Vue d'ensemble

En pratique, l'équilibrage d'un rotor ne se résume presque jamais au simple calcul et à l'installation d'une masse de correction. Théoriquement, l'algorithme est bien connu et l'instrument effectue tous les calculs automatiquement, mais le résultat final dépend bien plus du comportement de l'objet lui-même que du dispositif d'équilibrage. C'est pourquoi, en situation réelle, il arrive fréquemment que l'équilibrage “ ne fonctionne pas ”, que les coefficients d'influence varient, que les vibrations deviennent instables et que le résultat ne soit pas reproductible d'un essai à l'autre.

Vibrations linéaires et non linéaires, leurs caractéristiques et méthodes d'équilibrage

Pour réussir à équilibrer un objet, il faut comprendre comment il réagit à l'ajout ou à la suppression de masse. Dans ce contexte, les concepts d'objets linéaires et non linéaires jouent un rôle essentiel. Comprendre si un objet est linéaire ou non linéaire permet de sélectionner la stratégie d'équilibrage appropriée et d'atteindre le résultat souhaité.

Les objets linéaires occupent une place particulière dans ce domaine en raison de leur prévisibilité et de leur stabilité. Ils permettent l'utilisation de méthodes de diagnostic et d'équilibrage simples et fiables, faisant de leur étude une étape importante dans le diagnostic vibratoire.

objets linéaires et non linéaires

La plupart de ces problèmes trouvent leur origine dans une distinction fondamentale, mais souvent sous-estimée, entre objets linéaires et non linéaires. Du point de vue de l'équilibrage, un objet linéaire est un système dans lequel, à vitesse de rotation constante, l'amplitude de vibration est proportionnelle au balourd et la phase de vibration suit la position angulaire de la masse déséquilibrée de manière parfaitement prévisible. Dans ces conditions, le coefficient d'influence est constant. Tous les algorithmes d'équilibrage dynamique standard, y compris ceux implémentés dans le Balanset-1A, sont conçus précisément pour de tels objets.

Pour un objet linéaire, le processus d'équilibrage est prévisible et stable. L'ajout d'une masse d'essai induit une modification proportionnelle de l'amplitude et de la phase des vibrations. Des essais répétés produisent le même vecteur de vibration, et la masse de correction calculée reste valide. Ces objets se prêtent aussi bien à un équilibrage ponctuel qu'à un équilibrage en série utilisant des coefficients d'influence mémorisés.

Un objet non linéaire se comporte de manière fondamentalement différente. Le principe même du calcul d'équilibrage est remis en cause. L'amplitude des vibrations n'est plus proportionnelle au balourd, la phase devient instable et le coefficient d'influence varie en fonction de la masse du contrepoids d'essai, du mode de fonctionnement, voire du temps. En pratique, cela se traduit par un comportement chaotique du vecteur de vibration : après l'ajout d'un contrepoids d'essai, la variation de vibration peut être trop faible, excessive ou tout simplement non reproductible.

Que sont les objets linéaires ?

Un objet linéaire est un système où la vibration est directement proportionnelle à l’ampleur du déséquilibre.

Dans le contexte de l'équilibrage, un objet linéaire est un modèle idéal caractérisé par une relation de proportionnalité directe entre l'amplitude du balourd (masse déséquilibrée) et l'amplitude des vibrations. Autrement dit, si le balourd est doublé, l'amplitude des vibrations doublera également, à condition que la vitesse de rotation du rotor reste constante. Inversement, la réduction du balourd diminuera proportionnellement les vibrations.

Contrairement aux systèmes non linéaires, où le comportement d’un objet peut varier en fonction de nombreux facteurs, les objets linéaires permettent un niveau de précision élevé avec un minimum d’effort.

De plus, ils servent de base à la formation et à la pratique des équilibreurs. La compréhension des principes des objets linéaires permet de développer des compétences qui peuvent ensuite être appliquées à des systèmes plus complexes.

