Instruction sur l'équilibrage dynamique des arbres

Publié par Nikolai Shelkovenko sur

Instructions d'équilibrage dynamique des arbres – ISO 21940 | Vibromera
Équilibrage des champs · Guide complet

Instructions d'équilibrage dynamique des arbres : Statique vs dynamique, Procédure sur le terrain et normes ISO 21940

Tout ce dont un technicien a besoin pour équilibrer les rotors sur site : de la physique du balourd à la vérification finale. Procédure en sept étapes, formules de calcul du poids d’essai, mesure de l’angle de correction et tableaux de tolérances ISO. Testé sur plus de 2 000 rotors de ventilateurs, broyeurs, concasseurs et arbres.

✎ Nikolaï Shelkovenko Mise à jour : février 2026 environ 18 min de lecture

Qu'est-ce que l'équilibrage dynamique ?

Définition

Équilibre dynamique L'équilibrage dynamique est le processus de mesure et de correction de la répartition inégale des masses d'un corps en rotation (rotor) pendant sa rotation à sa vitesse de fonctionnement. Contrairement à l'équilibrage statique, qui corrige le déséquilibre de masse dans un seul plan, l'équilibrage dynamique corrige le déséquilibre dans plusieurs plans. deux avions ou plus simultanément, éliminant ainsi la force centrifuge et le couple de basculement qui provoquent les vibrations des paliers.

Chaque pièce rotative — du rotor d'un broyeur de 200 kg à la broche d'une fraise dentaire de 5 g — présente un certain déséquilibre résiduel. Les tolérances de fabrication, les irrégularités des matériaux, la corrosion et les dépôts accumulés déplacent le centre de gravité par rapport à l'axe de rotation géométrique. Il en résulte une force centrifuge qui croît avec le carré de la vitesse : si le régime moteur double, la force est multipliée par quatre.

Un rotor tournant à 3 000 tr/min avec un balourd de seulement 10 g à un rayon de 150 mm génère une force de rotation d’environ 150 N, suffisante pour détruire les roulements en quelques semaines. L’équilibrage dynamique réduit cette force à un niveau spécifié par les normes internationales (ISO 21940-11, anciennement ISO 1940), prolongeant ainsi la durée de vie des roulements de quelques mois à plusieurs années et réduisant les temps d’arrêt liés aux vibrations.

Note de l'ingénieur de terrain
En 13 ans d'intervention sur le terrain, le balourd a été la cause principale d'environ 401 TP3 000 des plaintes relatives aux vibrations que j'ai examinées. C'est également le défaut le plus facile à réparer sur place : un technicien qualifié, muni de l'instrument adéquat, effectue la réparation en 30 à 45 minutes sans avoir à démonter le rotor.

Équilibre statique vs dynamique

Plan unique
Rotor en déséquilibre statique — le point le plus lourd se déplace vers le bas
Équilibre statique

Le centre de gravité du rotor est décalé par rapport à l'axe de rotation. un avion. Lorsqu'il est placé sur des supports à arêtes vives, le côté le plus lourd roule vers le bas — vous pouvez le détecter sans le faire tourner.

Correction: Ajoutez ou retirez de la masse à une seule position angulaire opposée au point le plus lourd. Un seul plan de correction suffit.

S'applique à : pièces étroites en forme de disque où le diamètre > 7 × la largeur — volants d'inertie, meules, turbines à disque unique, lames de scie, disques de frein.

Deux avions
Rotor long en déséquilibre dynamique — deux décalages de masse dans des plans différents
L'équilibre dynamique

Deux (ou plus) décalages de masse sont situés dans différents avions le long du rotor. Elles peuvent s'annuler statiquement — le rotor repose immobile sur des arêtes vives — mais créent une couple rockeur en rotation. Ce couple ne peut être détecté ni corrigé sans rotation.

Correction: Deux masses compensatrices sont disposées dans deux plans distincts. L'instrument calcule la masse et l'angle de chaque plan à partir de la matrice des coefficients d'influence.

S'applique à : rotors allongés — arbres, ventilateurs à larges turbines, rotors de broyeurs, rouleaux, turbines de pompes multi-étages.

Distinction clé : Un rotor équilibré statiquement peut néanmoins présenter un déséquilibre dynamique important. Les forces s'exerçant sur un plan s'opposent exactement à celles s'exerçant sur l'autre, empêchant ainsi le rotor de rouler sur ses supports. Cependant, dès sa mise en rotation, le couple ainsi formé engendre de violentes vibrations au niveau des paliers. L'équilibrage dynamique biplan permet de détecter ce que les méthodes statiques ne permettent pas de déceler.

Quatre types de déséquilibre

La norme ISO 21940-11 distingue quatre types de déséquilibres fondamentaux. Comprendre lequel est prédominant permet de choisir la stratégie d'équilibrage appropriée.

