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Équilibrage

L'équilibrage consiste à répartir les masses d'un rotor pour minimiser les forces centrifuges et les vibrations.

Principe​

Un balourd crée une force centrifuge :

F = m × r × ω²
  • m = masse de balourd (kg)
  • r = rayon (m)
  • ω = vitesse angulaire (rad/s)

Cette force augmente avec le carré de la vitesse.

Types de balourd​

Balourd statique​

Le centre de gravité est décalé de l'axe de rotation. Corrigible dans un seul plan.

Balourd de couple​

Le rotor est équilibré statiquement mais pas dynamiquement. Nécessite correction dans deux plans.

Balourd dynamique​

Combinaison des deux. Cas général des rotors industriels.

Qualité d'équilibrage​

Norme ISO 1940​

Classe G définie par la vitesse de balourd admissible (mm/s) :

ClasseBalourd admissibleApplications
G 0,40,4 mm/sBroches meulage
G 11 mm/sBroches UGV
G 2,52,5 mm/sTurbines, rotors précis
G 6,36,3 mm/sRotors machines-outils
G 1616 mm/sArbres de transmission
G 4040 mm/sVoitures, moteurs diesel

Balourd résiduel admissible​

U_adm = (G × M × 1000) / (N × π/30)
  • Uadm = balourd admissible (g·mm)
  • G = classe (mm/s)
  • M = masse rotor (kg)
  • N = vitesse (tr/min)

Méthodes d'équilibrage​

Équilibrage sur machine​

Banc d'équilibrage

  • Rotor sorti de la machine
  • Rotation contrôlée
  • Mesure du balourd
  • Calcul des corrections
  • 1 ou 2 plans

Équilibrage sur site​

Collecteur de données

  • Rotor en place
  • Mesure vibratoire
  • Essai avec masse d'essai
  • Calcul du coefficient d'influence
  • Correction par ajout/retrait de masse

Procédure (sur site)​

  1. Mesure initiale : vibration V0, phase φ0
  2. Masse d'essai : ajouter masse connue à position connue
  3. Mesure avec essai : vibration V1, phase φ1
  4. Calcul : coefficient d'influence
  5. Correction : masse et position calculées
  6. Vérification : mesure finale

Corrections​

Ajout de masse​

  • Masses boulonnées
  • Masses soudées
  • Masselotte dans rainure

Retrait de masse​

  • Perçage
  • Fraisage
  • Meulage

Applications​

  • Ventilateurs
  • Pompes
  • Moteurs électriques
  • Arbres de transmission
  • Meules et mandrins
  • Rotors de broyeurs