Représentation graphique de la linéarité

Imaginez un graphique où l'axe horizontal représente l'amplitude du déséquilibre (la masse non équilibrée) et l'axe vertical l'amplitude des vibrations. Pour un objet linéaire, ce graphique sera une droite passant par l'origine (le point où l'amplitude du déséquilibre et l'amplitude des vibrations sont nulles). La pente de cette droite caractérise la sensibilité de l'objet au déséquilibre : plus la pente est forte, plus les vibrations sont importantes pour un même déséquilibre.

Graphique 1 : Relation entre l'amplitude des vibrations (µm) et la masse déséquilibrée (g)

Le graphique 1 illustre la relation entre l'amplitude de vibration (µm) d'un objet d'équilibrage linéaire et la masse non équilibrée (g) du rotor. Le coefficient de proportionnalité est de 0,5 µm/g. En divisant simplement 300 par 600, on obtient 0,5 µm/g. Pour une masse non équilibrée de 800 g (UM = 800 g), la vibration sera de 800 g * 0,5 µm/g = 400 µm. Notez que cela s'applique à une vitesse de rotor constante. À une vitesse de rotation différente, le coefficient sera différent.

Ce coefficient de proportionnalité est appelé coefficient d'influence (coefficient de sensibilité) et a pour dimension µm/g ou, dans les cas de déséquilibre, µm/(g*mm), où (g*mm) est l'unité de déséquilibre. Connaissant le coefficient d'influence (IC), il est également possible de résoudre le problème inverse, à savoir déterminer la masse non équilibrée (UM) en fonction de l'amplitude des vibrations. Pour ce faire, il faut diviser l'amplitude des vibrations par l'IC.

Par exemple, si la vibration mesurée est de 300 µm et que le coefficient connu est IC=0,5 µm/g, divisez 300 par 0,5 pour obtenir 600 g (UM=600 g).

Coefficient d'influence (IC) : paramètre clé des objets linéaires

Une caractéristique essentielle d'un objet linéaire est son coefficient d'influence (CI). Numériquement égal à la tangente de la pente de la droite sur le graphique des vibrations en fonction du balourd, il indique la variation d'amplitude des vibrations (en micromètres, µm) lorsqu'une unité de masse (en grammes, g) est ajoutée dans un plan de correction spécifique à une vitesse de rotation donnée. Autrement dit, le CI mesure la sensibilité de l'objet au balourd. Son unité de mesure est le µm/g, ou, lorsque le balourd est exprimé comme le produit de la masse et du rayon, le µm/(g·mm).

Le coefficient de frottement interne (CI) est en quelque sorte le " passeport " d'un objet linéaire, permettant de prédire son comportement lorsqu'on ajoute ou retire de la masse. La connaissance du CI permet de résoudre à la fois le problème direct – déterminer l'amplitude des vibrations pour un déséquilibre donné – et le problème inverse – calculer l'amplitude du déséquilibre à partir des vibrations mesurées.

Problème direct :

Problème inverse :

Phase de vibration dans les objets linéaires

Outre l'amplitude, la vibration est également caractérisée par sa phase, qui indique la position du rotor au moment de l'écart maximal par rapport à sa position d'équilibre. Pour un objet linéaire, la phase de vibration est également prévisible. Elle est la somme de deux angles :

1. L'angle qui détermine la position de la masse déséquilibrée globale du rotor. Cet angle indique la direction dans laquelle le déséquilibre principal est concentré.
2. L'argument du coefficient d'influence. Il s'agit d'un angle constant qui caractérise les propriétés dynamiques de l'objet et qui ne dépend pas de l'amplitude ni de l'angle de l'installation de masse déséquilibrée.

Ainsi, en connaissant l'argument IC et en mesurant la phase de vibration, il est possible de déterminer l'angle d'installation du balourd. Cela permet non seulement de calculer la grandeur de la masse corrective mais aussi son placement précis sur le rotor pour obtenir un équilibre optimal.

Équilibrage des objets linéaires

Il est important de noter que pour un objet linéaire, le coefficient d'influence (CI) déterminé de cette manière ne dépend pas de l'amplitude ou de l'angle d'installation de la masse d'essai, ni de la vibration initiale. Il s'agit là d'une caractéristique clé de la linéarité. Si le CI reste inchangé lorsque les paramètres de la masse d'essai ou de la vibration initiale sont modifiés, on peut affirmer avec certitude que l'objet se comporte de manière linéaire dans la plage de déséquilibres considérée.