Statique
Point d'impact unique et important. Centre de gravité décalé parallèlement à l'axe de rotation. Détectable à l'arrêt. Correction sur un seul plan.
Couple
Deux masses égales, séparées par un angle de 180°, sont situées dans des plans différents. La force résultante est nulle, mais elle engendre un couple. Au repos, le couple est invisible.
Quasi-statique
Combinaison de statique et de couple où l'axe d'inertie principal croise l'axe de rotation en un point autre que le centre de gravité.
Dynamique
Cas général : l’axe d’inertie principal n’intersecte ni n’est parallèle à l’axe de rotation. Configuration la plus courante en pratique. Correction biplan obligatoire.

En pratique, presque tous les rotors rencontrés sur le terrain présentent un balourd dynamique, résultant de la combinaison de forces et de couples. C'est pourquoi l'équilibrage sur deux plans est la procédure standard pour tout rotor qui n'est pas un disque mince.

Quand utiliser l'équilibrage à un seul plan plutôt qu'à deux plans

Le facteur déterminant est le rotor. rapport géométrique L/D (longueur axiale sur diamètre extérieur) combinée à sa vitesse de fonctionnement.

Critère Plan unique (1 capteur) Deux plans (2 capteurs)
Rapport L/D L/D < 0,14 (diamètre > 7 × largeur) L/D ≥ 0,14
Pièces typiques Meule, volant d'inertie, turbine monodisque, poulie, disque de frein, lame de scie rotor de ventilateur, broyeur, arbre, rouleau, pompe multicellulaire, turbine, concasseur
Types de déséquilibre corrigés Statique uniquement (force) Statique + couple + dynamique (force + moment)
Plans de correction 1 2
séries de mesures 2 (initial + 1 essai) 3 (essai initial + 2 essais, un par avion)
Temps passé sur place 15–20 min 30 à 45 min
Règle générale
Si les plans de correction sont séparés par moins d'un tiers de l'envergure des paliers du rotor, le couplage entre les plans est faible et l'équilibrage sur un seul plan peut fonctionner même pour un rapport L/D > 0,14. Mais si vous disposez d'un instrument à deux voies, utilisez toujours deux plans : cela ne prend que 10 minutes supplémentaires et permet de détecter les déséquilibres de couple que l'équilibrage sur un seul plan ne détecte pas.

Normes de qualité d'équilibrage ISO 21940‑11

La norme ISO 21940-11 (qui succède à la norme ISO 1940-1) attribue à chaque classe de machines tournantes une qualité d'équilibrage de classe G, définie comme la vitesse maximale admissible du centre de gravité du rotor en mm/s. Le balourd résiduel admissible epar (en g·mm/kg) est dérivé de la nuance et de la vitesse de fonctionnement :

Déséquilibre spécifique autorisé
epar = G × 1 000 / ω = G × 1 000 / (2π × RPM / 60)
epar — déséquilibre spécifique résiduel admissible, g·mm/kg
G — classe de qualité d'équilibrage (ex 6,3 signifie 6,3 mm/s)
ω — vitesse angulaire, rad/s
tr/min — vitesse de fonctionnement, tr/min
Grade e·ω, mm/s Types de machines
G 0.4 0.4 Gyroscopes, broches de rectifieuses de précision
G 1.0 1.0 Turbocompresseurs, turbines à gaz, petits induits électriques avec exigences particulières
G 2.5 2.5 Moteurs électriques, générateurs, turbines moyennes/grandes, pompes avec exigences particulières
G 6.3 6.3 Ventilateurs, pompes, machines de traitement, volants d'inertie, centrifugeuses, machines industrielles générales
G 16 16 Machines agricoles, concasseurs, arbres de transmission (cardan), pièces de concasseurs
G 40 40 Roues de voitures particulières, ensembles vilebrequin (production en série)
G 100 100 Ensembles vilebrequins de gros moteurs diesel marins à faible vitesse

Exemple pratique : Rotor de ventilateur

Le rotor d'un ventilateur centrifuge pèse 80 kg, fonctionne à 1 450 tr/min et son rayon de correction est de 250 mm. Classe requise : G 6.3.

Calcul
epar = 6,3 × 1000 / (2π × 1450 / 60) = 6300 / 151,8 ≈ 41,5 g·mm/kg
Déséquilibre total admissible = 41,5 × 80 = 3 320 g·mm
À un rayon de correction de 250 mm : masse résiduelle maximale = 3320 / 250 = 13,3 g par avion
Cela signifie que chaque plan de correction ne peut conserver qu'un déséquilibre de 13,3 g au maximum, soit environ le poids de trois rondelles M6.

Normes connexes : ISO 21940‑11 (rotors rigides), ISO 21940‑12 (rotors flexibles), ISO 10816‑3 (limites de gravité des vibrations), ISO 1940 (prédécesseur hérité).

