normes relatives à l`équilibrage dynamique

NORMES RELATIVES À L’ÉQUILIBRAGE DYNAMIQUE
Par John Harrell
Formateur en milieu de travail
Cave Creek, Arizona
SOMMAIRE ANALYTIQUE
Ce document traite de la norme d’équilibrage ISO 1940/1 en
lien avec la norme AR100-1998 de l’Electrical Apparatus
Service Association (EASA), intitulée Recommended Practice
For The Repair Of Rotating Electrical Apparatus. Des
comparaisons avec d’autres normes de l’industrie sont
soulevées, en particulier avec la norme MIL-STD-167-1 (pour
les navires), parfois appelée la « Navy spec », et la norme
actuellement en vigueur à l’American Petroleum Institute (API).
Des tableaux simples sont présentés, permettant de déterminer
avec facilité le rapport de tolérance onces/pouces ou
grammes/pouces de chaque surface pour toute armature
symétrique. Puisque plusieurs instruments plus âgés ne lisent
pas les données en onces ou en grammes, le document
présente plusieurs méthodes pour convertir les mesures de
déplacement prises en millièmes de pouce (mils) en
onces/pouces ou grammes/pouces. On présente aussi la
méthode précise permettant de s’assurer qu’un rotor est
balancé selon la tolérance onces/pouces ou grammes/pouces
recommandée. La norme ISO 8821 sur les clavettes et les
rainures de clavette est aussi étudiée brièvement afin
d’expliquer l’importance de choisir la bonne clavette demilongueur dans l’équilibrage des armatures moteur.
INTRODUCTION
Bien que certains centres de service utilisent la norme
ISO G 2.5 dans l’équilibrage des rotors rigides, plusieurs
continuent de mesurer les déplacements en millièmes de
pouce et rencontrent des difficultés lorsque leurs clients
demandent un équilibrage respectant un rapport
onces/pouces ou grammes/pouces précis. L’EASA a établi
ses normes selon la qualité d’équilibrage suivante :
« L’équilibrage dynamique devrait se situer au niveau spécifié
par le client. En l’absence d’un niveau exigé, un équilibrage
dynamique respectant la norme de qualité G 2.5 (ISO 1940/1)
devrait permettre à l’équilibreuse d’atteindre les plus bas
niveaux de vibration possible… ».
Avant de poursuivre avec les différents calculs ou les
comparaisons de tolérance, il peut être utile de répondre à
certaines questions fréquemment soulevées sur les
mesures de tolérances lors de l’équilibrage par les
employés en atelier.
•
Quel mal y a-t-il à mesurer le déplacement en
millièmes de pouce? Nous utilisons les millièmes de
pouce dans nos normes d’équilibrage depuis 25
ans!
Il n’y a rien de mal à mesurer l’équilibrage en millièmes de
pouce jusqu’au jour où un client vous demande de
respecter un niveau de tolérance en utilisant une autre unité
de mesure. Les millièmes de pouce sont une mesure de
vibration, non pas une mesure de déséquilibre. Les
armatures sont déséquilibrées par le poids (mesuré en
onces, grammes ou livres), alors que le déplacement en
millièmes de pouce découle précisément de cette masse en
déséquilibre. Les mesures de déséquilibre se lisent en
termes de masse et de rayon : en multipliant des onces par
des pouces, on obtient un résultat en onces/pouces (ou en
grammes/pouces ou grammes/millimètres). Afin de nous
assurer du bon équilibrage d’un rotor, nous devons mesurer
la masse en déséquilibre restante (résiduelle) en onces (ou
en grammes).
•
Qu’entend-on exactement par onces/pouces (ou
grammes/pouces)?
Le déséquilibre est créé par un balourd sur le rotor qui se
trouve multiplié par son rayon (onces pouces). Peu importe
la vitesse à laquelle le rotor tourne, le déséquilibre demeure
constant. Les forces transférées sur les paliers d’appui du
rotor augmenteront selon la vitesse au carré, mais le
déséquilibre (la masse) demeure le même. À la lumière de
ces explications, il apparaît clairement que la tolérance
mesurée en termes de déséquilibre (onces pouces) ne
dépend aucunement de la vitesse de l’équilibreuse ou du
déplacement vibratoire (en millièmes de pouce) ou encore de
la vélocité (pouce/s).