Étapes pour équilibrer un objet linéaire

1. Mesure de la vibration initiale : La première étape consiste à mesurer la vibration dans son état initial. L'amplitude et l'angle de vibration, qui indiquent la direction du déséquilibre, sont déterminés.
2. Installation d'une masse d'essai : Une masse de poids connu est installée sur le rotor. Cela permet de comprendre comment l'objet réagit aux charges supplémentaires et de calculer les paramètres de vibration.
3. Remesurage des vibrations : Après l'installation de la masse d'essai, de nouveaux paramètres de vibration sont mesurés. En les comparant aux valeurs initiales, il est possible de déterminer comment la masse affecte le système.
4. Calcul de la masse corrective : Sur la base des données de mesure, la masse et l'angle d'installation du poids correcteur sont déterminés. Ce poids est placé sur le rotor pour éliminer le déséquilibre.
5. Vérification finale : Après l'installation du poids correcteur, les vibrations devraient être considérablement réduites. Si les vibrations résiduelles dépassent toujours le niveau acceptable, la procédure peut être répétée.

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Équilibrage en série et coefficients stockés

L'équilibrage en série mérite une attention particulière. Il peut accroître significativement la productivité, mais uniquement lorsqu'il est appliqué à des objets linéaires et stables en vibration. Dans ce cas, les coefficients d'influence obtenus sur le premier rotor peuvent être réutilisés pour les rotors identiques suivants. Cependant, dès que la rigidité du support, la vitesse de rotation ou l'état des paliers changent, la répétabilité est compromise et l'approche en série devient inopérante.

Objets non linéaires : quand la théorie s'écarte de la pratique

Qu'est-ce qu'un objet non linéaire ?

Un objet non linéaire est un système dans lequel l'amplitude des vibrations n'est pas proportionnelle à l'ampleur du déséquilibre. Contrairement aux objets linéaires, où la relation entre la vibration et la masse du déséquilibre est représentée par une ligne droite, dans les systèmes non linéaires, cette relation peut suivre des trajectoires complexes.

Dans le monde réel, tous les objets ne se comportent pas de manière linéaire. Les objets non linéaires présentent une relation entre déséquilibre et vibration qui n'est pas directement proportionnelle. Cela signifie que le coefficient d'influence n'est pas constant et peut varier en fonction de plusieurs facteurs, tels que :

• Ampleur du déséquilibre : L'augmentation du déséquilibre peut modifier la rigidité des supports du rotor, entraînant des variations non linéaires des vibrations.
• Vitesse de rotation: Différents phénomènes de résonance peuvent être excités à des vitesses de rotation variables, entraînant également un comportement non linéaire.
• Présence de jeux et d'espaces vides : Les jeux et les écarts dans les roulements et autres connexions peuvent provoquer des changements brusques de vibrations dans certaines conditions.
• Température: Les changements de température peuvent affecter les propriétés du matériau et, par conséquent, les caractéristiques vibratoires de l’objet.
• Charges externes : Les charges externes agissant sur le rotor peuvent modifier ses caractéristiques dynamiques et conduire à un comportement non linéaire.

Pourquoi les objets non linéaires sont-ils un défi ?

La non-linéarité introduit de nombreuses variables dans le processus d'équilibrage. Un travail réussi avec des objets non linéaires nécessite davantage de mesures et une analyse plus complexe. Par exemple, les méthodes standard applicables aux objets linéaires ne donnent pas toujours des résultats précis pour les systèmes non linéaires. Cela nécessite une compréhension plus approfondie de la physique du processus et l'utilisation de méthodes de diagnostic spécialisées.

