact angulaire IMAGE 3 : MOTEUR À ARBRE PLEIN (L arbre doit être levé de la base pour mesurer le jeu axial d extrémité.) Haut de l arbre Haut du couvert Micromètre de Mesures du jeu profondeur axial d extrémité Distance de l arbre à l écrou Note : quelques grands moteurs verticaux ont des roulements à ressorts chargés. FT 21-1

2 Paliers de butée antifriction pour moteurs verticaux Fiche technique no. 21 exigent un minimum de charge de poussée externe. Donc, avant de les démonter, la distance à partir du haut de l arbre au haut de l écrou autobloquant doit être mesurée en décimale à l aide d un micromètre de profondeur pour servir de référence à la poussée. Enregistrer ces mesures pour les arbres creux et pleins pour assurer un réassemblage approprié. Avant de retirer le roulement, déterminer le type de roulement et le type de montage (soit tandem ou dos-à-dos). Pendant le démontage, noter soigneusement tous les numéros des roulements. MONTAGE ET INSTALLATION 1. Ne pas placer les roulements sur le mauvais côté. Les roulements à contact angulaire sont conçus pour prendre la charge de la poussée dans un seul sens. Pendant l assemblage, il est important de ne pas installer de tels roulements à l envers et de ne pas appliquer la charge de poussée contre le côté épaulement de la bague externe. Assembler les roulements de façon incorrecte pourrait entraîner un des problèmes suivants : A. Le roulement ne supportera pas un mauvais salignement. B. Le roulement n offrira pas une rigidité adéquate. C. Le roulement peut être desserré et ne pas avoir de précharge. D. Le roulement peut supporter une poussée excessive contre l épaulement inférieur de la bague extérieure. E. Les roulements peuvent être séparés de force au moment où la charge est appliquée (DT monté à l envers ou un des roulements dans les paires DB est installé à l envers). 2. Ne pas former de duo à partir de deux roulements simples à contact angulaire. Des roulements doubles sont des roulements en rangée unique spécialement mis à la terre en vue d une utilisation en ensemble. Parfois, ils sont désignés comme deux «paires» ou «mise à la terre universel» et peuvent être utilisés en tant que roulement DB ou DT. 3. Ajustement sur l arbre Des roulements doubles peuvent présenter un ajustement plus libre sur l arbre en comparaison aux roulements standards. Ceci, parce que les charges axiales se font habituellement prédominantes dans le cas des roulements doubles. Faire en sorte que les limites de l arbre soient égales à celles de l alésage. 4. Dans les montages dos-à-dos, s assurer que les faces de la bague extérieure soient ajustées avec l alésage du corps de palier. Si les unités DB ne sont pas montées directement avec l alésage du corps, les roulements seront désalignés et, en général, vont manquer plus vite. 5. Ne pas mélanger des roulements doubles de différents fabricants. DETERMINER LES REGLAGES DE JEU D EXTREMITE Si le moteur est désassemblé pour quelle que raison que ce soit, le jeu d extrémité du rotor doit être réajusté. Selon le type du palier de butée, utiliser une des méthodes suivantes pour déterminer le bon réglage du jeu d extrémité. 1. Paliers de butée à rouleaux sphériques et roulements à contact angulaire (avec ressorts) Régler le bon jeu d extrémité en fonction d une précontrainte sur les roulements à rouleaux sphériques ou à contact angulaire (avec ressorts) exige une méthode d assemblage contrôlée et ce, à cause des diverses déflections internes du moteur et de la friction du filetage du contre-écrou produite par la force du ressort. Un réglage de jeu d extrémité de 0,005 à 0,010 po (0,13 à 0,25 mm) est nécessaire pour permettre au palier guide inférieur de retourner à une position sans charge lorsqu une poussée externe est exercée sur le moteur (voir les figures 5A et 5B). Pour trouver le réglage approprié du jeu d extrémité de ces roulements, il faut : A. Placer le support de ressort (sans le ressort) et la rondelle de butée inférieure du roulement dans l alésage du support de roulement supérieur. B. À l aide d un micromètre de profondeur, mesurer la distance entre le haut de la rondelle de butée inférieure et la surface usinée au-dessus du corps de palier. Enregistrer cette dimension jusqu à trois décimales. Nota : Certains concepts de moteurs commandent le retrait du déflecteur d huile en acier usiné ou en aluminium moulé pour permettre l accès du micromètre de profondeur afin de prendre des mesures. C. Ajouter respectivement 0,005 po (0,13 m) et 0,010 po (0,25 mm) aux dimensions enregistrées dans le but de déterminer les réglages minimum et maximum appropriés du jeu d extrémité. FT 21-2

