Comprendre les notes de qualité de l'équilibre (notes G)

Définition : Qu'est-ce qu'une note de qualité d'équilibre ?

A Équilibre Qualité Grade, communément appelé « Classe G », est une classification normalisée définie dans les normes ISO 1940-1 et ISO 21940-11 qui spécifie le balourd résiduel maximal admissible pour un rotor. Il ne s'agit pas d'une mesure des vibrations en soi, mais plutôt d'une tolérance de balourd basée sur la masse du rotor et sa vitesse de service maximale. La classe G représente une vitesse périphérique constante du centre de masse du rotor, exprimée en millimètres par seconde (mm/s). Un nombre G inférieur signifie une tolérance plus stricte et une exigence d'équilibrage plus précise.

L'objectif du système G-Grade

Le système de grade G a été développé pour créer une méthode universelle et standardisée permettant de spécifier le niveau d'équilibrage requis pour un rotor. Au lieu d'énoncer vaguement « le rotor doit être bien équilibré », les ingénieurs peuvent spécifier un objectif précis et vérifiable, comme « Équilibrage conforme à G6.3 ». Ce système offre un langage commun aux fabricants, aux équipes de maintenance et aux clients, garantissant que les équipements répondent aux normes opérationnelles requises en matière de fiabilité et de sécurité. Les principaux objectifs sont les suivants :

• Limitez les vibrations causées par un déséquilibre à des niveaux acceptables.
• Minimise les forces dynamiques sur les roulements, prolongeant ainsi leur durée de vie.
• Assurez-vous que le rotor peut fonctionner en toute sécurité jusqu'à sa vitesse de conception maximale.
• Fournir un critère d’acceptation clair et mesurable pour les équipements neufs et réparés.

Comment sont déterminées les notes de qualité d'équilibre ?

Les normes ISO fournissent un tableau complet recommandant les nuances G pour des centaines de types de composants rotatifs. Le choix d'une nuance spécifique dépend de facteurs tels que :

• Type de machine: Une turbine à grande vitesse nécessite un équilibre bien meilleur (grade G inférieur) qu'une machine agricole à faible vitesse.
• Masse du rotor : Les rotors plus légers sont souvent plus sensibles au déséquilibre.
• Vitesse de fonctionnement: Plus la vitesse est élevée, plus la force centrifuge d'un balourd donné est importante, nécessitant ainsi un meilleur équilibrage.
• Structure de soutien: Les rotors sur supports flexibles peuvent nécessiter un meilleur équilibre que ceux sur fondations rigides.

Exemples de niveaux de qualité Common Balance (d'après la norme ISO 1940-1)

La liste suivante illustre la large gamme d'applications et leurs grades G correspondants, de la précision la plus faible à la plus élevée :

• G 40: Roues de voiture, entraînements de vilebrequin pour moteurs lents.
• G 16: Pièces de machines agricoles, arbres de transmission.
• G 6.3: Nuance standard pour de nombreux composants industriels tels que les induits de moteurs électriques, les turbines de pompes, les ventilateurs et les machines d'usines de traitement. C'est l'une des nuances les plus fréquemment spécifiées.
• G 2.5: Composants à grande vitesse et à haute précision, tels que turbines à gaz et à vapeur, turbocompresseurs, entraînements de machines-outils et rotors de turbogénérateurs.
• G 1.0 : Entraînements de rectifieuses, armatures très petites et à grande vitesse.
• G 0,4 : Le plus haut niveau de précision pour des composants tels que des gyroscopes, des broches de meulage de précision et des équipements pour l'industrie des semi-conducteurs.

Calcul du déséquilibre résiduel admissible

La classe G est utilisée dans une formule pour calculer le balourd résiduel maximal admissible (U_par) qui peuvent rester dans le rotor après équilibrage.

U_par (en g·mm) = (9550 × masse du rotor [kg] × classe G [mm/s]) / vitesse de service max. [tr/min]

Cette formule indique au technicien d'équilibrage l'objectif précis à atteindre. Par exemple, un rotor de 100 kg avec une vitesse maximale de 3 000 tr/min, équilibré selon G6,3, présenterait un balourd résiduel admissible de (9 550 x 100 x 6,3) / 3 000 ≈ 2 005,5 g·mm. Ce balourd total est ensuite généralement réparti entre les deux plans de correction.

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