Signes de non-linéarité

Un objet non linéaire peut être identifié par les signes suivants :

• Changements de vibrations non proportionnels : À mesure que le déséquilibre augmente, les vibrations peuvent croître plus rapidement ou plus lentement que prévu pour un objet linéaire.
• Déphasage des vibrations : La phase de vibration peut changer de manière imprévisible avec des variations de déséquilibre ou de vitesse de rotation.
• Présence d'harmoniques et de sous-harmoniques : Le spectre de vibration peut présenter des harmoniques plus élevées (multiples de la fréquence de rotation) et des sous-harmoniques (fractions de la fréquence de rotation), indiquant des effets non linéaires.
• Hystérèse: L'amplitude des vibrations peut dépendre non seulement de la valeur actuelle du déséquilibre, mais également de son historique. Par exemple, lorsque le déséquilibre augmente puis diminue jusqu'à sa valeur initiale, l'amplitude des vibrations peut ne pas revenir à son niveau d'origine.

La non-linéarité introduit de nombreuses variables dans le processus d'équilibrage. Des mesures supplémentaires et des analyses complexes sont nécessaires pour un fonctionnement réussi. Par exemple, les méthodes standard applicables aux objets linéaires ne donnent pas toujours des résultats précis pour les systèmes non linéaires. Cela nécessite une compréhension plus approfondie de la physique du processus et l'utilisation de méthodes de diagnostic spécialisées.

Représentation graphique de la non-linéarité

Sur un graphique de vibration par rapport au déséquilibre, la non-linéarité est évidente dans les écarts par rapport à une ligne droite. Le graphique peut comporter des courbures, des boucles d'hystérésis et d'autres caractéristiques qui indiquent une relation complexe entre déséquilibre et vibration.

Graphique 2. Objet non linéaire

50 g ; 40 μm (jaune), 100 g ; 54,7 μm (bleu).

Cet objet présente deux segments, deux lignes droites. Pour les déséquilibres inférieurs à 50 grammes, le graphique reflète les propriétés d'un objet linéaire, en maintenant la proportionnalité entre le déséquilibre en grammes et l'amplitude de vibration en microns. Pour les déséquilibres supérieurs à 50 grammes, la croissance de l'amplitude de vibration ralentit.

Exemples d'objets non linéaires

Voici des exemples d’objets non linéaires dans le contexte de l’équilibrage :

• Rotors avec fissures : Les fissures dans le rotor peuvent entraîner des changements non linéaires de rigidité et, par conséquent, une relation non linéaire entre les vibrations et le déséquilibre.
• Rotors avec jeux de paliers : Les jeux dans les roulements peuvent provoquer des changements brusques de vibrations dans certaines conditions.
• Rotors avec éléments élastiques non linéaires : Certains éléments élastiques, tels que les amortisseurs en caoutchouc, peuvent présenter des caractéristiques non linéaires, affectant la dynamique du rotor.

Types de non-linéarité

1. Non-linéarité souple-rigide

Dans de tels systèmes, on observe deux segments : souple et rigide. Dans le segment souple, le comportement ressemble à la linéarité, où l'amplitude des vibrations augmente proportionnellement à la masse du déséquilibre. Cependant, après un certain seuil (point d'arrêt), le système passe à un mode rigide, où la croissance de l'amplitude ralentit.

2. Non-linéarité élastique

Les variations de rigidité des supports ou des contacts au sein du système rendent la relation vibration-déséquilibre complexe. Par exemple, les vibrations peuvent augmenter ou diminuer brusquement lors du franchissement de seuils de charge spécifiques.

3. Non-linéarité induite par la friction

Dans les systèmes à frottement important (par exemple dans les roulements), l'amplitude des vibrations peut être imprévisible. Le frottement peut réduire les vibrations dans une plage de vitesse et les amplifier dans une autre.

Causes courantes de non-linéarité

Les causes les plus fréquentes de non-linéarité sont l'augmentation du jeu des paliers, leur usure, le frottement à sec, le desserrage des supports, les fissures dans la structure et le fonctionnement à proximité des fréquences de résonance. Souvent, l'objet présente une non-linéarité dite « souple-rigide ». À de faibles niveaux de balourd, le système se comporte de manière quasi linéaire, mais lorsque les vibrations augmentent, les éléments les plus rigides des supports ou du carter entrent en jeu. Dans de tels cas, l'équilibrage n'est possible que dans une plage de fonctionnement étroite et ne garantit pas des résultats stables à long terme.