•
Que veux dire G 2.5 dans la spécification de l’EASA
et d’où vient ce terme?
G 2.5 est simplement un nombre calculé. C’est une
« valeur » permettant de produire un degré de vibrations
acceptable sur une machine universelle en marche à l’intérieur
de son propre environnement. La valeur numérique de « G »
équivaut à la vélocité de vibration mesurée en mm/s
(2,5 mm/s = 0,1 pouce/s) d’un rotor en appui libre.
OBJECTIF DE L’ÉQUILIBRAGE
Un des buts de l’équilibrage est de réduire la force qui
s’impose sur les paliers. Si on élimine le balourd (en le meulant
ou en le fraisant) ou si on ajoute du poids au point léger, on
réduit la force centrifuge sur les paliers. La formule suivante
illustre ce phénomène :
2
F C = 1,77 [t r/m in/1000] (u)(r)
F C = force centrifuge sur les paliers (lb)
u = masse en déséquilibre (oz)
r = rayon de la masse en déséquilibre (po)
Par exemple, si une masse déséquilibrée de 1,25 oz est
ajoutée sur un rotor à un rayon de 6 pouces, la force
résultante pour un rotor tournant à 2 000 tr/min serait de :
2
F C = 1,77 [2000 tr/min/1000 ] (1 ,25 oz)(6 po) =
53,1 lb en raison du déséquilibre
Dès lors, une question s’impose : à quel point ces
53 livres additionnelles de force, causées par le déséquilibre,
nuisent-elles à la durée de vie des paliers? La formule
suivante, qui provient d’un manuel de SKF, est utilisée pour
calculer la durée de vie ou la « valeur de vie » d’un
roulement à billes SKF 209 :
TN32-1
o
Normes relatives à l’équilibrage dynamique
3
L10 = (a) [C/P] [16 667/N]
L10 = durée de vie des paliers (heures)
a = un facteur « d’ajustement » relié aux conditions de
fonctionnement (normalement situé entre 1,5 et
2,0; 1,8 dans le cas présent)
C = charge calculée du palier (7 460 lb dans cet
exemple)
P = charge radiale réelle (395 lb dans cet exemple)
N = tr/min de la machine = 2 000 tr/min
La durée de vie (L10) calculée pour ce palier précis est de
quelque 101 000 heures, soit environ 11 ans et demi. Si on
ajoutait notre charge en déséquilibre additionnelle de 53 b à la
charge radiale (P) de 395 lb, la valeur de L10 serait réduite à
69 253 heures, soit 7,9 ans. Les 53 livres additionnelles de force
provoquées par le déséquilibre réduisent donc la durée de vie du
palier de 30 %!
Les points suivants, portant sur la tolérance et le
déséquilibre résiduel d’un rotor, se rapportent directement aux
forces d’appui provoquées par le déséquilibre. On l’a vu, une
telle charge en déséquilibre réduit de façon significative la
durée de vie attendue des paliers.
COMPARAISON DES NORMES D’ÉQUILIBRAGE
La plupart des normes d’équilibrage se lisent comme suit :
Uper = F x W/N
Uper = F x (W/N)
Uper = déséquilibre résiduel tolérable (permis) en oncespouces; parfois appelé Umax
W = poids du rotor (lb)
N = tr/min du rotor en fonction (sur terrain)
F = un facteur ou un nombre (multiplicateur) utilisé pour
déterminer le niveau d’onces-pouces
NORME G 2.5 DE L’EASA
Uper (total) = [6,015 x G] (W/N)
En présence de rotors symétriques, il faut diviser le
déséquilibre résiduel tolérable (Uper) par 2 pour calculer le niveau
acceptable en onces-pouces pour chaque surface.
