Pied mou est une condition où un ou plusieurs pieds d'un moteur, d'une pompe ou d'une boîte de vitesses ne reposent pas à plat sur la plaque de base, de sorte que le serrage des boulons de fixation fait fléchir le châssis de la machine au lieu de simplement l'ancrer.
Cela ressemble à un problème mineur d'ajustement, mais un pied mou non corrigé annule silencieusement même un parfait travail d'alignement laser, et c'est l'une des causes racines les plus courantes (et les plus négligées) de vibrations chroniques et de défaillances prématurées des roulements sur les équipements tournants.
« Pied mou » est un terme générique pour la déformation du châssis de la machine. Tout ce qui provoque la torsion ou la flèche du carter lorsqu'un boulon de fixation est serré (ou desserré) entre dans cette catégorie, que la cause soit un pied usiné, un pied tordu ou une force extérieure.
Comme la plupart des machines ont quatre pieds et que trois points définissent un plan, adapter un quatrième pied dans ce même plan exige un contact propre et correctement calé.
S'il n'y est pas, le serrage des boulons force le châssis à se conformer au support inégal, mettant en contrainte le carter et les alésages des paliers à l'intérieur.
Cela importe parce que la déformation ne reste pas confinée au pied. Elle se propage à travers le châssis jusqu'aux logements de palier, décalant l'alignement interne des alésages des paliers et, par conséquent, la ligne centrale de l'arbre. C'est pourquoi le pied mou doit être vérifié et corrigé avant de commencer un alignement laser d'arbre : aligner un châssis déformé verrouille simplement la déformation.
Le pied mou parallèle (aussi appelé condition de « pied court ») se produit lorsqu'un pied est usiné trop court ou qu'il manque des cales, laissant un espace d'air uniforme et non conique en-dessous.
Avec les trois autres pieds serrés, ce pied bascule contre le pied diagonalement opposé sur une crête haute formée par les deux pieds restants.
Serrez les boulons et le châssis se courbe pour forcer le contact, exactement comme une chaise à quatre pieds dont l'un est court et qui arrête de basculer uniquement parce que la chaise elle-même a fléchi.
Le pied mou angulaire se produit lorsque le pied ou sa surface d'appui est usiné ou tordu avec un angle, de sorte qu'une seule arête ou un seul coin est en contact lorsque le pied est déchargé.
Un pied incliné vers l'extérieur touche uniquement sur son arête intérieure et, une fois serré, agit comme un levier qui injecte des forces de soulèvement dans le châssis, faisant décoller les autres pieds.
Un pied incliné vers l'intérieur touche seulement sur son arête extérieure et fait l'inverse: il tire le châssis vers le bas, de sorte que le desserrage des pieds adjacents montre peu ou pas de détente de contrainte.
Les lectures aux cales d'épaisseur sous un pied incliné montrent un espace clairement conique (plus grand d'un côté, plus petit de l'autre) plutôt que l'espace uniforme d'un pied mou parallèle.
La solution à court terme est le calage en marches (empilage de cales découpées pour suivre le cône); la solution permanente est le ré-usinage du pied ou de la plaque d'appui.
Le pied mou induit n'est pas causé par le pied ou la base du tout.
Il provient d'une force extérieure déformant le châssis, le plus souvent des contraintes de tuyauterie causées par des canalisations forcées en place avant le serrage des boulons, ou des conduits excessivement rigides, des contreventements structurels, ou des charges de courroies et chaînes.
Il se comporte de manière incohérente et peut affecter deux, trois ou les quatre pieds sans présenter un motif clair de basculement ou de cône. Parce que le châssis peut déjà être soumis à des contraintes importantes, ne desserrez jamais plus d'un pied à la fois lorsqu'un pied mou induit est suspecté.
Les pieds restants peuvent ne pas être assez solides pour maintenir le châssis contre cette force externe, et le faire peut plier, fissurer ou casser les pieds, un risque pour la sécurité en plus du risque matériel. La seule vraie correction est de supprimer la force externe, pas de compenser avec des cales.
Une condition dérangeante connexe, souvent regroupée avec les mêmes vérifications, est le « pied spongieux »: trop de cales (les cales pré-découpées du commerce permettent n'importe quelle épaisseur jusqu'à 0,150 pouce en utilisant trois cales ou moins), cales tordues ou sales, ou débris sous un pied.
L'empilage se comprime comme un ressort à lames lorsque le boulon est serré, de sorte que la fixation n'ancre jamais complètement le pied même si elle semble « serrée ».
Lorsque une machine avec un pied mou est tout de même boulonnée, le carter et les logements de palier fléchissent en interne, déplaçant les alésages des paliers hors d'alignement les uns par rapport aux autres.
Cette déformation de l'arbre modifie l'alignement de la machine par rapport à l'arbre accouplé, générant des vibrations qui accélèrent l'usure du coupleur, des roulements, des joints et du rotor.
