Comment calculer le déséquilibre résiduel admissible d'une catégorie G ?

Utiliser la formule : U_per (g-mm) = (9549 x G x M) / n, où G est le numéro de grade en mm/s, M est la masse du rotor en kg et n est la vitesse de service maximale en tr/min. Par exemple, pour un rotor de 50 kg à 3 000 tr/min avec G 6,3 : U_per = (9549 x 6,3 x 50) / 3 000 = 1003 g-mm.

Quelle qualité G dois-je utiliser pour une pompe, un ventilateur ou un moteur ?

G 6.3 pour la plupart des ventilateurs industriels, des pompes et des moteurs électriques généraux. G 2.5 pour les pompes à grande vitesse ou à service critique (API 610), les turbines à gaz et les turbocompresseurs. G 1.0 pour les broches de rectification de précision. G 16 pour les équipements agricoles ou de broyage non critiques.

Comment répartir la tolérance entre deux plans de correction ?

Pour les rotors symétriques : 50/50. Pour les rotors asymétriques entre paliers : U_left = U_per x (b/L), U_right = U_per x (a/L), où a et b sont les distances entre le centre de masse et les paliers gauche et droit, L = a + b. Pour les rotors en porte-à-faux, un nouveau calcul basé sur le moment avec des tolérances plus étroites est nécessaire.

Quels sont les types de déséquilibre définis par la norme ISO 1940-1 ?

Trois types de déséquilibre : Le déséquilibre statique (axe de masse parallèle mais déplacé, corrigé dans un plan), le déséquilibre de couple (axe de masse passant par le centre de la masse mais incliné, corrigé dans deux plans) et le déséquilibre dynamique (cas général combinant les deux types de déséquilibre, corrigé dans deux plans).

Puis-je vérifier la conformité à la norme ISO 1940-1 avec un équilibreur portable ?

Oui, le Balanset-1A comprend un calculateur de tolérance ISO 1940 intégré. Il calcule U_per, répartit entre les plans, compare le résidu mesuré à la limite et génère un rapport de balance formel documentant la conformité avec le grade G spécifié.

ISO 1940-1 - Exigences de qualité pour l'équilibrage des rotors rigides - Vibromera

ISO 1940-1 - Équilibrer les exigences de qualité pour les rotors rigides

Q: Qu'est-ce que la norme ISO 1940-1 ?

L'ISO 1940-1 est une norme internationale qui définit les exigences de qualité de l'équilibre pour les rotors rigides en utilisant un système de grades G. Elle fournit la formule U_per = (9549 x G x M) / n pour calculer le déséquilibre résiduel admissible, ainsi qu'un tableau de correspondance entre les grades G et les types de rotors. Elle a été remplacée par l'ISO 21940-11, mais les valeurs des grades G et la méthodologie restent identiques.

Q: Quelle est la différence entre les normes ISO 1940-1 et ISO 21940-11 ?

L'ISO 21940-11:2016 remplace l'ISO 1940-1:2003 et fait partie de la série complète des ISO 21940. Le système de grade G, les valeurs de tolérance et les recommandations d'application sont identiques. L'ISO 21940-11 incorpore des améliorations éditoriales mineures mais pas de changements techniques.

Q: Qu'est-ce qu'un rotor rigide ?

Un rotor rigide est un rotor dont les déformations élastiques sous l'effet des forces centrifuges sont négligeablement faibles par rapport aux tolérances de déséquilibre spécifiées sur toute sa plage de vitesse de fonctionnement. Un rotor équilibré à faible vitesse reste équilibré à sa vitesse de fonctionnement. Les rotors qui dépassent leur première vitesse critique de flexion sont flexibles.

Equilibreur portable, analyseur de vibrations

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Kit d'équilibrage de rotor Vibromera : mallette de transport, conditionneur de signal multicanal, analyseur portable, base magnétique, capteurs de vibrations et câbles enroulés.

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Taille du support magnétique-60-kgf

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Balanset-1A. Equilibreuse portable, analyseur de vibrations

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Equilibreur dynamique "Balanset-1A" OEM

📌 Article de référence canonique - vibromera.eu

La norme internationale fondamentale définissant le système de qualité de l'équilibre G - de G 0,4 (gyroscopes) à G 4000 (diesels marins). Elle est désormais intégrée à la norme ISO 21940-11, avec des valeurs et une méthodologie identiques pour l'échelon G.