OU
Uper = [7,52] (W/N) onces-pouces par surface (pour un
rotor symétrique simple)
NAVY spec (MIL-STD-167-1)
Umax = [4] (W/N) onces-pouces par surface
W = poids total du rotor
NORME DE L’API
Umax = [4] (W/N) onces-pouces par surface
W = charge statique du tourillon
En comparant les formules plus haut, on voit que les
normes API et Navy spec utilisent toutes deux la formule [4]
(W/N). Toutefois, dans la formule de l’API, W* équivaut à la
charge statique du tourillon, alors que W équivaut au poids
total du rotor dans la formule Navy. Dans le cas d’un rotor
symétrique, la norme API équivaut à la moitié de la Navy
spec. Vous trouverez plus bas les trois normes comparées.
* À un certain point, la qualité d’équilibrage sera affectée par
d’autres facteurs, comme la précision des tourillons d’arbres.
L’extrait suivant, tiré de la norme ISO 1940/1, doit attirer
TN32-2
Fiche technique n 32
notre attention :
« À l’intérieur des normes d’équilibrage G 1.0 et G 0.4, les
exigences finales de qualité exprimées sont en fait un
compromis entre les exigences techniques et ce qui est
virtuellement possible… Afin d’effectuer un équilibrage selon la
norme G 1.0, il est normalement nécessaire d’équilibrer le rotor
sur ses propres paliers de fonction, à l’aide de systèmes
d’entraînement à courroie, pneumatique ou autonome… Afin
d’atteindre la norme G 0.4, l’équilibrage doit normalement être
effectué avec le rotor monté sur ses propres bâti et paliers en
respectant les conditions et températures de fonction… ».
Par conséquent, si un client exige une tolérance
répondant aux normes d’équilibrage G 1.0 ou G 0.4, le
centre de service aurait avantage à discuter de façon plus
précise de la tolérance désirée avec lui.
CALCULS À PARTIR D’UN ÉCHANTILLON
Nous pouvons rapidement comparer les normes EASA,
API et Navy spec en définissant un rotor en échantillon.
• 450 HP
• Armature symétrique
• Diamètre = 12 po
• 3 600 tr/min
• Poids total = 1 000 lb
• Rayon de correction = 5 po
NORME G 2.5 DE L’EASA (ISO) (ANSI)
Uper = [7,52] (W/N) par surface
W = 1000; N = 3 600
Uper = [7,52] (1 000/3 600) = [7,52] (0,278)
Uper = 2,09 onces-pouces par surface
À un rayon de 5 po, la masse requise serait de 2,09/5 po,
soit 0,418 oz ou 11,87 g.
NAVY spec (MIL-STD-167-1)
Uper = [4] (W/N) par surface
W = 1 000; N = 3600
Uper = [4] (1 000/3 600) = [4] (0,278)
Uper = 1,11 once-pouces par surface
À un rayon de 5 po, la masse requise serait de 1,11/5 po,
soit 0,222 oz ou 6,3 g.
NORME DE L’API
Uper = [4] (W/N) par surface
W = charge statique du tourillon = 500; N = 3 600
Uper = [4] (500/3 600) = [4] (0,1389)
Uper = 0,555 once-pouces par surface
La figure 1, plus loin, compare graphiquement les trois
normes déjà mentionnées, tout en ajoutant d’autres normes ISO
(G 1.0, 6.3, etc.) et la traditionnelle norme API (force = 10 %
W/2).
À un rayon de 5 po, la masse requise serait de
0,555/5 po, soit 0,111 oz ou 3,16 g.
L’annexe 1 démontre une méthode simplifiée permettant de
déterminer la tolérance au déséquilibre par surface selon la
norme 2.5 de l’EASA. Si le poids du rotor et les tr/min sont
connus, les tolérances en onces-pouces et grammes-pouces
peuvent être trouvées rapidement en utilisant la formule ou le
tableau. Des tableaux simplifiés supplémentaires peuvent être
consultés au point de référence 2 (voir figure 1).
o
Fiche technique n 32
Normes relatives à l’équilibrage dynamique
TN32-3
o
Normes relatives à l’équilibrage dynamique
S’ASSURER DU BON ÉQUILIBRAGE DU ROTOR
Après que le rotor ait été équilibré à un niveau acceptable
par l’équilibreuse, il peut être nécessaire de vérifier ou de
s’assurer qu’il a bien été équilibré selon la tolérance oncespouces ou grammes-pouces demandée. De plus, puisque
plusieurs instruments en atelier ne lisent pas les données en
onces ou en grammes, il peut être nécessaire de convertir les
mesures de déplacement, prises en millièmes de pouce, en
valeur onces-pouces. Il existe plusieurs méthodes de
conversion, bien que seulement trois sont présentées ici. Le
temps requis pour vérifier ou s’assurer du bon équilibrage du
rotor varie de quelques minutes (test 1) à 30-40 minutes
(test 3).
