ISO 10816-3 : Vibrations mécaniques – Évaluation des vibrations des machines par mesurages sur les parties non tournantes – Partie 3 : Machines industrielles

Résumé

La norme ISO 10816-3 est une norme pratique et largement utilisée qui fournit des limites numériques spécifiques pour l'intensité des vibrations sur les machines industrielles courantes. Elle constitue l'application directe du cadre général établi dans ISO 10816-1. Alors que la partie 1 explique *comment* mesurer et évaluer les vibrations en général, la partie 3 fournit les chiffres réels (les valeurs de vitesse RMS) qui définissent les limites des zones d'évaluation « Bon », « Satisfaisant », « Insatisfaisant » et « Inacceptable » pour des groupes spécifiques de machines.

Remarque : Cette norme a été officiellement remplacée par la norme ISO 20816-3, qui met à jour le cadre, mais les principes fondamentaux et de nombreuses valeurs limites restent très pertinents.

Table des matières (structure conceptuelle)

La norme est structurée pour fournir un guide clair et exploitable pour évaluer les vibrations d'une machine spécifique :

1. 1. Portée :

   Cette première section précise les types de machines auxquels cette norme s'applique. Elle se veut un guide pratique pour les machines industrielles les plus courantes, telles que les pompes centrifuges, les moteurs électriques, les compresseurs et les ventilateurs, d'une puissance nominale supérieure à 15 kW et fonctionnant à des vitesses comprises entre 120 et 15 000 tr/min. Elle stipule explicitement qu'elle s'applique aux mesures effectuées sur les pièces non rotatives (par exemple, les paliers) en conditions normales de fonctionnement en régime permanent. Elle précise également les types de machines exclus, tels que les machines alternatives et les machines-outils, qui sont couverts par d'autres normes spécifiques.

2. 2. Classification des machines (groupes) :

   Cette section est essentielle à la bonne application de la norme, car elle répartit les machines industrielles en quatre groupes distincts selon trois facteurs clés : la puissance nominale, le type de fondation et les caractéristiques de montage. Cette classification est essentielle, car les limites de vibrations autorisées varient selon les machines appartenant à chaque groupe. Les quatre groupes sont :

   • Groupe 1 : Machines de grande taille, d'une puissance supérieure à 300 kW, généralement montées sur des fondations rigides et lourdes (comme des dalles de béton). Ces machines comprennent les pompes, compresseurs et générateurs de grande taille. Grâce à leur taille et à leur montage rigide, elles sont censées présenter de très faibles niveaux de vibrations.
   • Groupe 2 : Machines de taille moyenne, d'une puissance comprise entre 15 kW et 300 kW, également montées sur fondations rigides. Ce groupe couvre la majorité des équipements industriels courants, notamment la plupart des moteurs électriques, des pompes de taille moyenne et des ventilateurs. Les limites de vibrations pour ce groupe sont supérieures à celles du groupe 1, mais restent très restrictives.
   • Groupe 3 : Machines de grande taille d'une puissance supérieure à 300 kW, montées sur des fondations souples ou souples (comme des isolateurs à ressort ou des supports en caoutchouc). Ce montage flexible permet des niveaux de vibrations plus élevés sans transmettre les forces à la structure environnante.
   • Groupe 4 : Machines de taille moyenne (15 kW à 300 kW) sur fondations flexibles. Ce groupe présente les limites de vibrations les plus souples, car la combinaison d'une taille modérée et d'un montage flexible permet des niveaux de vibrations acceptables plus élevés.

   La distinction entre fondations rigides et fondations flexibles est essentielle pour une classification appropriée. Une fondation rigide transmet les vibrations directement à la structure environnante, tandis qu'une fondation flexible isole les vibrations de la machine de son environnement.

3. 3. Valeurs des zones de gravité des vibrations (le graphique) :

   Cette section contient le cœur numérique de la norme : les spécifications Vitesse RMS Valeurs (en mm/s) définissant les limites entre les zones d'évaluation pour chaque groupe de machines. La norme présente ces informations sous forme de tableau, fournissant des limites claires et exploitables pour l'évaluation de l'état. Par exemple, les valeurs typiques peuvent inclure : les machines du groupe 1 ayant une limite A/B à 0,71 mm/s et une limite B/C à 1,8 mm/s, tandis que les machines du groupe 4 pourraient avoir une limite A/B à 1,8 mm/s et une limite B/C à 4,5 mm/s. Ces valeurs numériques sont le fruit de décennies de collecte de données empiriques sur les machines industrielles du monde entier. Le tableau inclut également les valeurs équivalentes en pouces/seconde pour les régions utilisant les mesures impériales, garantissant ainsi l'applicabilité mondiale de la norme.