Déséquilibre résiduel admissible

ISO 1940-1 / ISO 21940-11 - entrer les données du rotor, obtenir U_par

G-Grade (Qualité de l'équilibre)

Masse du rotor (kg)

Vitesse maximale (RPM)

Plans de correction

Rayon de correction (mm, en option)

Résultats - ISO 1940-1

Déséquilibre résiduel autorisé

⚖️Entrer les paramètres du rotor
pour calculer la tolérance

G-Grade Balance Quality Grades

Échelle logarithmique avec un facteur 2,5 entre les grades adjacents - de l'ultra-précision G 0,4 à la marine G 4000

G 1.0

e-ω = 1,0 mm/s

Broches de rectification de précision, magnétophones, petites armatures à grande vitesse

G 2.5

e-ω = 2,5 mm/s

Turbines à gaz/vapeur, turbogénérateurs, turbocompresseurs, moteurs à grande vitesse

G 6.3

e-ω = 6,3 mm/s

Standard - ventilateurs, pompes, volants d'inertie, moteurs, entraînements de machines-outils

G 16

e-ω = 16 mm/s

Machines agricoles, broyeurs, arbres à cardans, composants d'entraînement

📋 Tableau complet des grades G - ISO 1940-1 / ISO 21940-11

Catégorie G	e-ω (mm/s)	Types de rotors	Notes
G 0.4	0.4	Gyroscopes, broches de précision, lecteurs de disques optiques	Proche de la limite de l'équilibrage conventionnel
G 1.0	1.0	Broches de rectification, magnétophones, petites armatures de précision	Nécessite des conditions ultra-propres
G 2.5	2.5	Turbines à gaz et à vapeur, turbogénérateurs, turbocompresseurs, moteurs à grande vitesse	Prévient l'endommagement prématuré des roulements
G 6.3	6.3	Ventilateurs, pompes, volants d'inertie, moteurs électriques, machines-outils, rouleaux de papier	La plus courante - la catégorie par défaut
G 16	16	Arbres à cardan (spéciaux), machines agricoles, concasseurs, ventilateurs de mines	Usage intensif, conditions sévères
G 40	40	Roues et jantes de voitures, arbres à cardan (standard), ventilateurs lents	La variation des pneus domine
G 100	100	Moteurs complets de voitures, camions, locomotives	Moteurs à combustion interne en tant qu'ensembles
G 250	250	Vilebrequins de moteurs diesel à grande vitesse	Au niveau des composants
G 630	630	Vilebrequins de gros moteurs à 4 temps, diesels marins sur supports élastiques	Grand mouvement alternatif à faible vitesse
G 1600	1600	Vilebrequins de gros moteurs à deux temps	Très lent, fondations massives
G 4000	4000	Vilebrequins de moteurs diesel marins à faible vitesse sur fondations rigides	Exigences les plus souples

📊 Tolérances précalculées pour les rotors industriels courants

Type de rotor	Masse (kg)	tr/min	G	U_par (g-mm)	Par avion	e_par (µm)
Petit moteur	8	2 900	G 6.3	166	83	20.7
Ventilateur CVC	45	1 480	G 6.3	1 835	918	40.8
Roue de pompe	25	2 950	G 6.3	510	255	20.4
Turbo-compresseur	120	8 000	G 2.5	358	179	3.0
Rouleau de papier	2 000	300	G 6.3	401 000	200 500	200.5
Ventilateur de centrale électrique	350	990	G 2.5	8 468	4 234	24.2
Broche de rectification	2	24 000	G 1.0	0.80	0.40	0.40
Roue de voiture	12	800	G 40	5 729	2 865	477

📐 Méthodes d'attribution des tolérances - ISO 1940-1 Chapitre 7

Type de rotor	Allocation	Formule	Notes
Symétrique	Répartition égale	U_L=U_R=U_par/2	Cas le plus simple. Moteurs, quelques ventilateurs.
Asymétrique entre les paliers	Proportionnel	U_L=U_par-(b/L)	Méthode la plus courante.
En porte-à-faux (cantilever)	Basé sur le moment	Eqns de statique	Tolérances plus étroites sur le plan en porte-à-faux.
Étroite (plans rapprochés)	Séparer statique+couple	Selon la norme ISO 21940-12	Différents effets de vibration.

Qu'est-ce que la norme ISO 1940-1 ?

