Le raclage et le meulage des bagues de palier de guidage et des bagues de butée des petites turbines hydrauliques constituent un processus clé dans l'installation et la réparation des petites centrales hydroélectriques.
La plupart des paliers des petites turbines hydrauliques horizontales ne sont pas sphériques et leurs patins de butée ne comportent pas de boulons de contrepoids. Comme illustré sur la figure : A représente une structure asphérique ; B, une structure sans boulon de contrepoids, où le patin de butée est directement pressé sur le cadre. La suite de cet article traite principalement des méthodes, des étapes et des exigences de raclage et d'installation pour cette configuration.
1. Les outils de préparation sont une équerre et une pierre à huile double face. La longueur de l'équerre peut être ajustée selon vos préférences. Généralement, une longueur de 6 à 8 heures convient. Il est possible de remodeler une ancienne équerre. Si possible, vous pouvez également utiliser un acier à ressort pour frapper une ou deux lames plates, ce qui facilite le raclage de la butée. Le dégrossissage de l'équerre se fait à la meule. Pendant le dégrossissage, il est important de la refroidir abondamment à l'eau afin d'éviter tout échauffement et ramollissement. Le polissage de finition se fait à la pierre à huile pour éliminer les fines aspérités et bavures restantes lors du dégrossissage. Pendant ce polissage, de l'huile moteur (ou de l'huile de turbine) est ajoutée pour le refroidissement. Préparez une table de serrage à la hauteur appropriée. Le produit de marquage peut être un mélange d'encre fumée et d'huile de turbine, ou imprimé en rouge.
2. Nettoyage, décapage et ébavurage. Le palier doit être décapé et ébavuré avant grattage. En particulier, la surface de contact de la bague de guidage, la surface d'appui du palier et la surface d'appui de la butée doivent être soigneusement nettoyées.
3. Ébauchage du coussinet de palier. Tout d'abord, l'arbre principal de la turbine doit être mis à niveau et fixé (nivellement ≤ 0,08 m/m) afin d'éviter que le coussinet ne se déforme en biseau. Aplanissez délicatement et uniformément toute la surface du palier à l'aide d'un couteau triangulaire pour éliminer le sable et les impuretés. Les impuretés profondément incrustées dans l'alliage du palier doivent être retirées afin de ne pas altérer la qualité de l'ébauche.
Après avoir nettoyé le tourillon, positionnez la bague de guidage sur le tourillon, fixez la goupille de positionnement, serrez la vis et mesurez la surface de contact de la bague et le jeu entre la bague et le tourillon à l'aide d'une jauge d'épaisseur afin de déterminer l'épaisseur de la cale en cuivre à ajouter sur la surface de contact (cette cale est prévue pour la maintenance ultérieure). – Généralement, la cale en cuivre est composée de deux couches, et une épaisseur de 0,10 à 0,20 mm peut être ajoutée. Le principe pour déterminer l'épaisseur totale de la cale est de prévoir une marge de raclage de 0,08 à 0,20 mm pour la bague de guidage ; d'une part, il faut garantir la qualité du raclage, et d'autre part, réduire au maximum la charge de travail liée au raclage des cales.
Placez la feuille de cuivre découpée sur la surface de joint de la bague de palier, maintenez les deux bagues de palier sur le tourillon, serrez les vis de fixation, faites tourner la bague de palier et rectifiez-la. Si elle ne peut pas tourner, retirez la bague de palier, pliez-la en deux sur le tourillon, appuyez dessus à la main, rectifiez-la d'avant en arrière dans le sens tangentiel, puis serrez-la et rectifiez-la lorsqu'un jeu apparaît entre la bague de palier et le tourillon. Après rectification, la partie en contact avec la surface de la pièce apparaîtra noire et brillante, tandis que la partie supérieure sera noire mais non brillante. Découpez la partie noire et brillante en formant un retrait triangulaire. Lorsque les points noirs brillants ne sont pas trop visibles, appliquez une couche de produit de finition sur le tourillon avant de rectifier. Rectifiez et raclez à plusieurs reprises jusqu'à ce que le contact et le jeu entre la surface de palier et le tourillon soient conformes aux exigences. En général, toute la surface de la pièce doit être en contact à ce stade, mais il ne doit pas y avoir trop de points de contact ; le jeu commence à se rapprocher des exigences, avec une tolérance de raclage de 0,03 à 0,05 mm. Grattez les coussinets des deux côtés du volant moteur.
