Source Stan Riddle, Acoem US
Les ingénieurs et les techniciens utilisent souvent des phrases techniques qui semblent compliquées. L’Expansion thermique est l'un de ces termes. On dirait que cela pourrait être une merveille d'ingénierie - une qui nous aiderait à effectuer des alignements compliqués de machines à haute température et à grande vitesse. Voici donc le « secret » de la croissance thermique.
Lorsque le métal devient plus chaud, il grossit.
La taille est basée sur trois choses :
- (Qu'est-ce que c'est) Le coefficient de dilatation thermique linéaire, C
- (À quel point il fait chaud) La différence de température du matériau à chauffer par rapport à la température ambiante T
- (Quelle hauteur est-elle) La dimension linéaire du matériau en cours de calcul, L (Quelle quantité de matériau avez-vous)
Il est calculé à l'aide de la formule suivante :
C x ∆T x L = quantité d’expansion thermique
Coefficients de dilatation thermique linéaire pour les métaux de machine couramment utilisés
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Coefficients of Linear Thermal Expansion for Commonly Used Machine Metals |
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Material |
C (in./in./F) |
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Aluminum |
0.0000126 |
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Bronze |
0.0000101 |
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Cast Iron |
0.0000059 |
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Copper |
0.0000092 |
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Mild Steel |
0.0000063 |
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Stainless |
0.0000074 |
Cela semble toujours compliqué? Essayez ceci; 12 pouces de ces matériaux couramment utilisés, chauffés à 100°F au-dessus de la température ambiante, donnent la croissance suivante :
Fonte 0,007"
Acier 0,008"
Acier Inox 0,009"
La pompe sur cette photo sera utilisée pour pomper de l'eau à 180°F et est installée dans une pièce à 80°F. La hauteur de l'axe de son arbre est de 24 pouces et il s'agit d'un cadre en fonte. Donc:
12 po de fonte, chauffée à 100° au-dessus de la température ambiante = 0,007". Mais nous avons 24", donc :
0,007 x 2 (12 pouces deux fois) = 0,014".
Ça sonne bien, mais pas si vite !
L’expansion thermique n'est pas calculée par la température du fluide, mais par la température du corps de pompe. C'est ce qui maintient l'arbre de la pompe vers le haut. Et il ne chauffe presque jamais uniformément du bas à la ligne de séparation. Vous devez donc soit :
- Faire un calcul estimé de la croissance thermique en échantillonnant la température à plusieurs endroits, et en obtenant une température moyenne,
- Utilisez la fonction HotCheck sur votre outil d'alignement laser (si disponible), pour obtenir une comparaison entre les valeurs d'alignement à chaud et à froid,
- Utilisez un processus de mesure dynamique, tel que le système OL2R de Fixturlaser (hors ligne pour fonctionner), pour obtenir une mesure extrêmement précise de la croissance thermique, qui inclurait également des facteurs dynamiques, tels que les changements de tuyauterie.
L’expansion thermique n'est pas toujours un facteur dans l'alignement des machines, mais si votre machine est :
- Grosse,
- Chaude,
- Rapide,
- ou doit être aligné à une tolérance très étroite,
L’expansion thermique doit être prise en compte dans le cadre du processus d'alignement.
N'oubliez pas que l'alignement de précision doit inclure des calculs de croissance thermique, sinon il ne s'agit pas d'un alignement de précision.
Nathalie Drouin
Services Techniques Claude Drouin Inc.
