Qu'est-ce qu'un déséquilibre dans une machine ? • Équilibreur portable, analyseur de vibrations « Balanset » pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, vis sans fin sur moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et de nombreux autres rotors. Qu'est-ce qu'un déséquilibre dans une machine ? • Équilibreur portable, analyseur de vibrations « Balanset » pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, vis sans fin sur moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et de nombreux autres rotors.

Comprendre le déséquilibre dans les machines tournantes

Définition : Qu'est-ce que le déséquilibre ?

Déséquilibrer (souvent utilisé de manière interchangeable avec déséquilibre) est une condition dans un rotor où le centre de masse (ou centre de gravité) n'est pas aligné avec le centre de rotation. Ce décalage, appelé excentricitéCela signifie que la masse n'est pas répartie uniformément autour de l'axe de rotation. Lorsque le rotor tourne, cette répartition inégale de la masse crée une force centrifuge nette qui éloigne le rotor de son centre, provoquant des vibrations de l'ensemble de la machine. Le balourd est la source de vibrations la plus courante dans les machines tournantes.

La signature classique du déséquilibre

Le déséquilibre a une signature vibratoire très distincte et reconnaissable, ce qui le rend relativement facile à diagnostiquer :

  • Fréquence: La vibration se produit exactement à 1x la vitesse de rotation du rotor. Si la machine accélère ou ralentit, la fréquence des vibrations suivra parfaitement.
  • Direction: La vibration est principalement dans le radial direction (horizontale et verticale). Les vibrations axiales (poussée) sont généralement très faibles.
  • Amplitude: L'amplitude des vibrations est proportionnelle au carré de la vitesse de rotation. Si vous doublez la vitesse, la force de déséquilibre (et les vibrations qui en résultent) quadruplent.
  • Phase : La mesure de phase pour le déséquilibre est généralement stable et répétable.

Types de déséquilibre

Le déséquilibre peut être classé en trois types principaux :

1. Déséquilibre statique

Également appelé « déséquilibre de force », c'est le type le plus simple. Il se produit lorsque la masse est inégalement répartie sur un seul plan, comme un point lourd sur un disque fin. On le qualifie de « statique » car il peut être détecté lorsque le rotor est au repos ; placé sur des lames de couteau sans frottement, le rotor tournera jusqu'à ce que le point lourd soit en bas. Il peut être corrigé par un poids unique placé à 180° face au point lourd.

2. Déséquilibre du couple

Ce phénomène se produit lorsque deux points de masse égale se trouvent aux extrémités opposées d'un rotor, à 180° l'un de l'autre. Cela crée un mouvement de « couple » ou de bascule qui tente de faire tourner le rotor de haut en bas. Un rotor présentant un déséquilibre de couple pur est statiquement équilibré (il ne roule pas sur les arêtes de couteau), mais il vibre fortement en rotation. Il nécessite deux masses de correction sur deux plans distincts pour contrer ce mouvement de bascule.

3. Déséquilibre dynamique

Il s'agit de la condition la plus courante rencontrée dans les machines réelles. Il s'agit d'une combinaison de déséquilibre statique et de déséquilibre de couple. La correction du déséquilibre dynamique nécessite des corrections de masse dans au moins deux plans différents le long du rotor, un processus appelé l'équilibre dynamique.

Causes courantes de déséquilibre

Un déséquilibre peut être présent dès la fabrication ou se développer en cours d'utilisation. Les causes courantes sont les suivantes :

  • Imperfections de fabrication : Porosité dans les pièces moulées, densité inégale du matériau et tolérances d'usinage.
  • Erreurs d'assemblage : Composants mal installés, boulons mal serrés ou clés mal alignées.
  • Usure normale: Érosion, corrosion ou usure inégale des pales du ventilateur ou des turbines de la pompe.
  • Accumulation de matériaux : Accumulation de saleté, de poussière ou de produit sur les rotors des ventilateurs, des soufflantes et des centrifugeuses.
  • Défaillance d'un composant : Un poids d’équilibrage jeté ou une lame cassée créera instantanément un grave déséquilibre.

Pourquoi il est essentiel de corriger les déséquilibres

Laisser une machine fonctionner avec un déséquilibre important est préjudiciable à son bon fonctionnement. La force cyclique constante provoque :

  • Défaillance prématurée du roulement : Les roulements sont soumis à des charges dynamiques élevées, entraînant une usure rapide.
  • Fatigue et fissuration : Les vibrations provoquent des contraintes de fatigue sur l’arbre, les fondations et d’autres composants.
  • Efficacité réduite : L’énergie est gaspillée sous forme de vibrations et de chaleur au lieu d’effectuer un travail utile.
  • Risques pour la sécurité : Un déséquilibre grave peut entraîner une défaillance catastrophique.

Le déséquilibre est corrigé grâce à une procédure d’équilibrage systématique, qui constitue l’un des moyens les plus efficaces d’améliorer la fiabilité des machines.


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