Réponse rapide

ISO 1940-1 (Vibrations mécaniques - Exigences de qualité de l'équilibre des rotors dans un état constant (rigide)) définit le Système de qualité de l'équilibre G pour les rotors rigides. La formule U_par = (9 549 × G × M) / n calcule le résidu admissible déséquilibrer. Remplacé par ISO 21940-11:2016 avec des valeurs identiques. Catégorie par défaut pour les machines industrielles : G 6.3.

La norme ISO 1940-1 est le document de base pour l'équilibrage des rotors dans le monde entier. Son système de niveau G est le langage de facto de l'équilibrage : L'expression "équilibrer selon G 6.3" est comprise par tous les spécialistes du monde entier. La norme couvre les rotors rigides, des minuscules broches de précision aux vilebrequins massifs, et fournit un cadre universel pour la spécification, le calcul et la vérification de la qualité de l'équilibrage.

La norme ne s'applique qu'aux rigide rotors - ceux dont les déformations élastiques sous l'effet des forces centrifuges sont négligeables dans la plage de vitesse de fonctionnement. Les rotors flexibles (fonctionnant au-dessus de la première vitesse critique de flexion) sont couverts par la norme ISO 21940-12.

Le concept de rotor rigide

Un rotor est considéré comme rigide si sa distribution de masse ne change pas de manière significative lorsque la vitesse varie de zéro à la vitesse maximale de fonctionnement. Conséquence essentielle : un rotor équilibré à faible vitesse sur une machine à équilibrer reste équilibré à sa vitesse de fonctionnement. Cela permet un équilibrage à 300-600 tours/minute sur une machine d'atelier tout en respectant les tolérances à 3 000+ tours/minute en service.

Si un rotor fonctionne dans la région supercritique (au-dessus de la première flexion vitesse critique) ou près de résonance, Les déflexions modifient la répartition effective de la masse et l'équilibrage à basse vitesse peut être inefficace à haute vitesse. De tels rotors sont classés comme flexibles.

Ce que la norme ISO 1940-1 ne couvre pas

Rotors à géométrie variable (arbres articulés, pales d'hélicoptères). Résonance dans les systèmes rotor-support-fondation. Forces aérodynamiques et hydrodynamiques non liées à la répartition de la masse. Pour les ventilateurs en particulier, voir ISO 14694 (catégories BV/FV).

Types de déséquilibre

Déséquilibrer = axe d'inertie du rotor ≠ axe de rotation. Sous forme de vecteur : U = m × r (g-mm). La norme ISO 1940-1 en classe trois types :

Déséquilibre statique : Axe d'inertie parallèle à l'axe de rotation mais déplacé. Équivalent d'une seule masse déséquilibrée. Corrigeable en un avion. Typiques : poulies, engrenages étroits, roues de ventilateurs (L/D < 0,5).
Déséquilibre du couple : L'axe d'inertie passe par le centre de masse mais est incliné. La force nette est nulle, mais un couple fait basculer le rotor. Nécessité deux plans.
Déséquilibre dynamique : Cas général - statique + couple combinés. L'axe d'inertie n'est ni parallèle ni intersecté à l'axe de rotation. Nécessite deux plans. La plupart des rotors réels présentent un déséquilibre dynamique.

Déséquilibre spécifique (excentricité)

Déséquilibre spécifique

e = U / M

e en µm (g-mm/kg) | U = balourd (g-mm) | M = masse du rotor (kg) - déplacement du centre de masse par rapport à l'axe de rotation

La catégorie G est définie comme le produit e × ω (mm/s) - la vitesse linéaire du centre de masse du rotor autour de l'axe de rotation. Ce chiffre unique caractérise la qualité de l'équilibre indépendamment de la taille et de la vitesse du rotor.

Le système G-Grade - Base physique

Similitude de masse

Pour des rotors géométriquement similaires : U_par ∝ M → déséquilibre spécifique e_par doit être constante. Une seule norme s'applique à toutes les tailles.

Similitude de vitesse

Force centrifuge F = M-e-ω². Pour maintenir des charges acceptables sur les roulements à différentes vitesses, e_par doit diminuer lorsque ω augmente :

Définition du grade G

G = e_par × ω = constante (mm/s)

G 6.3 = le centre de masse orbite à ≤ 6.3 mm/s | Les grades adjacents diffèrent d'un facteur 2.5

Calcul du déséquilibre résiduel admissible

Formule de tolérance ISO 1940-1 / ISO 21940-11

U_par = (9 549 × G × M) / n

U_par en g-mm | G = pente (mm/s) | M = masse du rotor (kg) | n = vitesse de rotation maximale en service | 9 549 = 60 000/(2π)

Exemple travaillé : Rotor de ventilateur, G 6.3

Compte tenu de ce qui précède : Roue de ventilateur centrifuge, M = 200 kg, n = 1 500 tr/min, G 6.3.