4. Ébavurage de la butée. La butée étant souvent rayée lors du transport et du stockage, des bavures peuvent apparaître à sa surface. Il convient donc de commencer par coller du papier de verre métallographique sur la plaque de miroir, puis de frotter la butée d'avant en arrière sur le papier de verre à plusieurs reprises. Pendant le ponçage, veillez à maintenir la surface de la tuile parallèle à la plaque de miroir et à appliquer le même nombre de fois et le même poids à chaque tuile ; dans le cas contraire, l'épaisseur de la butée variera considérablement, ce qui augmentera la difficulté de l'ébavurage.
Essuyez la plaque du miroir et la surface du patin, appuyez le patin de butée sur la plaque du miroir, effectuez un mouvement de va-et-vient au moins dix fois dans le sens de rotation du patin et de la plaque du miroir, puis retirez le patin de butée pour le racler. Une fois que toutes les surfaces d'appui sont en bon contact avec la plaque du miroir, le palier peut être assemblé.
5. Montage du palier et finition. Commencez par placer le support de palier nettoyé (sur le bâti, les vis de fixation du support peuvent être reliées entre elles sans être serrées). Insérez la bague inférieure du palier dans le support, puis soulevez délicatement l'arbre pour l'introduire dans la bague. Ajustez le support en mesurant le jeu de la bague, de sorte que l'axe des bagues de part et d'autre du volant soit aligné (vue de dessus : tolérance ≤ 2 fils). Vérifiez également le positionnement avant/arrière (une cale doit être ajoutée en cas de différence de hauteur importante du support). Enfin, serrez la vis de fixation du support.
Faites tourner manuellement le volant moteur de plusieurs tours, retirez la bague de palier et vérifiez la répartition des points de contact. Lorsque toute la surface de palier présente un bon contact et que le jeu de la bague est conforme aux spécifications (ce jeu doit respecter les exigences du plan), effectuez un raclage sur une surface de 0,1 à 0,2 % du diamètre du tourillon. Grattez les aspérités avec une lime triangulaire et affinez les aspérités denses ; le raclage obtenu est généralement en bandes, facilitant ainsi le stockage et la circulation de l'huile de turbine. Les points de contact doivent être répartis uniformément dans un angle de 60° à 70° autour du centre de la bague inférieure du palier, avec une densité de 2 à 3 points par centimètre carré, ni trop faible ni trop élevée.
Nettoyez la butée avec un chiffon blanc. Une fois en place, appliquez une petite quantité d'huile lubrifiante sur le palier de guidage, faites tourner le volant et appliquez une poussée axiale pour rectifier la butée et le miroir en fonction de leur position. Marquez chaque butée (la position de la butée avec l'orifice de mesure de température et la proximité de la surface de contact sont fixes), vérifiez la surface de la butée, raclez à nouveau la zone de contact et rectifiez uniformément la goupille à l'arrière de la butée avec un chiffon abrasif (la profondeur de rectification doit être mesurée avec un micromètre de diamètre intérieur ou un pied à coulisse, par comparaison avec une butée plus fine). L'objectif est d'une part d'améliorer le contact de la surface de la butée avec le miroir, et d'autre part d'amincir la butée si elle est trop épaisse. Il est impératif que les 8 butées soient en bon contact dans leur position finale. En général, les butées des petites turbines horizontales sont petites et la charge est faible ; il est donc préférable d'éviter de rayer leur surface.
6. Grattage fin. Une fois le palier entièrement installé et le béton durci, appliquer une poussée axiale pour le mettre en rotation, puis effectuer les réparations et le grattage nécessaires en fonction du contact réel entre la semelle du palier et la butée afin de se conformer aux plans et spécifications.
Une rainure longitudinale de lubrification doit être usinée de part et d'autre de l'articulation de la bague de palier ou d'un seul côté (côté alimentation en huile), en prévoyant un dégagement d'au moins 8 mm à chaque extrémité afin d'éviter toute perte d'huile de lubrification. L'orifice d'entrée d'huile du patin de butée présente généralement une profondeur de 0,5 mm et une largeur d'environ 6 à 8 mm. La bague de palier et le patin de butée ne sont validés qu'après un rectification fine.
Date de publication : 13 décembre 2021