Instabilité vibratoire

Un autre problème majeur est l'instabilité vibratoire. Même un objet formellement linéaire peut présenter des variations d'amplitude et de phase au fil du temps. Ceci est dû aux effets thermiques, aux variations de viscosité du lubrifiant, à la dilatation thermique et au frottement instable des supports. Par conséquent, des mesures effectuées à quelques minutes d'intervalle seulement peuvent produire des vecteurs de vibration différents. Dans ces conditions, toute comparaison pertinente des mesures devient impossible et le calcul d'équilibrage perd en fiabilité.

Équilibrage proche de la résonance

L'équilibrage à proximité de la résonance est particulièrement problématique. Lorsque la fréquence de rotation coïncide avec, ou est proche de, une fréquence propre du système, même un faible balourd provoque une forte augmentation des vibrations. La phase de vibration devient extrêmement sensible aux moindres variations de vitesse. L'objet entre alors dans un régime non linéaire, et l'équilibrage dans cette zone perd tout son sens. Dans de tels cas, il est nécessaire de modifier la vitesse de fonctionnement ou la structure mécanique avant d'envisager un équilibrage.

Vibrations élevées après un équilibrage “ réussi ”.

En pratique, il arrive fréquemment qu'après une procédure d'équilibrage formellement réussie, le niveau de vibration global reste élevé. Ceci n'indique ni une erreur de l'instrument ni une erreur de l'opérateur. L'équilibrage élimine uniquement le balourd. Si les vibrations sont dues à des défauts de fondation, des fixations desserrées, un défaut d'alignement ou une résonance, l'ajout de masses correctrices ne résoudra pas le problème. Dans ces cas, l'analyse de la distribution spatiale des vibrations sur la machine et sa fondation permet d'identifier la cause réelle.

Équilibrer des objets non linéaires : une tâche complexe avec des solutions non conventionnelles

L'équilibrage d'objets non linéaires est une tâche difficile qui nécessite des méthodes et des approches spécialisées. La méthode standard de la masse d'essai, développée pour les objets linéaires, peut donner des résultats erronés ou être totalement inapplicable.

Méthodes d'équilibrage pour les objets non linéaires

• Équilibrage étape par étape : Cette méthode consiste à réduire progressivement le déséquilibre en installant des masses correctives à chaque étape. Après chaque étape, des mesures de vibrations sont effectuées et une nouvelle masse corrective est déterminée en fonction de l'état actuel de l'objet. Cette approche tient compte des variations du coefficient d'influence durant le processus d'équilibrage.
• Équilibrage à plusieurs vitesses : Cette méthode s'intéresse aux effets des phénomènes de résonance à différentes vitesses de rotation. L'équilibrage est réalisé à plusieurs vitesses proches de la résonance, ce qui permet une réduction des vibrations plus uniforme sur toute la plage de vitesses de fonctionnement.
• En utilisant des modèles mathématiques : Pour les objets non linéaires complexes, des modèles mathématiques décrivant la dynamique du rotor tout en tenant compte des effets non linéaires peuvent être utilisés. Ces modèles permettent de prédire le comportement de l'objet dans diverses conditions et de déterminer les paramètres d'équilibrage optimaux.

L'expérience et l'intuition d'un spécialiste sont essentielles à l'équilibrage d'objets non linéaires. Un équilibreur expérimenté sait reconnaître les signes de non-linéarité, choisir la méthode appropriée et l'adapter à la situation. L'analyse des spectres de vibration, l'observation des variations de vibration en fonction des paramètres de fonctionnement de l'objet et la prise en compte des caractéristiques de conception du rotor contribuent à prendre les bonnes décisions et à obtenir les résultats escomptés.

Comment équilibrer des objets non linéaires à l'aide d'un outil conçu pour les objets linéaires

C'est une bonne question. Ma méthode personnelle pour équilibrer de tels objets commence par la réparation du mécanisme : remplacement des roulements, soudure des fissures, serrage des boulons, vérification des ancrages ou des isolateurs de vibrations et vérification que le rotor ne frotte pas contre des éléments structurels fixes.