TEST 1 : MÉTHODE RAPIDE APPROXIMATIVE
Le test rapide approximatif est l’approche la plus
rapide permettant de voir si le rotor a bien été équilibré
selon la tolérance onces-pouces demandée.
Présumons que le client a spécifié un niveau d’équilibre du
rotor de 0,5 once-pouces par surface. Convertissons 0,5
once-pouces en grammes-pouces, ce qui donne 14,2
grammes-pouces (0,5 x 28,4 g/oz). Cette tolérance équivaut à
2,37 grammes à un rayon de 6 pouces* (14,2 g -po/6 po =
2,37 g).
* En présumant que le rayon de correction pour les poids
d’équilibrage était de 6 po.
Procédure, test 1
1.
2.
3.
4.
5.
2
Équilibrez à un niveau final, F = 0,4 mils (côté gauche,
après l’équilibrage)
3
Masse totale de correction, CWT = 4,81 oz-po** (côté
gauche; doit être en onces-pouces ou grammespouces).
** Note : Pour l’exemple au test 2, la masse totale de
correction (gauche) pour équilibrer le rotor est de 0,74
once placée à un rayon de 6,5 po. Multipliez la masse par
le rayon : 0,74 oz x 6,5 po = 4,81 oz-po. Si plusieurs
masses sont nécessaires pour équilibrer le rotor, la
masse totale de correction est la somme vectorielle de
ces masses. (Voir annexe 2.)
4
La formule pour calculer le déséquilibre résiduel
approximatif (Ur) est :
Ur = (CWT)(F)/(O - F) = (4,81)(0,4)/(8,6 - 0,4) =
1,924/8,2
Ur = 0,235 once-pouces
OU : Ur (grammes-pouces) = 0,235 oz x 28,4 gr/oz
Ur = 6,66 grammes-pouces
5
Répétez le test pour le côté droit.
TEST 3 : MÉTHODE PRÉCISE
La méthode la plus précise permettant de s’assurer du
bon équilibrage du rotor est parfois appelée la méthode de
« relèvement ».
Certains clients exigent que le test suivant (incluant le
Équilibrez le rotor à un niveau acceptable en
millièmes de pouce (mils), puis enregistrez les graphique) fasse partie de la procédure d’équilibrage de leur
données en lecture finale. (Lecture finale pour le côté centre de services. Les instruments des machines à équilibrer
peuvent lire les données en onces-pouces ou grammes-pouces;
gauche = 0,3 mils à un angle de phase de 47 °.)
cependant, si le calibrage des instruments semble douteux,
Pesez un poids d’essai équivalant à la tolérance n’hésitez pas à utiliser ce test pour vérifier le calibrage.
exigée. (Dans cet exemple, le poids d’essai exigé est
de 2,37 g, soit 14,2 grammes-pouces, qui est la Procédure, test 3
tolérance demandée par le client, divisés par 6 po, ce
Ce test devrait être effectué pour les deux côtés du rotor. Le
qui donne 2,37 g.)
déséquilibre résiduel (Ur) devrait être en deçà de la tolérance
Ajoutez cette masse (2,37 g à un rayon de 6 po) sur la au déséquilibre exigée.
surface à la gauche du point léger. Ensuite, faites 1. Équilibrez le rotor et enregistrez la vibration finale :
tourner le rotor et mesurez l’angle de phase.
F = 0,3 mils (gauche)
Si la phase se modifie d’environ 180 ° (+/- 20 °) en 2. Déterminez un poids d’essai et un rayon afin de
comparaison avec la lecture finale de 47 °, cela signifie
produire une vibration d’environ 10 fois celle
que le rotor est équilibré en deçà de la tolérance
enregistrée en lecture finale (2 à 4 mils pour cet
demandée. (Une modification de phase de 180 °
exemple).
signifie que le poids d’essai est maintenant devenu le
3.
