Outil d'ingénierie gratuit · #007
Force centrifuge due au balourd
Calculez la force centrifuge générée par le balourd résiduel d'une pièce en rotation. Saisissez le balourd et la vitesse pour visualiser instantanément les résultats.
Résultats
Force centrifuge due au balourd
Lorsqu'un rotor présente un balourd résiduel U (masse × excentricité), la rotation génère une force centrifuge :
- F — force centrifuge (N)
- U — déséquilibre en kg·m (= g·mm × 10⁻⁶)
- ω — vitesse angulaire = 2πn/60 (rad/s)
- n — vitesse de rotation (tr/min)
Dépendance à la vitesse
Puisque la force dépend de ω², la relation avec la vitesse de rotation est quadratique :
Doubler la vitesse quadruple la force centrifuge. C'est pourquoi les machines à grande vitesse (turbines, turbocompresseurs) exigent des tolérances d'équilibrage beaucoup plus strictes.
Charge statique équivalente
La masse statique équivalente est la masse qui, placée au repos sur un palier, produirait la même charge que la force de balourd en rotation :
Exemple pratique
Compte tenu de ce qui précède : Balourd U = 1000 g·mm, Vitesse n = 3000 tr/min
ω = 2π × 3 000 / 60 = 314,16 rad/s
U (SI) = 1 000 × 10⁻⁶ = 0,001 kg·m
F = 0,001 × 314,16² = 98,7 N
Charge statique équivalente : 98,7 / 9,81 = 10,06 kg
Forces de balourd typiques
| Balourd (g·mm) | Vitesse (RPM) | Force (N) | Application |
|---|---|---|---|
| 100 | 10 000 | 109.7 | Turbocompresseur |
| 1 000 | 3 000 | 98.7 | moteur électrique |
| 5 000 | 1 500 | 123.4 | Pompe centrifuge |
| 10 000 | 750 | 61.7 | Grand ventilateur |
| 50 000 | 300 | 49.3 | Broyeur |
⚠️ Remarque : Ce calcul suppose un rotor rigide en dessous de la première vitesse critique. Au-delà de cette vitesse, la réponse dynamique est plus complexe et nécessite une analyse de la dynamique du rotor.
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Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko est ingénieur en analyse vibratoire, ainsi que fondateur et PDG de Vibromera. Depuis plus de 15 ans, il équilibre des équipements rotatifs sur le terrain plutôt que sur banc d'essai : broyeurs, ventilateurs industriels, concasseurs, centrifugeuses, arbres et broches. C'est de ce travail que sont nés les instruments Balanset — conçus comme un outil qu'un spécialiste peut emporter jusqu'à la machine et utiliser seul, sur site, et non comme un équipement de laboratoire. Vibromera a été fondée en 2017 et est basée à Porto, au Portugal, depuis 2023. Le développement, l'assemblage et le support de la gamme Balanset se font ici. L'instrument phare est le Balanset-1A, un analyseur portable pour l'équilibrage à un et deux plans et pour le diagnostic vibratoire. Nikolai est personnellement impliqué dans le support client, dans le traitement des cas d'équilibrage difficiles et dans le développement du logiciel. Il travaille avec des clients du monde entier, dans toutes les langues.