Total: U_par = 9 549 × 6.3 × 200 / 1 500 = 8 021 g-mm

Excentricité: e_par = 8 021 / 200 = 40,1 µm

Par plan (symétrique, 2) : 8 021 / 2 = 4 011 g-mm

Pour R = 400 mm : 4 011 / 400 = 10,0 g par avion

Toujours utiliser la vitesse de service maximale

La vitesse indiquée dans la formule doit être la vitesse la plus élevée en service - et non la vitesse de la machine d'équilibrage. De nombreux rotors sont équilibrés à 300-600 tr/min, mais la tolérance doit utiliser la vitesse de service réelle (par exemple 1 480 tr/min). L'utilisation de la vitesse de la machine d'équilibrage entraîne des tolérances dangereusement faibles.

Allocation aux avions de correction

U_par s'applique au centre de masse du rotor. En pratique, l'équilibre se fait sur deux plans (près des paliers). Règles du chapitre 7 :

Rotors symétriques

CoM au point médian → égal : U_L = U_R = U_par / 2.

Entre-deux asymétriques

Allocation asymétrique

U_gauche = U_par × (b / L) | U_droit = U_par × (a / L)

a = CoM à gauche | b = CoM à droite | L = a + b

Rotors en porte-à-faux

La masse en porte-à-faux crée un moment de flexion qui charge les deux roulements. Un nouveau calcul basé sur le moment est nécessaire → la tolérance est généralement beaucoup plus stricte sur le plan en porte-à-faux. Courant pour les pompes, les compresseurs à un étage, les roues de ventilateur en porte-à-faux.

Erreurs et vérification

Sources d'erreur

Systématique : Dérive de l'étalonnage de la machine, mandrins excentriques, effets de la rainure de clavette (ISO 8821), distorsion thermique.
Aléatoire: Bruit du capteur, jeu du support, variation de l'assise du rotor.

L'erreur totale ne doit pas dépasser 10-15% de la tolérance. Si l'erreur est plus importante, resserrer la tolérance de travail en conséquence.

Effets d'assemblage

Équilibrage des composants ≠ équilibre de l'assemblage. L'excentricité de l'accouplement, le battement radial, les ajustements lâches peuvent réduire à néant le travail sur les composants. Équilibrer le rotor assemblé.

Méthodes de vérification

Test d'indexation : Tourner le rotor de 180° sur le mandrin, mesurer à nouveau. Changement = erreur de fixation.
Essai de poids : Ajouter une masse connue, vérifier que le changement de vecteur mesuré correspond à l'attente.
Vérification sur le terrain : Mesurer les vibrations sur les roulements par ISO 10816.

Balanset-1A : Conformité ISO 1940-1 intégrée

Le Balanset-1A automatise la norme ISO 1940-1 : entrer la masse, la vitesse, le grade G → instant U_par avec attribution automatique des plans. Après l'équilibrage, il compare le résidu par rapport à la limite. La fonction Rapports F6 génère un protocole formel documentant la qualité G obtenue. Précision ±5% vitesse, ±1° phase - suffisante pour G 16 à G 2.5. La fonction Balanset-4 s'étend à quatre canaux pour les rotors complexes à paliers multiples.

Exemples pratiques

Cas 1 : Moteur électrique - G 6.3

Rotor: 15 kW, 1 460 tr/min, 35 kg, symétrique entre roulements.

Tolérance : U_par = 9 549 × 6.3 × 35 / 1 460 = 1 442 g-mm → 721/plan.

Pour R = 80 mm : 721 / 80 = 9,0 g/plan. Equilibrage de l'atelier : 180 g-mm résiduel. ✅

Cas 2 : Pompe - roue en porte-à-faux, G 6.3

Rotor: Arbre + roue 18 kg, 2 950 RPM. Roue 6 kg en porte-à-faux 120 mm. Portée du palier 250 mm.

Total: U_par = 367 g-mm. Répartition des moments : avant ≈ 202, arrière ≈ 165 g-mm.

Champ équilibré avec Balanset-1A monoplan : 8,5 g à 230°. Finale : 95 g-mm. ✅

Cas 3 : Turbo-compresseur - G 2,5

Rotor: 3 étages, 65 kg, 12 000 tr/min. Légèrement asymétrique.

