Outil d'ingénierie gratuit #021
Limites de vibration — Machines industrielles 15 kW–50 MW
Évaluer la sévérité des vibrations des machines tournantes industrielles selon la norme ISO 20816-3. Sélectionner le groupe de machines, le type de support, saisir la vitesse mesurée et obtenir la classification de la zone.
Résultats
| Zone | Limite (mm/s RMS) | Description |
|---|
ISO 20816-3 Champ d'application
La norme ISO 20816-3 définit les critères d'évaluation des vibrations des machines industrielles d'une puissance nominale de 15 kW à 50 MW, fonctionnant à des vitesses comprises entre 120 et 15 000 tr/min. Il s'agit de la norme la plus utilisée pour l'évaluation des équipements rotatifs industriels, notamment :
- Moteurs et générateurs électriques
- Pompes centrifuges et axiales
- Compresseurs (centrifuges, axiaux, à vis)
- Ventilateurs et soufflantes
- Boîtes de vitesses (arbres d'entrée/sortie)
Limites de zone par groupe de machines
Les limites des zones dépendent du groupe de machines, qui combine la puissance nominale et le type de fondation :
| Limite de zone | Groupe 1 Grand rigide | Groupe 2 Moyen rigide | Groupe 3 Pompes | Groupe 4 Grand flexible |
|---|---|---|---|---|
| A/B | 2,3 mm/s | 1,4 mm/s | 2,3 mm/s | 3,5 mm/s |
| B/C | 4,5 mm/s | 2,8 mm/s | 4,5 mm/s | 7,1 mm/s |
| C/D | 7,1 mm/s | 4,5 mm/s | 7,1 mm/s | 11,0 mm/s |
Si la machine est sur un support flexible (souple), l'ensemble de limites publié supérieur s'applique : Groupe 1 ou 3 flexible → 3,5 / 7,1 / 11,0 mm/s, Groupe 2 flexible → 2,3 / 4,5 / 7,1 mm/s (valeurs issues des anciens tableaux de classes de support de l'ISO 10816-3). La calculatrice les applique lorsque l'option de fondation flexible est sélectionnée.
Exigences en matière de mesures
La vitesse de vibration est mesurée en mm/s RMS sur le logement du palier dans deux directions radiales (horizontale et verticale) et, en option, dans la direction axiale. La valeur la plus élevée détermine l'évaluation de la zone.
Compte tenu de ce qui précède : Groupe 3 (pompe), vitesse mesurée = 3,2 mm/s RMS
Limites de zone pour le groupe 3 : A/B = 2,3, B/C = 4,5, C/D = 7,1 mm/s
3,2 mm/s se situe entre 2,3 et 4,5 → Zone B — acceptable pour un fonctionnement à long terme
⚠️ Important : Il est toujours important d'analyser l'évolution des vibrations en plus des niveaux absolus. Une augmentation significative (par exemple, un doublement) par rapport à la valeur de référence peut justifier une investigation, même si le niveau absolu se situe dans la zone A ou B.
La norme ISO 20816-3 couvre les machines industrielles tournantes d'une puissance nominale de 15 kW à 50 MW, notamment :
- Moteurs et générateurs électriques (asynchrones, synchrones)
- Pompes centrifuges et axiales
- Compresseurs (centrifuges, axiaux, à vis, alternatifs)
- Ventilateurs et soufflantes
- Multiplicateurs et réducteurs à engrenages (évalués au niveau des paliers d'entrée/sortie)
Elle remplace l'ancienne norme ISO 10816-3.
Le groupe de machine dépend de la puissance nominale et du type de fondation :
- Groupe 1 — Grandes machines de plus de 300 kW sur fondations rigides (massif en béton, châssis lourd en acier)
- Groupe 2 — Machines moyennes de 15–300 kW sur fondations rigides — le groupe le plus courant pour les équipements industriels standards
- Groupe 3 — Pompes incluant les pompes multicellulaires, verticales et spéciales (quelle que soit la puissance nominale)
- Groupe 4 — Grandes machines de plus de 300 kW sur fondations souples (charpentes métalliques, plateformes surélevées)
Support rigide : La fréquence propre de la fondation est nettement supérieure à la vitesse de fonctionnement de la machine. Exemples : massifs en béton, socles lourds en acier boulonnés sur béton. Le support ajoute une amplification minimale aux vibrations de la machine.
Support souple : La fréquence propre de la fondation est inférieure ou proche de la vitesse de fonctionnement. Exemples : structures en charpente métallique, planchers en mezzanine, plateformes offshore, unités montées sur skid. Les niveaux de vibration sont généralement plus élevés en raison de l'amplification dynamique.
La vitesse vibratoire en mm/s RMS (valeur efficace), mesurée sur le corps de palier dans la plage de fréquences de 10–1000 Hz. Les mesures doivent être effectuées dans au moins deux directions radiales (horizontale et verticale) à chaque palier. La valeur la plus élevée à chaque palier détermine l'évaluation de la zone.
L'ISO 20816-3 remplace l'ISO 10816-3. Les principales différences sont :
- Les limites de zones restent les mêmes — les valeurs seuils sont identiques
- La numérotation a changé pour s'aligner sur la série ISO 20816
- Directives actualisées sur la méthodologie de mesure
- Meilleure harmonisation avec les normes associées (ISO 20816-1, -2, -4)
Pour l'évaluation pratique des vibrations, les deux normes donnent les mêmes résultats.
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 professionnels d'équilibrage sur site et analyseurs de vibrations pour machines industrielles. Évaluation de l'état sur site selon la norme ISO 20816-3. 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.