3 Fiche technique no. 21 Paliers de butée antifriction pour moteurs verticaux D. Réassembler le palier avec les ressorts et régler le jeu d extrémité en utilisant une des trois méthodes décrites à la rubrique «Méthodes de réglage du jeu» à la page 3. ÉPAISSEUR Nota : Les moteurs qui comportent des roulements à rouleaux sphériques ou à contact angulaire avec ressorts exigent une charge de poussée externe suffisante pour compresser les ressorts supérieurs et libérer le palier guide inférieur de la poussée du ressort axial. Pour connaître le minimum de poussée, consulter la plaque de poussée du ressort du moteur. Ne pas faire tourner le moteur plus de 15 minutes sans le minimum de poussée externe, car le palier inférieur pourrait être endommagé. Une assise incorrecte du palier de butée peut aussi se produire, ce qui provoquera des vibrations. 2. Roulements à billes à contact angulaire (sans ressort) Pour ce type de palier, il n est pas nécessaire de prendre des mesures au préalable pour régler le jeu d extrémité. A. Pour ajuster correctement le réglage du jeu d extrémité du rotor, sur les unités munies de roulements à billes à contact oblique sans ressort, positionner un comparateur à cadran pour lire le mouvement axial de l arbre (voir figure 6). Faire tourner le rotor en ajustant le contre-écrou jusqu à ce qu il n y ait plus de mouvement vers le haut. Ensuite, desserrer l écrou jusqu à obtention d un jeu d extrémité de 0,005 à 0,010 po (0,13 à 0,25 mm). Utiliser une rondelle de blocage pour maintenir le contre-écrou en place. B. Les moteurs à deux roulements à contact oblique opposés fixés au bâti pour assurer une poussée ascendante et descendante ne nécessitent aucun réglage de jeu d extrémité du rotor. Cependant, l arbre doit être réglé à son extension originale (AH) pour éviter que le palier guide dans le support inférieur ne subisse des poussées externes. METHODES DE RÉGLAGE DU JEU D EXTREMITE Méthode 1 Cette méthode implique de fixer d abord une extrémité d une chaîne au support du palier et l autre extrémité à une patte de levage (voir figure 7). Pour empêcher le support de tourner, la chaîne doit être tendue. Ensuite, positionner un comparateur à cadran sur l extrémité de l arbre tel qu illustré à la figure 6. Tourner le contre-écrou vers la droite (sens des aiguilles d une montre), à l aide d une clé de serrage et d une rallonge de huit pieds, jusqu à ce l indicateur n indique plus de mouvement vers le haut. Pour obtenir le jeu d extrémité désiré, desserrer l écrou jusqu à ce que l arbre s abaisse de 0,005 à 0,010 po (0,13 à 0,25 mm). Fixer le contre-écrou avec une rondelle de blocage. Nota : Des trois méthodes, c est celle qui s avère la moins coûteuse et qui nécessite le moins d équipement. Toutefois, elle peut être moins avantageuse que la méthode 2 du fait qu une torsion considérable peut s exercer sur les contre-écrous dans les modèles à ressorts. Équipement spécial nécessaire : Boulon de blocage. Chaîne de taille appropriée. Clé de serrage et rallonge. Comparateur à cadran. Micromètre de profondeur. Méthode 2 : Pour paliers à charge de ressorts seulement Cette méthode utilise une poutre d écartement avec des chaînes qui s enroulent autour des brides de levée, une grue pour soulever la poutre d écartement et un vérin hydraulique de cinq tonnes. Le vérin, supporté par FT 21-3