Procédure d'équilibrage de terrain en sept étapes

Il s'agit de la méthode des coefficients d'influence pour l'équilibrage de champs à deux plans, appliquée avec un instrument portable tel que le Balanset‑1A. La même logique s'applique à tout analyseur d'équilibrage à deux canaux.

1
Préparer le rotor et monter les capteurs
Nettoyez les paliers de toute saleté et graisse — les capteurs doivent reposer à plat sur la surface métallique. Montez le capteur de vibrations 1 sur le palier le plus proche de Avion 1 (généralement côté entraînement). Monter le capteur 2 près de Avion 2 (Côté opposé à l'entraînement). Fixez une bande réfléchissante sur l'arbre du tachymètre laser. Branchez tous les câbles à l'unité de mesure.
2
Mesure des vibrations initiales (Exécution 0)
Démarrez le rotor et amenez-le à une vitesse de fonctionnement stable. L'instrument mesure simultanément l'amplitude de vibration (mm/s) et l'angle de phase (°) au niveau des deux capteurs. ligne de base — l’état du rotor avant traitement. Relevez les valeurs et arrêtez la machine.
Conseil pratique : Attendez au moins 10 à 15 secondes après la stabilisation du régime moteur avant d’enregistrer. Les variations thermiques et les courants d’air se dissipent au cours des premières secondes.
Mesure initiale des vibrations sur un rotor — Écran Balanset-1A affichant les valeurs de référence
3
Installer le poids d'essai dans le plan 1 (Essai 1)
Arrêtez le rotor. Fixez un poids d'essai Placez une masse connue à une position angulaire quelconque dans le plan 1. Marquez clairement cette position ; elle servira de référence à 0° pour les mesures d'angle ultérieures. Redémarrez le rotor et enregistrez les vibrations au niveau des deux capteurs. L'instrument peut ainsi déterminer comment le champ vibratoire du rotor évolue lorsqu'une masse est ajoutée dans le plan 1.
Conseil pratique : Utilisez un boulon avec une rondelle fixée sur la jante du rotor, ou un collier de serrage avec un écrou pour une fixation rapide. La masse d’essai doit produire une variation de vibration mesurable (variation d’amplitude ≥ 30 Ω ou déphasage ≥ 30° au niveau de l’un ou l’autre capteur).
⚖
Quel doit être le poids du poids d'essai ? Utilisez la formule empirique : M t = M r × K / (R t × (N/100)²) où Mr = masse du rotor (g), K = coefficient de rigidité du support (1–5, 3 étant la valeur moyenne), Rt = rayon d'installation (cm), N = tr/min. Ou utilisez notre calculateur de poids d'essai en ligne — Saisissez les paramètres de votre rotor et obtenez instantanément la masse recommandée.
Installation d'un poids d'étalonnage sur le premier plan de correction
4
Déplacer le poids d'essai vers l'avion 2 (Essai 2)
Arrêtez le rotor. Retirez la masse d'essai du plan 1. Fixez la même masse d'essai (ou une masse similaire connue) à un emplacement quelconque du plan 2. Marquez ce second point de référence. Redémarrez le rotor et enregistrez les vibrations au niveau des deux capteurs. L'instrument dispose désormais de la matrice complète des coefficients d'influence : quatre coefficients complexes reliant le balourd de chaque plan aux vibrations mesurées par chaque capteur.
Conseil pratique : Si vous utilisez une masse de poids d’essai différente dans l’avion 2, entrez la valeur correcte dans le logiciel ; les calculs s’ajustent automatiquement.
Déplacement du poids d'essai vers le deuxième plan de correction pour le deuxième essai.
5
Calculer les poids de correction
L'instrument résout les équations des coefficients d'influence et affiche : masse (g) et angle (°) Pour le plan 1, indiquez la masse (g) et l'angle (°). Pour le plan 2, indiquez la masse (g) et l'angle (°). L'angle est mesuré à partir de la position du poids d'essai dans le sens de rotation du rotor. Si le logiciel indique " retirer ", cela signifie que le poids de correction doit être placé à 180° de la position " ajouter " indiquée.
6
Installer les poids de correction
Retirez le poids d'essai du plan 2. Fabriquez ou sélectionnez des poids de correction correspondant aux masses calculées. Mesurez l'angle à partir du repère du poids d'essai dans le sens de rotation. Fixez solidement les poids de correction : par soudure, colliers de serrage, vis de blocage ou boulons, selon le type et la vitesse de la machine.
Conseil pratique : Si vous ne pouvez pas placer un poids à l’angle exact (par exemple, seuls des trous de boulons sont disponibles), utilisez la fonction de division du poids : l’instrument décompose le vecteur de correction en deux composantes aux positions disponibles les plus proches.
Schéma illustrant la mesure de l'angle du poids de correction — à partir de la position du poids d'essai dans le sens de la rotation
7
Vérifier le solde (Vérifier l'exécution)
Redémarrez le rotor et enregistrez la vibration finale. Comparez-la à la valeur de référence initiale et à la tolérance ISO 21940-11 pour votre classe de machine. Si la vibration est conforme aux spécifications, l'opération est terminée. Sinon, l'instrument peut effectuer un… course de finition — il utilise les coefficients d'influence existants pour calculer une petite correction supplémentaire sans nouveaux poids d'essai.
Conseil pratique : Une seule coupe suffit généralement. Si vous devez en effectuer plus de deux, c’est que quelque chose a changé entre les deux : vérifiez la présence de poids morts, de variations de température ou de vitesse de croissance.
Exécution de vérification finale montrant une réduction significative des niveaux de vibration après équilibrage
Les sept étapes — Un instrument
Le Balanset‑1A vous guide pas à pas tout au long de la procédure à deux plans à l'écran. Deux accéléromètres, un tachymètre laser, un logiciel Windows et une mallette de transport sont inclus.
€1,975
Voir Balanset‑1A WhatsApp