4. 4. Conseils d'application :

   Cette dernière section fournit des conseils pratiques essentiels pour appliquer correctement les valeurs de zone en situation réelle. Elle distingue deux applications principales : tests d'acceptation et surveillance opérationnellePour les essais de réception des équipements neufs, récemment installés ou fraîchement réparés, la norme recommande que les niveaux de vibrations se situent normalement dans la zone A (pour les machines les plus fluides) ou dans la zone B (pour les machines acceptables). Tout nouvel équipement présentant des niveaux de vibrations de zone C doit être examiné et corrigé avant sa mise en service. Pour la surveillance opérationnelle des machines déjà en service, la norme reconnaît que certaines machines peuvent fonctionner de manière acceptable en zone B, mais souligne que tout déplacement d'une zone inférieure à une zone supérieure (par exemple de la zone B à la zone C) constitue un changement significatif justifiant une investigation immédiate. Cette section fournit également des conseils sur les procédures de mesure, soulignant l'importance de prendre des mesures aux emplacements des roulements dans trois directions orthogonales (horizontale, verticale et axiale) et d'utiliser la valeur la plus élevée pour l'évaluation.

Concepts clés

• Limites exploitables : L'intérêt principal de cette norme réside dans sa transposition du cadre théorique de la partie 1 en limites numériques concrètes. Elle fournit les bases pour le réglage des alarmes des systèmes de surveillance et pour la prise de décisions de conformité ou d'échec concernant les nouveaux équipements.
• Importance du regroupement des machines : Un niveau de vibration parfaitement acceptable pour un grand ventilateur monté de manière flexible (Groupe 3) pourrait être le signe d'une défaillance imminente pour un moteur de taille moyenne monté de manière rigide (Groupe 2). Une classification correcte de la machine est la première étape essentielle.
• Outil de dépistage du haut débit : Comme sa norme mère, la norme ISO 10816-3 repose sur une seule mesure de vitesse RMS à large bande. Elle est conçue pour identifier *l'existence* d'un problème, mais ne fournit pas les informations de diagnostic permettant d'en déterminer la cause profonde. Pour cela, analyse spectrale est requis.

Tableaux pratiques essentiels

TABLEAU CLÉ : Critères d’évaluation des vibrations (vitesse RMS, mm/s)

Ce tableau est la principale raison pour laquelle cette norme est si largement utilisée : il fournit les valeurs numériques réelles pour l'évaluation des vibrations.

Comment utiliser ce tableau :

1. Classez votre machine dans l'un des 4 groupes en fonction de sa puissance et de son type de fondation.
2. Mesurer la vitesse RMS à large bande (mm/s) sur le logement du palier
3. Comparez votre lecture aux limites de zone de ce groupe.
4. Agissez en fonction de la zone dans laquelle se situe la vibration.

Exemple pratique : Évaluation d'une pompe de 75 kW

• Machine: Pompe centrifuge, entraînement par moteur de 75 kW
• Fondation: Fondation en béton (rigide)
• Classification: Groupe 2 (15-300 kW, rigide)
• Vibrations mesurées : 3,5 mm/s RMS

Évaluation:

La vitesse de 3,5 mm/s se situe entre la limite B/C (2,8 mm/s) et la limite C/D (7,1 mm/s).

Résultat: La machine est en Zone C – Inadapté à un fonctionnement continu et prolongé. Une investigation et une maintenance corrective doivent être planifiées.

Norme ISO officielle

Pour consulter la norme officielle complète, rendez-vous sur : ISO 10816-3 sur ISO Store

Remarque : Les informations présentées ci-dessus constituent un résumé. Pour consulter la norme officielle complète, incluant les procédures de mesure détaillées, tous les détails techniques et des recommandations exhaustives, veuillez vous procurer le document complet auprès de l'ISO.

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