4 Roulements butés antifriction pour moteurs verticaux deux blocs d acier d épaisseur égale au-dessus du support de palier, pousse contre l écarteur pour compresser les ressorts de montage (voir figure 8). Pour que le contre-écrou soit plus facile à tourner sur des rotors très lourds à arbre plein, soulever le rotor en à l aide d un deuxième vérin placé sous de la base du moteur. Ensuite, positionner un comparateur à cadran tel que démontré dans la figure 6 et tournez le contre-écrou jusqu à ce l arbre n effectue plus de mouvement vers le haut. Finalement, desserrer l écrou pour obtenir le bon rayon de jeu d extrémité (déterminé plus tôt) et le fixer solidement avec la rondelle frein. Note : Cette méthode utilise des outils et de l équipement ordinaire et permet de vérifier rapidement le jeu d extrémité sur des moteurs verticaux plus gros. Le contre-écrou soulève uniquement le poids du rotor. Équipement spécial requis : Pont roulant. Grande poutre d écartement avec chaînes et boulon de blocage. Clé. Vérin hydraulique (cinq tonnes). Micromètre de profondeur. Blocs de métal. Comparateur à cadran. Méthode 3 Cette méthode utilise un disque d acier d'un pouce avec un trou au centre pour le boulon d extrémité et deux vérins hydrauliques filetés et branchés à une seule pompe (voir figure 9). Positionner l indicateur de la façon indiquée à la figure 6 et appliquer la charge aux vérins jusqu à ce qu il n y ait plus de mouvement de l arbre vers le haut. Enlever lentement la pression des vérins jusqu à obtention d un jeu d extrémité de 0,005 à 0,010 po (0,13 à 0,25 mm). Ensuite, fixer solidement le contre-écrou à l aide d une rondelle de blocage. Attention : L utilisation excessive de pression hydraulique lorsqu on règle le jeu axial peut endommager le palier. Nota : Cette méthode est utilisable particulièrement sur des moteurs à arbres pleins. Elle peut être utilisée sur des moteurs à arbre creux avec l ajout d une plaque et d une longue tige filetée. Elle se révèle d application facile et les réglages peuvent être vérifiés rapidement, surtout lorsque le travail est effectué directement sur le terrain. Étant donné que le contre-écrou ne supporte pas le poids du rotor ou de la base du ressort, on peut le tourner facilement. Équipement spécial requis : Installation avec deux vérins hydrauliques (cinq tonnes). Comparateur à cadran ou micromètre de profondeur. Clé. ATTENTION Avant de faire tourner le moteur : Réassembler toutes les pièces desserrées ou enlevées et les serrer aux spécifications originales. S assurer que tous les outils, chaînes et autres équipements sont loin du moteur avant son démarrage. Vérifier de nouveau le jeu d extrémité : Après avoir réglé le jeu axial d extrémité avec une des méthodes ci-dessus, faire tourner le moteur pendant 15 minutes et vérifier le jeu d extrémité. S il n est pas dans le bon rayon, répéter le processus de réglage du jeu. FT 21-4

5 Fiche technique no. 21 Roulements butés antifriction pour moteurs verticaux Accouplements pour moteurs à arbre creux Pour assurer un fonctionnement d ensemble approprié, les boulons d accouplement pour moteurs à arbres creux doivent être serrés aux valeurs indiquées ci-dessous. GRADE 8 GRANDEUR COUPLE* DE BOULON lb-pi N-m 5/16 po /8 po /2 po /8 po po po SYSTÈME MÉTRIQUE COUPLE* 8.8 lb-pi N-m M8 x 1, M10 x 1, M12 x 1, M 14 x 2, M 18 x 2, M20 x 2, *Les couples s appliquent à des filetages secs. Attention : L installateur est toujours responsable de s assurer que les boulons d accouplement soient serrés au couple approprié, y compris lorsque l accouplement arrive à l usine déjà installé dans le moteur. L omission de le faire peut se solder par un cisaillage du boulon d accouplement et des dommages considérables aux pièces d équipement. Première publication de cet article en février Les renseignements qu il contient proviennent de U.S. Electrical Motors. Electrical Apparatus Service Association, Inc Baur Boulevard St. Louis, MO U.S.A. (314) Fax (314) For English Version Tech Note No Fiche technique no. 20 Version française Version 0295 DP32C-1003 Des solutions fiables maintenant! Tous droits réservés 2003 FT 21-5