Calcul du poids d'essai

La masse d'essai doit être suffisamment lourde pour produire une variation de vibration perceptible, mais suffisamment légère pour ne pas surcharger les roulements ni créer de situation dangereuse. La formule empirique standard tient compte de la masse du rotor, du rayon de correction, de la vitesse de fonctionnement et de la rigidité du support :

Formule de masse d'essai
Mt = Mr × K / (Rt × (N / 100)²)
Mt — masse du poids d'essai, grammes
Mr — masse du rotor, grammes
K — coefficient de rigidité du support (1 = supports souples, 3 = moyenne, 5 = fondation rigide)
Rt — rayon d'installation du poids d'essai, cm
N — vitesse de fonctionnement, tr/min

Vous n'avez pas envie de faire les calculs à la main ? Utilisez notre Calculateur de poids d'essai en ligne ↗ — Saisissez les paramètres de votre rotor, le type de support et le niveau de vibration, et obtenez instantanément la masse recommandée.

Exemples résolus (K = 3, rigidité moyenne)

Machine Masse du rotor tr/min Rayon Poids d'essai (K = 3)
Rotor de broyage 120 kg 2,200 30 cm 360 000 / (30 × 484) ≈ 25 g
Ventilateur industriel 80 kg 1,450 40 cm 240 000 / (40 × 210,25) ≈ 29 g
tambour de centrifugeuse 45 kg 3,000 15 cm 135 000 / (15 × 900) = 10 g
Puits de concasseur 250 kg 900 25 cm 750 000 / (25 × 81) ≈ 370 g
Conseil pratique : vérifiez la réponse
La formule indique la masse minimale d'essai nécessaire pour obtenir une réponse mesurable. Après l'essai, vérifiez que le déphasage est d'au moins 20 à 30° et l'amplitude de 20 à 30 µTP3T. Si la réponse est trop faible, doublez ou triplez la masse d'essai et recommencez. À très bas régime (< 500 tr/min), la formule peut donner des valeurs excessivement élevées ; dans ce cas, utilisez 10 µTP3T (masse du rotor divisée par le rayon de correction) comme point de départ.

Mesure de l'angle de correction

L'instrument d'équilibrage fournit deux nombres par plan : masse (quel poids) et angle (où le placer). L'angle est toujours référencé par rapport à la position du poids d'essai.

Logiciel Balanset-1A — fenêtre de résultats d’équilibrage biplan affichant la masse de correction et l’angle sur un diagramme polaire
Écran de résultats Balanset‑1A : le logiciel calcule la masse et l’angle de correction pour chaque plan et affiche les vecteurs sur un diagramme polaire. Les vecteurs rouges indiquent la correction requise ; les verts indiquent les vibrations résiduelles après le réglage.

Comment mesurer l'angle

Graphique polaire montrant l'angle du poids de correction par rapport à la position du poids d'essai
  • Point de référence (0°) : La position angulaire où vous avez placé le poids d'essai. Marquez-la clairement sur le rotor avant l'essai.
  • Sens de mesure : toujours dans le sens de rotation du rotor.
  • Lire l'angle : L'instrument affiche l'angle f₁ pour le plan 1 et f₂ pour le plan 2. À partir de la marque du poids d'essai, comptez autant de degrés dans le sens de rotation — c'est là que se place le poids de correction.
  • En cas de retrait de masse : Placez la correction à 180° de la position " ajouter " indiquée.

Répartition du poids en positions fixes

Graphique polaire montrant la répartition du poids en deux positions fixes de trous de boulons

Lorsque le rotor comporte des trous pré-percés ou des points de fixation fixes (par exemple, les boulons des pales du ventilateur), il se peut que vous ne puissiez pas placer un poids à l'angle exact calculé. Le Balanset-1A comprend un fonction de répartition du poidsVous entrez les angles des deux positions disponibles les plus proches, et le logiciel décompose le vecteur de correction unique en deux pondérations plus faibles à ces positions. L'effet combiné correspond au vecteur d'origine.