La déformation augmente aussi la charge radiale que les roulements doivent supporter, et la durée de vie des roulements est très sensible à cette charge: pour les roulements à billes, la durée de vie attendue varie inversement avec le cube du rapport entre la charge de conception et la charge radiale réelle
donc doubler la charge radiale peut réduire la durée de vie d'environ huit fois, et la tripler peut la réduire d'environ 27 fois.
Parce que l'arbre doit fléchir en continu pour suivre la trajectoire déformée de l'alésage du palier pendant la rotation, la flexion inverse de direction deux fois par révolution, soit à deux fois la vitesse de fonctionnement.
Dans les spectres de défaillance de roulements et l'analyse vibratoire générale, le pied mou apparaît souvent comme une composante 1x élevée de la vitesse de rotation, parfois accompagnée de pics à 2x ou 3x de la vitesse de rotation
et sur les moteurs il peut aussi augmenter un pic 2x lié à la fréquence secteur parce que le stator déformé perd un dégagement uniforme par rapport au rotor.
Revoir la gravité par rapport aux bandes de gravité des vibrations ISO 10816-3 après une correction de pied mou est une façon utile de confirmer que la réparation a réellement fonctionné, et pas seulement que les lectures ont bougé.
La séquence correcte, selon la pratique standard d'alignement, est : nettoyer la zone de montage, réaligner grossièrement le coupleur pour éliminer toute contrainte de coupleur, puis vérifier chaque pied individuellement avec les trois autres serrés.
Une fois que la forme de l'espace confirme le diagnostic, cale(z) (ou calage en marches pour un espace conique) le pied affecté pour combler l'espace mesuré. Une bonne pratique de calage garde l'empilage simple et prévisible :
| Consigne | Valeur |
|---|---|
| Seuil d'acceptation du pied mou | 0,002 pouce (0,05 mm) ou moins |
| Nombre maximal de cales pré-découpées par pied (correction normale) | 3 à 4 |
| Épaisseur minimale pour toutes les cales sauf une dans un empilage | 0,003 pouce (0,08 mm) ou plus |
| Épaisseur combinée des trois cales les plus fines | 0,010 pouce (0,25 mm) ou plus |
| Compression typique des cales inox pré-découpées | environ 0,5 % à 1 % de l'épaisseur de l'empilage |
Les cales en acier inox pré-découpées se compriment beaucoup moins que les cales en laiton taillées à la main, ce qui explique pourquoi elles sont préférées pour tout ce qui dépasse une réparation temporaire.
Après correction du pied mou, reverifiez les quatre pieds pour confirmer que le problème est réellement résolu, puis procédez à l'alignement final, qui doit également être contrôlé par rapport à l' équilibrage dynamique et à l'état du coupleur si la vibration persiste
car un déséquilibre résiduel ou une défaillance du coupleur peut imiter des symptômes résiduels de pied mou.
La correction d'un pied mou prend à un technicien quelques minutes supplémentaires avec un jeu de cales d'épaisseur et une trousse de cales.
L'ignorer signifie que la machine « alignée » reste intérieurement contrainte, fonctionnant avec un alésage de palier déformé qu'aucun réglage du coupleur ne peut corriger, et se dirigeant vers une défaillance de palier ou d'étanchéité qui semble sans rapport avec le travail d'alignement jusqu'à ce que quelqu'un vérifie enfin les pieds.
Fabrico lit l'état de la machine et l'OEE depuis la ligne et déclenche automatiquement un ordre de travail dès qu'une signature de vibration ou d'état dérive, de sorte qu'un problème de roulement causé par un pied mou est détecté et envoyé avant de devenir une panne non planifiée
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Oui. L'alignement laser mesure la position arbre-à-arbre avec les boulons serrés ; il ne révèle pas par lui-même que le châssis est soumis à des contraintes. Un contrôle du pied mou est une étape séparée, effectuée en desserrant chaque pied individuellement, et doit toujours précéder la lecture finale d'alignement.
La pratique standard considère qu'un déplacement d'arbre ou une lecture laser supérieur à 0,002 pouce (environ 0,05 mm) à un pied constitue un pied mou nécessitant une correction. Les lectures égales ou inférieures à ce seuil sont généralement considérées comme tolérables.
Non. Un sur-serrage n'élimine pas l'espace d'air, il force simplement le châssis à absorber plus de contraintes en essayant de le combler. L'espace doit être comblé physiquement avec l'épaisseur correcte de cale (ou le pied ou la base corrigés) avant que le boulon ne soit serré au couple spécifié.
Pas nécessairement. Parce qu'un châssis de machine est une structure connectée, corriger un pied qui bascule (parallèle) signifie souvent caler ou ajuster deux pieds diagonalement opposés, pas seulement celui avec la lecture la plus élevée, puisque le châssis relâche la contrainte en plusieurs endroits.
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