Ensuite, j'identifie les fréquences de résonance, car il est impossible d'équilibrer un rotor à des vitesses proches de la résonance. Pour ce faire, j'utilise la méthode d'impact pour déterminer la résonance ou un graphique de décélération du rotor.

Ensuite, je détermine la position du capteur sur le mécanisme : verticale, horizontale ou inclinée.

Après les essais, l'appareil indique l'angle et le poids des charges correctives. Je divise par deux le poids de la charge corrective mais j'utilise les angles suggérés par l'appareil pour le positionnement du rotor. Si les vibrations résiduelles après correction dépassent toujours le niveau acceptable, j'effectue un autre essai du rotor. Naturellement, cela prend plus de temps, mais les résultats sont parfois encourageants.

L'art et la science de l'équilibrage des équipements rotatifs

L'équilibrage d'équipements rotatifs est un processus complexe qui combine des éléments scientifiques et artistiques. Pour les objets linéaires, l'équilibrage implique des calculs relativement simples et des méthodes standard. Cependant, travailler avec des objets non linéaires nécessite une compréhension approfondie de la dynamique des rotors, la capacité d'analyser les signaux de vibration et la capacité de choisir les stratégies d'équilibrage les plus efficaces.

L'expérience, l'intuition et l'amélioration continue des compétences sont ce qui fait d'un équilibriste un véritable maître dans son domaine. Après tout, la qualité de l'équilibrage détermine non seulement l'efficacité et la fiabilité du fonctionnement de l'équipement, mais garantit également la sécurité des personnes.

répétabilité des mesures

Les problèmes de mesure jouent également un rôle majeur. Une installation incorrecte des capteurs de vibrations, des modifications des points de mesure ou une orientation inadéquate des capteurs affectent directement l'amplitude et la phase. Pour l'équilibrage, la simple mesure des vibrations ne suffit pas ; la répétabilité et la stabilité des mesures sont essentielles. C'est pourquoi, en pratique, l'emplacement et l'orientation des capteurs doivent être rigoureusement contrôlés.

Approche pratique pour les objets non linéaires

L'équilibrage d'un objet non linéaire commence toujours par l'évaluation de son comportement vibratoire, et non par l'installation d'une masse d'essai. Si l'amplitude et la phase dérivent nettement avec le temps, varient d'un démarrage à l'autre ou réagissent fortement à de faibles variations de vitesse, la première étape consiste à obtenir le mode de fonctionnement le plus stable possible. Sans cela, tout calcul sera aléatoire.

La première étape pratique consiste à choisir la vitesse appropriée. Les objets non linéaires sont extrêmement sensibles à la résonance ; l’équilibrage doit donc être effectué à une vitesse aussi éloignée que possible des fréquences naturelles. Cela implique souvent de se situer en dessous ou au-dessus de la plage de fonctionnement habituelle. Même si les vibrations sont plus importantes à cette vitesse, elles restent stables et il est préférable d’éviter un équilibrage en zone de résonance.

Il est ensuite important de minimiser toutes les sources de non-linéarité supplémentaire. Avant l'équilibrage, il convient de vérifier et de resserrer toutes les fixations, d'éliminer autant que possible les jeux et de contrôler le jeu des supports et des paliers. L'équilibrage ne compense pas les jeux ni les frottements, mais cela peut être possible si ces facteurs sont ramenés à un état stable.

Lorsqu'on travaille avec un objet non linéaire, il ne faut pas utiliser par habitude de faibles masses d'essai. Une masse trop faible ne permet souvent pas de positionner le système dans une zone de fonctionnement reproductible, et la variation de vibration devient comparable à un bruit d'instabilité. La masse d'essai doit être suffisamment importante pour induire une variation claire et reproductible du vecteur de vibration, mais pas trop importante pour éviter de faire basculer l'objet dans un régime de fonctionnement différent.

Les mesures doivent être effectuées rapidement et dans des conditions identiques. Plus l'intervalle entre les mesures est court, plus les paramètres dynamiques du système ont de chances de rester inchangés. Il est conseillé d'effectuer plusieurs essais de contrôle sans modifier la configuration afin de vérifier la constance du comportement de l'objet.