Plans de correction et placement des capteurs

Schéma illustrant les plans de correction et les points de mesure des capteurs sur un rotor

Le plan de correction correspond à la position axiale sur le rotor où l'on ajoute ou retire de la masse. Le capteur mesure les vibrations au niveau du palier le plus proche. Quelques règles essentielles :

  • Le capteur se place sur le logement du roulement. — aussi près que possible de l’axe du palier, dans la direction radiale (horizontale de préférence).
  • Le plan 1 correspond au capteur 1, Plan 2 vers Capteur 2. Veillez à conserver une numérotation cohérente, sinon le logiciel inversera les plans de correction.
  • Maximiser la séparation des plans : Plus les deux plans de correction sont éloignés, meilleure est la résolution du couple. L'écart minimal pratique est d'un tiers de la portée de l'appui.
  • Choisissez des positions accessibles : Le plan de correction doit être un endroit où vous pouvez physiquement fixer des poids — un bord de bride, un cercle de boulons, une jante ou une surface de soudure.
Rotor de broyeur montrant les plans de correction (bleu 1 et 2) et les points d'installation des poids (rouge 1 et 2)

Sur la photo ci-dessus, un rotor de broyeur est préparé pour un équilibrage sur deux plans. Les repères bleus 1 et 2 indiquent la position des capteurs sur les paliers. Les repères rouges 1 et 2 indiquent les plans de correction — ici, les extrémités à brides du corps du rotor où seront soudées les masses.

Rotor en porte-à-faux (en surplomb)

Les rotors en porte-à-faux (roues de ventilateurs, volants d'inertie montés hors de la portée des paliers, roues de pompes) nécessitent une configuration différente des capteurs et des plans de correction. Les deux plans de correction se trouvent du même côté des paliers, et le positionnement des capteurs doit tenir compte du déséquilibre amplifié par la masse en porte-à-faux.

Schéma de connexion du capteur et de disposition du plan de correction pour un rotor en porte-à-faux — Configuration à deux plans Balanset-1A
Schéma de connexion des capteurs pour un rotor en porte-à-faux : les deux plans de correction sont situés à l’extérieur de la portée du palier.
Équilibrage du rotor en porte-à-faux sur le terrain — positions du capteur et du plan de correction marquées sur l'équipement réel
Exemple concret : rotor en porte-à-faux avec marquage des positions du capteur et du plan de correction.

Applications par type de machine

Ventilateurs et souffleurs industriels
600–3 600 tr/min · G 6,3 · Biplan
L'équilibrage sur site est l'opération la plus courante. Ventilateurs centrifuges, axiaux, soufflantes. Surveillez l'accumulation de poussière sur les pales : elle modifie l'équilibre au fil du temps. Rééquilibrez après nettoyage ou remplacement des pales.
Rotors de broyeur et de faucheuse à fléaux
1 800–2 500 tr/min · G 16 · Deux plans
Rotors lourds (80–200 kg) à pales remplaçables. Un balourd apparaît après l'usure ou le remplacement des pales. Correction sur deux plans au niveau des brides d'extrémité du rotor. Amélioration typique : 12 → 1 mm/s.
Concasseurs et broyeurs à marteaux
600–1 200 tr/min · G 16 · Deux plans
Rotors extrêmement lourds (200 à plus de 1 000 kg). Les masses d'essai sont importantes (boulons de 5 à 15 kg). Le faible régime moteur autorise un balourd important, mais les charges d'impact et le coût des roulements justifient l'équilibrage.
Centrifugeuses
1 000 à 10 000 tr/min · G 2,5 à 6,3 · Deux plans
Centrifugeuses à panier ou à disque utilisées dans l'agroalimentaire, la chimie et la pharmacie. Les hautes vitesses exigent une grande précision. L'équilibrage sur site évite un démontage long et fastidieux. Vérifier l'absence de dépôts de produit à l'intérieur du tambour.
Moteurs et générateurs électriques
750–3 600 tr/min · G 2,5 · Biplan
Les induits des moteurs sont équilibrés en usine, mais un rééquilibrage est nécessaire après une réparation de l'enroulement, un remplacement de roulement ou un changement d'accouplement. Pour de meilleurs résultats, effectuez le test avec la moitié de l'accouplement fixée.
Vis sans fin et rotors pour moissonneuses-batteuses
400–1 200 tr/min · G 16 · Deux plans
Les longues vis sans fin et les rotors de battage compensent les déséquilibres de terre et de résidus de récolte. Un équilibrage saisonnier avant la récolte prévient les défaillances des roulements au champ. Des masselottes de correction sont soudées aux aubes.
turbines de pompe
1 450–3 600 tr/min · G 6,3 · Monoplan ou biplan
Les roues à aubes en porte-à-faux, si elles sont étroites, ne nécessitent souvent qu'une correction sur un seul plan. Pour les pompes multicellulaires, chaque roue est équilibrée individuellement sur un mandrin avant l'assemblage.
Turbocompresseurs
30 000 à 300 000 tr/min · G 1,0 · Biplan
Les très hautes vitesses exigent une tolérance G 1.0 ou plus stricte. L'enlèvement de matière se fait par rectification ; aucun poids soudé n'est nécessaire à ces vitesses. Des capteurs de vibrations haute fréquence sont requis.