Tolérance : U_par = 129 g-mm → 65/plan → à R = 95 mm : 0,68 g/plan.

Précision du sous-programme → machine à grande vitesse de l'atelier uniquement. Test d'indexation : erreur de mandrin < 5 g-mm. Finale : 28 g-mm/plan. ✅

ISO 1940-1 → ISO 21940-11

Valeurs, formules et tableaux d'application du grade G - identique. Aucune modification technique.
Série ISO 21940 : Partie 11 (qualité), Partie 12 (flexible), Partie 14 (procédures), Partie 21 (descriptions), Partie 31 (susceptibilité), Partie 32 (clés).
Les deux désignations sont utilisées de manière interchangeable dans la pratique.
ISO 14694 Les catégories BV font directement référence aux grades G.

ISO 21940-11: Cette norme - système de classe G.
ISO 21940-12 : Équilibrage flexible du rotor.
ISO 10816 / ISO 20816: Évaluation des vibrations - résultat opérationnel de la qualité de l'équilibre.
ISO 14694: Catégories BV/FV spécifiques aux ventilateurs → G-grades.
ISO 8821 : Influence de la voie d'accès (convention de demi-clé).
API 610 / API 617 : Pompes/compresseurs à pétrole se référant à la norme ISO 1940.

Norme officielle : ISO 1940-1 sur l'ISO Store →

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Questions fréquemment posées - ISO 1940-1

Système de qualité d'équilibre de classe G pour les rotors rigides

▸ Quelle est la différence entre les normes ISO 1940-1 et ISO 21940-11 ?

L'ISO 21940-11:2016 remplace l'ISO 1940-1:2003. Le système de qualité G, les valeurs de tolérance et les tableaux d'application sont les suivants identique. La norme ISO 21940-11 comporte des améliorations rédactionnelles mineures mais aucun changement technique. Les deux désignations sont utilisées de manière interchangeable.

▸ Comment calculer le déséquilibre résiduel autorisé ?

U_par = (9 549 × G × M) / n - G = pente (mm/s), M = masse (kg), n = vitesse de rotation maximale. Exemple : 50 kg à 3 000 tr/min, G 6,3 → 9 549 × 6,3 × 50 / 3 000 = 1 003 g-mm. Diviser par plan pour obtenir la valeur par plan.

▸ Qu'est-ce qu'un rotor rigide ?

Rotor dont les déformations élastiques sous l'effet des forces centrifuges sont négligeablement faibles dans sa plage de vitesse de fonctionnement. Équilibré à faible vitesse → reste équilibré à la vitesse de fonctionnement. Rotors au-dessus de la première flexion vitesse critique sont flexibles et requièrent la norme ISO 21940-12.

▸ Quelle qualité G pour les pompes, les ventilateurs ou les moteurs ?

G 6.3 - la plupart des ventilateurs, des pompes, des moteurs généraux. G 2.5 - turbines, turbocompresseurs, pompes critiques (API 610). G 1.0 - broches de meulage. G 16 - agricoles/écraseurs. Pour les fans : ISO 14694 Les catégories BV correspondent à des grades G.

▸ Comment répartir la tolérance entre les plans ?

Symétrique : 50/50. Asymétrique : proportionnel aux réactions des paliers - U_gauche = U_par×(b/L). Surplomb : basé sur le moment avec une tolérance plus stricte pour le plan de surplomb. Les Balanset-1A gère l'allocation automatiquement.

▸ Quels sont les trois types de déséquilibre ?

Statique - déplacé mais parallèle, fixation sur un seul plan. Couple - incliné à travers le CoM, fixation sur deux plans. Dynamique - général (statique+couple), fixation sur deux plans. La plupart des rotors réels : déséquilibre dynamique.

▸ Pourquoi les notes G sont-elles sur une échelle logarithmique ?

Le facteur 2,5 entre les grades couvre toute la gamme, des gyroscopes (G 0,4) aux diesels marins (G 4000). L'échelle logarithmique est appropriée car la gravité perçue des vibrations et la durée de vie des roulements suivent des relations logarithmiques. Chaque étape ≈ même changement relatif de la qualité.

▸ Puis-je vérifier la conformité avec un équilibreur portable ?

Oui. Balanset-1ACalculateur ISO 1940 intégré, attribution automatique des plans, comparaison en temps réel du résidu par rapport à la limite, rapport d'équilibre formel. La précision de ±5% est suffisante pour G 16-G 2.5. Pour G 1.0, une préparation minutieuse est nécessaire.

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