Il est primordial de fixer correctement les points de montage et l'orientation des capteurs de vibrations. Pour les objets non linéaires, même un faible déplacement du capteur peut entraîner des variations notables de phase et d'amplitude, susceptibles d'être interprétées à tort comme l'effet du poids d'essai.

Dans les calculs, il convient de s'intéresser non pas à la concordance numérique exacte, mais aux tendances. Si les vibrations diminuent de façon constante avec les corrections successives, cela indique que l'équilibrage progresse dans la bonne direction, même si les coefficients d'influence ne convergent pas formellement.

Il est déconseillé de stocker et de réutiliser les coefficients d'influence pour les objets non linéaires. Même si un cycle d'équilibrage réussit, lors du prochain démarrage, l'objet peut entrer dans un régime différent et les coefficients précédents ne seront plus valides.

Il convient de rappeler que l'équilibrage d'un objet non linéaire est souvent un compromis. L'objectif n'est pas d'obtenir les vibrations les plus faibles possibles, mais de stabiliser la machine et de garantir un fonctionnement reproductible avec un niveau de vibrations acceptable. Dans de nombreux cas, il s'agit d'une solution temporaire, en attendant la réparation des roulements, la remise en état des supports ou la modification de la structure.

Le principe pratique principal consiste à stabiliser l'objet avant de l'équilibrer, et seulement ensuite à évaluer le résultat. Si la stabilisation est impossible, l'équilibrage doit être considéré comme une mesure auxiliaire et non comme une solution définitive.

Technique de correction pondérale réduite

En pratique, lors de l'équilibrage d'objets non linéaires, une autre technique importante s'avère souvent efficace. Si l'instrument calcule un poids de correction à l'aide d'un algorithme standard, l'installation du poids calculé aggrave fréquemment la situation : les vibrations peuvent augmenter, la phase peut sauter et l'objet peut passer dans un mode de fonctionnement différent.

Dans de tels cas, l'utilisation d'un poids de correction réduit s'avère efficace — deux, voire trois fois inférieur à la valeur calculée par l'instrument. Ceci permet d'éviter de faire basculer le système hors de sa zone de linéarité conditionnelle vers un autre régime non linéaire. De fait, la correction est appliquée progressivement, par petits paliers, sans provoquer de variation brutale des paramètres dynamiques de l'objet.

Après l'installation du poids réduit, un essai de contrôle doit être effectué et l'évolution des vibrations évaluée. Si l'amplitude diminue régulièrement et que la phase reste relativement stable, la correction peut être répétée selon la même méthode, en s'approchant progressivement du niveau de vibration minimal atteignable. Cette méthode par étapes est souvent plus fiable que l'installation immédiate du poids de correction complet calculé.

Cette technique est particulièrement efficace pour les objets présentant des jeux, des frottements secs et des supports mixtes (rigides et souples), où la correction calculée intégrale fait immédiatement sortir le système de la zone de linéarité conditionnelle. L'utilisation de masses de correction réduites permet à l'objet de rester dans le régime de fonctionnement le plus stable et rend possible l'obtention d'un résultat concret même lorsque l'équilibrage est formellement considéré comme impossible.

Il est important de comprendre qu'il ne s'agit pas d'une “ erreur d'instrument ”, mais d'une conséquence de la physique des systèmes non linéaires. L'instrument effectue un calcul correct pour un modèle linéaire, tandis que l'ingénieur adapte le résultat en pratique au comportement réel du système mécanique.

Principe final

En définitive, un équilibrage réussi ne se résume pas au simple calcul d'un poids et d'un angle. Il exige la compréhension du comportement dynamique de l'objet, sa linéarité, sa stabilité vibratoire et son écart par rapport aux conditions de résonance. Le Balanset-1A fournit tous les outils nécessaires à la mesure, à l'analyse et au calcul, mais le résultat final est toujours déterminé par l'état mécanique du système lui-même. C'est ce qui distingue une approche théorique de la pratique concrète de l'ingénierie en matière de diagnostic vibratoire et d'équilibrage des rotors.

Questions et réponses