Méthodes de fixation des poids

Méthode Pièce jointe Idéal pour Limites
Soudage Rondelles ou plaques d'acier soudées par points sur la jante du rotor Broyeurs, concasseurs, rotors industriels lourds Permanent. Ne peut être utilisé sur l'aluminium ou l'acier inoxydable sans tige spéciale.
Boulons et écrous Boulons passant par des trous pré-percés avec des écrous de blocage Roues de ventilateur, volants d'inertie, brides d'accouplement Nécessite des trous existants ou de nouveaux forages
colliers de serrage Collier de serrage en acier inoxydable avec poids pris en sandwich Arbres, rouleaux, rotors cylindriques dans le champ Temporaire ou semi-permanent. Vérifier le couple de serrage.
Clip à vis de réglage Poids préfabriqués à clipser (comme les poids pour pneus) Pales de ventilateur, jantes fines, rotors légers Plage de masse limitée. Risque de patinage à haut régime.
Adhésif (époxy) Poids collé à la surface Rotors de précision, environnements propres Nécessite une surface propre et sèche. Température limite : environ 120 °C.
enlèvement de matière Perçage ou meulage du matériau loin du côté lourd Turbocompresseurs, broches à grande vitesse, turbines Permanent et précis, mais irréversible. À utiliser lorsque l'ajout de poids n'est pas sans danger.

Erreurs courantes lors de l'équilibrage des champs

# Erreur Conséquence Réparer
1 Capteur monté sur une protection ou un couvercle La résonance du couvercle fausse les mesures d'amplitude et de phase → correction erronée Toujours monter sur la surface métallique du logement de roulement
2 Poids d'essai trop léger Les variations de phase et d'amplitude sont dans la bande de bruit → les coefficients d'influence sont peu fiables Assurez-vous d'une variation d'amplitude ≥ 30% ou d'un déphasage ≥ 30° sur au moins un capteur
3 Variation de vitesse entre les courses Les vibrations à 1× varient avec le régime moteur au carré — même une variation de vitesse du 5% perturbe les données Utilisez un tachymètre pour un suivi précis du régime moteur. Attendez que la vitesse se stabilise.
4 Oublier de retirer le poids d'essai Le calcul de correction inclut l'effet du poids d'essai → le résultat est dénué de sens. Suivez une procédure stricte : retirez le poids d’essai avant d’installer les poids de correction.
5 Confondre l'avion 1 et l'avion 2 Les poids correcteurs sont mal positionnés → les vibrations augmentent Identifiez clairement les capteurs et les plans. Capteur 1 → Plan 1, Capteur 2 → Plan 2
6 Mesure de l'angle opposé à la rotation La correction s'effectue de 360° − f au lieu de f → côté opposé du rotor Vérifiez le sens de rotation avant de commencer. Mesurez toujours dans le sens de rotation.
7 Croissance thermique pendant les essais Les variations du jeu des paliers entre les essais de démarrage à froid → mesures de dérive Soit vous vous échauffez jusqu'à atteindre un état stable avant la course 0, soit vous effectuez toutes les courses rapidement (moins de 5 min d'intervalle).
8 Utilisation d'un plan unique sur un rotor long Le déséquilibre du couple reste non corrigé → les vibrations peuvent même augmenter au niveau du palier opposé Utilisez l'équilibrage à deux plans pour tout rotor où le rapport L/D est supérieur ou égal à 0,14 ou lorsque l'écartement entre les plans est significatif.

Rapport de terrain : Équilibrage du rotor du broyeur

Données réelles sur le terrain · Février 2025
Broyeur à fléaux — Maschio Bisonte 280
Vibration avant
12,4 mm/s
Vibration après
0,8 mm/s
Réduction
93.5%
Temps passé sur place
38 min

Machine: Broyeur à fléaux Maschio Bisonte 280, rotor de 165 kg, prise de force à 2 100 tr/min. Le client a signalé de fortes vibrations après le remplacement de 8 fléaux.

Mise en place : Deux accéléromètres sur les paliers, tachymètre laser sur l'arbre de prise de force. Mode deux plans Balanset-1A.

Exécution 0 : Capteur 1 = 12,4 mm/s à 47°, Capteur 2 = 8,9 mm/s à 213°. Zone D (danger) de la norme ISO 10816-3.

