Qu'est-ce qu'un poids d'essai dans l'équilibrage d'un rotor ?

Une masse d'essai (également appelée masse de test ou masse d'étalonnage) est une masse connue, fixée temporairement à un rotor à un rayon connu lors d'un équilibrage monoplan. En mesurant la variation de vibration induite par cette masse d'essai, l'instrument d'équilibrage calcule la masse et l'angle de correction permanents appropriés. La masse d'essai est retirée après la mesure.

Comment choisir le poids d'essai approprié ?

Le poids d'essai idéal doit produire une variation de vibration mesurable sans surcharger le rotor ni les roulements. Une règle courante consiste à utiliser entre 5 et 10% du balourd résiduel admissible (selon la norme ISO 21940) divisé par le rayon de correction. Un poids d'essai trop faible peut fausser la mesure ; un poids trop important peut engendrer des vibrations excessives ou des risques pour la sécurité.

Que se passe-t-il si le poids d'essai est trop lourd ?

Un poids d'essai trop important peut engendrer des vibrations dangereusement élevées pendant l'essai, risquant d'endommager les roulements, les joints d'étanchéité ou le rotor lui-même. Il peut également dépasser la plage de linéarité des capteurs de vibrations, entraînant des résultats d'équilibrage inexacts. Commencez toujours par le minimum calculé (5% de U_per / r) et n'augmentez le poids que si la variation de vibration est insuffisante.

Où dois-je placer le poids d'essai sur le rotor ?

Placez le poids d'essai sur le plan de correction, c'est-à-dire à l'emplacement axial où seront ajoutées les masses d'équilibrage permanentes. Pour la position radiale, fixez-le au rayon maximal disponible afin de minimiser la masse requise. Les méthodes de fixation courantes consistent à le boulonner dans les trous existants, à utiliser des masses magnétiques ou à coller des masses sur la surface du rotor. Assurez-vous que le poids d'essai est solidement fixé et ne peut pas se détacher pendant la rotation.

Pourquoi utiliser 5–10% du balourd admissible pour le poids d'essai ?

La plage 5–10% constitue un guide pratique d'ingénierie qui concilie deux exigences : la masse d'essai doit être suffisamment lourde pour produire une variation de vibration clairement mesurable (rapport signal/bruit), mais suffisamment légère pour éviter des vibrations excessives. L'utilisation du balourd admissible comme référence garantit que la masse d'essai est correctement dimensionnée en fonction de la masse, de la vitesse et du degré d'équilibrage du rotor.

Outil d'ingénierie gratuit

Calculateur de poids d'essai pour l'équilibrage du rotor

Calculer la masse d'essai recommandée pour l'équilibrage d'un rotor sur un seul plan. Tenir compte de la masse du rotor, de sa vitesse, du rayon de correction, de la rigidité du support et de l'intensité des vibrations.

Méthode Vibromera Rigidité du support Niveau de vibration

Masse du rotor (Mr) (kg)

Vitesse du rotor (N) (RPM)

Rayon d'installation (Rt) (mm)

Rigidité du support (Ksupp) (0,5–5,0)

Niveau de vibration (mm/s RMS)

Préréglages rapides

Résultats

Masse d'essai recommandée (Mt)

—

Masse du rotor (Mr)

—

Rayon d'essai (Rt)

—

Rigidité du support (Ksupp)

—

Coefficient de vibration (Kvib)

—

Rayon en cm (Rt)

—

Facteur de vitesse (N/100)²

—

Formule de la masse d'essai

La masse d'essai est calculée à l'aide d'une formule d'ingénierie pratique qui tient compte des conditions de montage et de la sévérité de vibration :

Mont — masse du poids d'essai (g)
M — masse du rotor (g) — à saisir en kg, convertie en grammes en interne
Ksupp — coefficient de rigidité du support (0,5–5,0)
Kvib — coefficient de niveau de vibration (0,5–3,0) — calculé à partir des vibrations mesurées en mm/s
Rt — rayon d'installation du poids d'essai (cm) — à saisir en mm, converti en cm en interne
N — vitesse du rotor (tr/min)

Coefficient de rigidité du support (Ksupp)

Ce coefficient tient compte de l'influence de la structure de support de la machine sur la réponse vibratoire au balourd :

Ksupp	Type de support	Description
5.0	Très rigide	Bloc massif en béton, structure rigide en acier. Les vibrations varient à peine en cas de balourd — besoin plus lourd poids d'essai (Ksupp élevé).
4.0	Rigide	Socle en béton, socle rigide. Typique des grandes pompes et compresseurs.
2.0-3.0	Moyen	Montage industriel standard, plaque de base sur béton. Configuration la plus courante pour les ventilateurs, les moteurs et les machines en général.
1.0	souple	Supports à ressorts, isolateurs en caoutchouc. La machine vibre librement — plus léger poids d'essai suffisant (faible Ksupp).
0.5	Très flexible	Support suspendu, isolateurs souples, gabarit/berceau d'équilibrage. Réponse vibratoire maximale — poids d'essai minimal.

