Comprendre l'équilibrage statique (équilibrage sur un seul plan)

Définition : Qu'est-ce que l'équilibrage statique ?

Équilibrage statique est la forme la plus simple d'équilibrage du rotor. C'est un processus qui corrige déséquilibre statique, une condition dans laquelle le centre de masse d'un rotor est décalé par rapport à son axe de rotation, créant un point lourd unique. Ce type d'équilibrage peut, en théorie, être réalisé avec le rotor au repos (statique). Si un rotor présentant un balourd statique pur était placé sur une surface sans frottement (comme des lames de couteau), il tournerait jusqu'à ce que le point lourd se stabilise au point le plus bas sous l'effet de la gravité.

L'équilibrage statique consiste à effectuer une correction dans un plan unique Pour contrer ce point lourd, la correction consiste à placer un poids unique à 180° en face du point lourd afin de ramener le centre de masse au centre de rotation.

Déséquilibre statique et déséquilibre dynamique

Le déséquilibre statique est également appelé « déséquilibre de force » car il crée une force centrifuge qui agit radialement vers l'extérieur à partir du centre de rotation. Cependant, il ne crée aucun « couple » ni mouvement de bascule. Ceci est différent du déséquilibre statique. déséquilibre dynamique, qui est une combinaison de force et de déséquilibre de couple, et nécessite des corrections dans au moins deux plans pour être entièrement résolu. Un rotor peut être parfaitement équilibré statiquement tout en présentant un déséquilibre de couple important qui le fera vibrer fortement lors de sa rotation.

Quand l’équilibrage statique est-il suffisant ?

L'équilibrage statique n'est une méthode appropriée et suffisante que pour une classe spécifique de rotors. Il est généralement réservé aux composants très étroits ou en forme de disque, dont la longueur axiale est très faible par rapport au diamètre. Pour ces types de rotors, il est peu probable qu'un déséquilibre de couple significatif existe.

Voici des exemples courants de rotors pour lesquels l'équilibrage statique sur un seul plan est souvent suffisant :

• Meules
• Roues et pneus automobiles
• Roues de ventilateur simples et étroites
• Volants d'inertie
• Poulies et réas

Pour tout rotor ayant une longueur significative (par exemple, un induit de moteur, une pompe à plusieurs étages ou un arbre long), l'équilibrage statique seul est insuffisant, et l'équilibre dynamique est requis.

Méthodes d'équilibrage statique

1. Équilibrage du tranchant du couteau

Il s'agit de la méthode classique, non rotative. Le rotor est placé sur deux lames parallèles, planes et à faible frottement. Le rotor tourne jusqu'à ce que son point le plus lourd se trouve en bas. Un poids temporaire est ensuite ajouté au sommet (à 180° en face) jusqu'à ce que le rotor reste immobile dans la position où il est placé. Ce poids devient alors permanent.

2. Machine d'équilibrage verticale

L'équilibrage statique moderne est souvent réalisé sur une équilibreuse verticale. Le rotor (comme un volant d'inertie ou un pneu) est placé sur une plaque horizontale supportée par des capteurs de force. La machine fait tourner le rotor à faible vitesse, et les capteurs mesurent la direction et l'intensité de la force de balourd, affichant la correction requise sur un écran.

3. Équilibrage de champ à plan unique

L'équilibrage statique peut également être réalisé sur site, sur une machine assemblée, à l'aide d'un analyseur de vibrations portable. Il s'agit d'une version monoplan de la méthode du coefficient d'influence. Une mesure des vibrations est effectuée, une masse d'essai est ajoutée, une seconde mesure est effectuée, et l'instrument calcule la masse de correction unique requise et son angle.

Limites

La principale limite de l'équilibrage statique réside dans son incapacité à détecter ou à corriger le déséquilibre du couple. Appliquer un équilibrage statique à un rotor présentant un déséquilibre dynamique peut parfois aggraver les vibrations en corrigeant la composante de force, mais en ignorant ou en aggravant la composante de couple. C'est pourquoi, pour la plupart des machines industrielles, l'équilibrage dynamique à deux plans est la pratique standard et obligatoire.

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