Essais : Poids d'essai de 500 g utilisé dans les deux plans. Réponse nette — variation d'amplitude > 60% aux deux capteurs.

Correction: Plan 1 : 340 g soudés à 128°. Plan 2 : 215 g soudés à 276°.

Vérification : Capteur 1 = 0,8 mm/s, Capteur 2 = 0,6 mm/s. Zone ISO A (correcte). Aucun réglage nécessaire.

Équilibrage dynamique à deux plans d'un ventilateur

Les ventilateurs industriels (centrifuges, axiaux et à flux mixte) figurent parmi les rotors les plus fréquemment équilibrés sur site. La procédure ci-dessous décrit un équilibrage réel à deux plans sur un ventilateur radial à l'aide du Balanset-1A.

Détermination des plans et installation des capteurs

Nettoyez les surfaces d'installation des capteurs afin d'éliminer toute trace de saleté et d'huile. Les capteurs doivent s'ajuster parfaitement à la surface métallique du logement de roulement ; ne les montez jamais sur des couvercles, des protections ou des panneaux de tôle non supportés.

Schéma de connexion des capteurs pour l'équilibrage à deux plans d'un ventilateur — Configuration Balanset-1A avec plans de correction marqués
Schéma de connexion du capteur et disposition du plan de correction pour une turbine de ventilateur montée en porte-à-faux.
Rotor de ventilateur avec positions des capteurs et plans de correction marqués en zones rouges et vertes
Positions du capteur et du plan de correction sur un rotor de ventilateur : Capteur 1 (rouge) près de l'avant, Capteur 2 (vert) près de l'arrière.
  • Capteur 1 (rouge) : Installez-le plus près de l'avant du ventilateur (côté plan 1).
  • Capteur 2 (vert) : Installez-le plus près de l'arrière du ventilateur (côté Plan 2).
  • Avion 1 (zone rouge) : Plan de correction sur le disque de la turbine, plus près de l'avant.
  • Avion 2 (zone verte) : Plan de correction plus proche de la plaque arrière ou du moyeu.

Raccordez les deux capteurs de vibrations et le tachymètre laser au Balanset‑1A. Fixez du ruban réfléchissant sur l'arbre ou le moyeu pour la référence du régime moteur.

Processus d'équilibrage

Mettez le ventilateur en marche et effectuez les premières mesures de vibration (Essai 0). Installez une masse d'essai de masse connue sur le plan 1 à un point quelconque, mettez le ventilateur en marche et enregistrez la variation de vibration (Essai 1). Déplacez la masse d'essai sur le plan 2 à un point quelconque, mettez le ventilateur en marche à nouveau et enregistrez la mesure (Essai 2). Le logiciel Balanset-1A utilise ces trois mesures pour calculer la masse et l'angle de correction pour chaque plan.

Installation de masselottes de correction sur une roue de ventilateur après équilibrage sur deux plans avec Balanset-1A
Poids de correction installés sur la roue du ventilateur aux positions calculées par le Balanset‑1A.

Mesure d'angle pour les poids de correction du ventilateur

L'angle est mesuré à partir de la position du poids d'essai dans le sens de rotation du ventilateur, exactement comme décrit dans le Mesure de l'angle de correction Voir la section ci-dessus. Marquez l'emplacement du poids d'essai (référence 0°), puis comptez l'angle indiqué dans le sens de rotation pour trouver la position du poids de correction.

Capture d'écran du logiciel Balanset-1A affichant les résultats d'équilibrage sur deux plans pour un ventilateur — diagramme polaire avec vecteurs de correction
Écran de résultat d'équilibrage à deux plans Balanset‑1A : masse et angle de correction affichés pour les deux plans.

En fonction des angles et des masses calculés par le logiciel, installez les masses de correction sur les plans 1 et 2. Relancez le ventilateur et vérifiez que les vibrations ont diminué jusqu'à un niveau acceptable. ISO 21940‑11 (Généralement G 6.3 pour les ventilateurs à usage général). Si les vibrations résiduelles restent supérieures à la valeur cible, effectuez un cycle de réglage.

