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Calculateur de faux-rond radial d'arbre
Estimez le faux-rond radial de l'arbre (TIR — Total Indicator Reading) correspondant à la limite de balourd résiduel ISO 21940-11 pour votre grade de qualité d'équilibrage et votre vitesse, et évaluez le faux-rond mesuré au regard du risque de balourd. Remarque : la norme ISO 21940-11 fixe des limites de balourd — la tolérance géométrique de faux-rond provient quant à elle du plan de l'arbre ou de la spécification du fabricant.
Résultats
Balourd équivalent
À partir du grade de qualité d'équilibrage G et de la vitesse de fonctionnement :
- G — qualité d'équilibrage (mm/s)
- n — vitesse de fonctionnement (tr/min)
- ω — vitesse angulaire (rad/s) = 2πn/60
Lecture totale de l'indicateur
Le TIR mesuré par un comparateur à cadran est le double de l'excentricité (crête à crête) :
Portée de cette vérification : eper dans la norme ISO 21940-11 est un résiduel admissible déséquilibre (excentricité du centre de masse), et non une tolérance géométrique de faux-rond. TIR = 2 × eper est donc une valeur dépistage : si le faux-rond mesuré sur le tourillon la dépasse, le déplacement du centre de masse dû au seul faux-rond pourrait déjà dépasser la limite de balourd pour le grade G sélectionné. Cela ne remplace pas la tolérance géométrique de faux-rond indiquée sur le plan de l'arbre, et un arbre présentant un faible TIR peut malgré tout être déséquilibré (répartition de la masse), tandis que le TIR mesuré peut inclure une erreur de forme, une flexion, un défaut de portée de palier ou une erreur de montage qui ne se traduit pas directement en balourd.
Balourd équivalent
Exemple pratique
Compte tenu de ce qui précède : Vitesse = 3000 tr/min, Grade = G6.3, Masse = 45 kg, Diamètre = 40 mm
ω = 2π × 3 000 / 60 = 314,16 rad/s
eper = 6,3 × 1000 / 314,16 = 20,05 μm
TIR = 2 × 20,05 = 40,1 μm
Uper = 20,05 × 45 = 902,3 g·mm
Tableau de référence du faux-rond équivalent au balourd (valeurs de dépistage)
| Niveau | Vitesse (RPM) | eper (μm) | TIR équivalent (μm) |
|---|---|---|---|
| G6.3 | 750 | 80.2 | 160.4 |
| G6.3 | 1500 | 40.1 | 80.2 |
| G6.3 | 3000 | 20.1 | 40.1 |
| G2.5 | 3000 | 7.96 | 15.9 |
| G2.5 | 6000 | 3.98 | 7.96 |
| G1.0 | 6000 | 1.59 | 3.18 |
| G1.0 | 12000 | 0.80 | 1.59 |
Le faux-rond radial (TIR — Total Indicator Reading / battement radial total) est la variation totale de distance mesurée entre la surface d'un arbre et un point de référence fixe lorsque l'arbre effectue un tour complet. Il indique de combien l'arbre s'écarte d'une concentricité parfaite. Le TIR est égal au double de l'excentricité.
Posez l'arbre sur des vés ou entre pointes, placez un comparateur à cadran perpendiculairement à la surface de l'arbre, mettez le comparateur à zéro, puis faites tourner lentement l'arbre sur un tour complet. Le débattement total de l'aiguille (max moins min) donne le faux-rond (TIR).
Les causes courantes comprennent :
- Arbre faussé (fléchi) par déformation thermique ou choc
- Excentricité d'usinage (défaut de tournage)
- Usure ou endommagement de la portée de palier (tourillon)
- Mauvais lignage de l'accouplement
- Erreurs d'assemblage (composants frettés de travers)
Si le centre de masse d'un rotor est décalé d'une excentricité e, le balourd équivalent vaut U = e × m, où m est la masse du rotor. Le faux-rond du tourillon peut déplacer le centre de masse et ainsi contribuer au balourd. Cependant, tout le balourd ne provient pas du faux-rond (la répartition des masses compte également), et le TIR mesuré peut inclure des défauts de forme, une flèche d'arbre, un défaut d'assise de palier ou une erreur de montage qui ne se traduisent pas directement à 1 pour 1 en balourd.
La tolérance géométrique de faux-rond provient du plan de l'arbre ou de la spécification du fabricant — la norme ISO 21940-11 fixe des limites de balourd, et non des tolérances de faux-rond. À titre de valeurs de dépistage du risque de balourd (TIR équivalent à la limite de balourd résiduel) :
- G6.3 / 3000 RPM : TIR ≈ 40 μm
- G1.0 / 6000 RPM : TIR ≈ 3.2 μm
- G6.3 / 1500 RPM : TIR ≈ 80 μm
Calculez toujours pour vos conditions spécifiques et vérifiez la tolérance du plan.
Les procédures décrites sur cette page ont été développées et testées sur le terrain par l'équipe Vibromera à l'aide du Balanset-1A, un équilibreur portable à deux canaux et analyseur de vibrations pour l'équilibrage des rotors sur site.
Instruments et logiciels professionnels d'équilibrage sur site. Atteignez la qualité d'équilibrage ISO 21940-11 directement sur site. Utilisés dans plus de 50 pays.
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.