Règle générale : Les supports rigides (Ksupp = 4–5) absorbent les vibrations ; il faut donc une masse d’essai plus importante pour obtenir un changement mesurable. Les supports flexibles (Ksupp = 0,5–1) amplifient la réponse ; une masse d’essai plus légère suffit.

Coefficient de niveau de vibration (Kvib)

Ce coefficient reflète l'intensité des vibrations de la machine avant équilibrage :

Kvib	Niveau de vibration	Condition
0.5	Bonne (≤ 1 mm/s)	Fonctionnement très doux. Utilisez une masse d'essai légère pour que le signal de vibration déjà faible ne soit pas noyé.
0.8	Bonne (1-2 mm/s)	Fonctionnement sans heurts. Réglage fin uniquement. Léger poids d'essai.
1.0	Acceptable (2-3 mm/s)	Vibrations perceptibles mais acceptables. Travail d'équilibrage standard.
1.2	Acceptable (3-4,5 mm/s)	Balourd modéré. Scénario typique sur site.
1.5	Élevée / Haute (4,5-11 mm/s)	Balourd net et important. Le cas le plus courant d'équilibrage sur site — la plage par défaut.
2.0	Dangereux (11-18 mm/s)	Balourd important, équilibrage urgent. Poids d'essai plus lourd acceptable — les vibrations sont déjà élevées.
2.5	Dangereux (18-28 mm/s)	Balourd sévère. Un poids d'essai plus lourd est acceptable pour garantir un changement de vecteur mesurable.
3.0	Extrême (> 28 mm/s)	Vibrations extrêmes. Inspecter la machine avant de l'équilibrer ; bande de poids d'essai la plus lourde.

Pourquoi cette formule fonctionne

La formule Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) capture la physique clé :

rotors plus lourds il faut des poids d'essai plus lourds (linéaire avec M)
des vitesses plus élevées génèrent plus de force centrifuge par gramme, donc un poids d'essai moindre est nécessaire (inverse du carré de N)
Rayon plus grand Cela signifie plus de moment par gramme, donc moins de poids nécessaire (inverse de Rt).
Supports plus rigides il faut un poids plus important pour produire un changement de vibration détectable (Ksupp plus élevé = 4–5)
Supports flexibles amplifient la réponse, donc un poids moindre est nécessaire (Ksupp inférieur = 0,5–1)
Vibrations existantes plus élevées signifie un déséquilibre existant plus important — poids d'essai proportionnellement plus important (Kvib plus élevé)

Exemple pratique

Exemple — Ventilateur centrifuge

Compte tenu de ce qui précède : Mr = 111 kg = 111 000 g, N = 1 111 tr/min, Rt = 111 mm = 11,1 cm, Ksupp = 1,0, Vibration = 11 mm/s → Kvib = 1,5

Étape 1 : Facteur de vitesse : (N/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43

Étape 2 : Dénominateur : Rt (cm) × (N/100)² = 11,1 × 123,43 = 1 370,1

Étape 3 : Numérateur : Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111 000 × 1,0 × 1,5 = 166 500

Étape 4 : Mt = 166 500 / 1 370,1 = 121,5 g

Résultat: Utilisez environ 122 g Poids d'essai à un rayon de 111 mm.

⚠️ Note de sécurité : Un poids d'essai trop lourd peut engendrer des vibrations dangereusement importantes. Si le poids calculé vous semble trop élevé, commencez par la moitié et augmentez-le progressivement. Assurez-vous toujours que le poids d'essai est solidement fixé et ne peut se détacher pendant la rotation.

Comparaison avec la méthode ISO 21940

L'approche ISO classique utilise le grade d'équilibrage G pour calculer le balourd admissible, puis prend 5-10% comme poids d'essai. Cette formule Vibromera est un raccourci pratique sur le terrain qui donne des résultats similaires tout en tenant compte directement des conditions réelles (rigidité du support et niveau de vibration actuel) que la méthode ISO considère comme idéales.