Questions fréquemment posées

L'équilibrage statique corrige le balourd dans un seul plan : le centre de gravité du rotor est ramené sur son axe de rotation. Il convient aux pièces étroites, en forme de disque, dont le diamètre est supérieur à sept fois la largeur. L'équilibrage dynamique corrige le balourd simultanément dans deux plans, prenant en compte à la fois le déséquilibre de force et le déséquilibre de couple. Il est indispensable pour tout rotor allongé dont les masses sont réparties le long de l'arbre. Un rotor peut être équilibré statiquement tout en présentant un balourd dynamique : la composante de couple est invisible tant que le rotor ne tourne pas.
Utilisez la formule : Mt = Mr × K / (Rt × (N/100)²), où M est en grammes, R en cm et N en tr/min. K est le coefficient de rigidité du support (1 = souple, 3 = moyen, 5 = rigide). L'objectif est de produire une variation d'amplitude d'au moins 20 à 30° ou un déphasage de 20 à 30°. Ou bien, évitez les calculs et utilisez notre calculateur de poids d'essai en ligne. À basse vitesse, en dessous de 500 tr/min, utilisez plutôt la règle statique 10% : masse d'essai = 10% de masse du rotor / rayon de correction.
Utilisez un plan unique pour les rotors étroits en forme de disque dont le diamètre dépasse sept fois la largeur axiale (volants d'inertie, meules, lames de scie). Utilisez un plan double pour les pièces plus longues (arbres, turbines de ventilateur, rotors de broyeur, rouleaux, pompes multicellulaires). En cas de doute, privilégiez toujours le plan double : il détecte les balourds que le plan unique ne repère pas et ne nécessite qu'une seule mesure supplémentaire (environ 10 minutes).
La norme ISO 21940-11:2016 est la norme actuelle pour les rotors rigides. Elle a remplacé la norme ISO 1940-1:2003. Elle définit des classes de qualité d'équilibrage allant de G 0,4 (gyroscopes) à G 4000 (vilebrequins de moteurs diesel marins à faible vitesse). Classes courantes : G 6,3 pour les ventilateurs et les pompes, G 2,5 pour les moteurs électriques, G 1,0 pour les rotors de turbocompresseurs et G 16 pour les machines agricoles et les concasseurs. Le produit de la classe par la vitesse angulaire donne la vitesse maximale admissible du centre de gravité (CG) en mm/s ; à partir de là, on calcule la masse résiduelle admissible au rayon de correction.
L'instrument calcule l'angle de correction par rapport à la position du poids d'essai. Marquez l'emplacement du poids d'essai : ce sera votre référence à 0°. Mesurez ensuite l'angle indiqué dans le sens de rotation du rotor à partir de ce point de référence. Le poids de correction se place à l'endroit obtenu. Si l'instrument indique de retirer du poids, placez-le à 180° de l'autre côté. Utilisez un rapporteur ou divisez la circonférence en segments marqués avant de commencer.
Oui, c'est ce qu'on appelle l'équilibrage sur site ou l'équilibrage in situ. On installe des capteurs de vibrations sur les paliers, on fixe une référence tachymétrique et on fait tourner la machine à sa vitesse de fonctionnement. Un instrument portable comme le Balanset-1A vous guide tout au long de la procédure d'essai de poids et calcule les corrections. L'équilibrage sur site permet de gagner des heures de démontage, d'éliminer les erreurs d'alignement lors du remontage et d'équilibrer le rotor dans des conditions réelles de fonctionnement, en tenant compte notamment de l'effet de l'accouplement, de la dilatation thermique et de la rigidité réelle des paliers.

Équipement pour l'équilibrage sur le terrain

Le Balanset‑1A Il s'agit d'un instrument portable à deux canaux permettant l'équilibrage dynamique sur un et deux plans, ainsi que l'analyse des vibrations (vitesse globale, spectres, forme d'onde). Il est livré en kit complet :

  • 2 capteurs de vibrations piézoélectriques avec supports magnétiques
  • Tachymètre laser (capteur de régime sans contact) avec ruban réfléchissant
  • Unité de mesure USB (se connecte à n'importe quel ordinateur portable Windows)
  • Logiciels : assistant d’équilibrage, vibromètre, analyseur de spectre
  • Étui de transport contenant tous les câbles et accessoires

Plage de régime moteur : 300 à 100 000 tr/min. Plage de vibrations : 0,5 à 80 mm/s RMS. Précision de phase : ±1°. Le logiciel inclut le fractionnement du poids, les essais de réglage, le contrôle des tolérances et la génération de rapports. Poids du kit complet : 3,5 kg.

Balanset‑1A — Équilibreur et analyseur de vibrations portables
Deux canaux. Deux plans. Un seul instrument pour l'équilibrage sur site, la mesure des vibrations et la vérification des tolérances ISO.
€1,975
Commandez maintenant Poser la question via WhatsApp
Balanset-1A, équilibreuse et analyseur de vibrations portable — kit complet avec capteurs, tachymètre et mallette de transport
NS
Nikolai Shelkovenko
PDG et ingénieur de terrain · Vibromera
Plus de 13 ans d'expérience dans le diagnostic des vibrations et l'équilibrage sur site. J'ai personnellement équilibré plus de 2 000 rotors pour broyeurs, ventilateurs, concasseurs, centrifugeuses et moissonneuses-batteuses dans plus de 20 pays.
← Retour à la base de connaissances
Catégories : ExempleCrashersRouesMulchersrotors
Tags :

0 commentaires

Laisser un commentaire

Espace réservé pour l'avatar
WhatsApp