Enregistrez ce poids d’essai sous la variable PE = ___
balourd et que le balourd résiduel est en deçà du
onces-pouces
ou grammes-pouces. (Pour cet exemple,
niveau de tolérance.)
le poids d’essai est de 10 g positionnés à un rayon de 7
Répétez ce test pour le côté droit.
po, ce qui donne 70 g-po.)
TEST 2 : MÉTHODE APPROXIMATIVE
La méthode approximative permet de s’assurer du bon
équilibrage du rotor sans avoir recours aux données
vectorielles. Elle peut aussi être utilisée pour convertir les
mesures de vibration (en mils) en mesures de déséquilibre de
la masse (onces-pouces ou grammes-pouces).
Procédure, test 2
1.
Fiche technique n 32
Enregistrez la vibration originale, O = 8,6 mils (côté
gauche, avant l’équilibrage).
TN32-4
4.
Localisez 8 à 12 points également espacés tout
autour du rotor où le poids d’essai peut être fixé.
Certaines procédures exigent le positionnement du
poids d’essai à chaque 45 degrés (8 points); d’autres
l’exigent à chaque 30 degrés (12 points). Dans notre
exemple, nous utiliserons 8 points (à chaque 45
degrés).
5.
Placez le PE à 0 °, faites tourner le rotor et
enregistrez la vibration. (Vibration = 2,35 mils lorsque
PE est à 0 °.)
o
Fiche technique n 32
6
Arrêtez le rotor et placez le poids d’essai 45 ° plus loin
(ou 30 °). Faites à nouveau tourner le rotor et
enregistrez la vibration. (Vibration = 2,20 mils lorsque
PE est à 45 °.)
7
Continuez de déplacer le poids d’essai sur chaque
point prévu et enregistrez les vibrations. Le dernier
point devrait se situer à 0 ° (360 °) afin de vérifier la
répétabilité des résultats. (Vibration = 2,34 mils.)
8
Schématisez les données de vibration comme il est
illustré à la figure 2.
Normes relatives à l’équilibrage dynamique
L’objectif de cette convention est de démontrer qu’aucune
rainure n’a été usinée sur l’arbre en comblant le vide avec une
demi-clavette.
Idéalement, la demi-clavette devrait être pleinement profilée
et dotée d’un rayon de tête équivalant au rayon de l’arbre.
Cependant, l’usage courant à l’intérieur des centres de service
est de créer une demi-clavette en demi-hauteur ou en demilongueur. La demi-longueur est plus souvent choisie parce
que les clavettes sont plus faciles à faire et se rapprochent
de plus près de la valeur de déséquilibre de la clavette
profilée.
Les points suivants résument la convention ISO sur les
clavettes d’arbre en demi-longueur pour les rotors rigides :
1.
9
Si la clavette a une coupe transversale carrée, coupez
une longueur équivalant à 48 pour cent de la longueur
finale de la clavette (figure 3). Sa valeur de
déséquilibre se situera à moins de 2 pour cent d’écart
de celle d’une clavette parfaitement profilée.
Positionnez la clavette de façon à ce que son centre
de gravité (CG) soit le même que celui de la clavette
entière à l’intérieur de l’assemblage final.
Reliez les points de données et identifiez les points
maximal et minimal. Le schéma devrait ressembler à
une onde sinusoïdale peu prononcée.
10 Calculez le déséquilibre résiduel réel (Ur) à l’aide de
cette formule.
Ur = [PE] (max - min)/(max + min) = [70] (2,66 –
2,05)/(2,06 + 2,05) = [70] (0,61/4,71)
Ur = 9 grammes-pouces ou 0,32 once-pouces
2. Pour
les
clavettes à
coupes transversales
CONVENTIONS
RELATIVES
AUX
CLAVETTES
rectangulaires allant jusqu’à 5/16 po de largeur, la
UTILISÉES POUR L’ÉQUILIBRAGE
masse de la clavette demi-longueur devrait égaler 45
pour cent du poids final de la clavette. Pour les
Le résumé suivant de la norme ISO 8821: 1989 présente les
clavettes plus larges (> 5/16 po), la masse des
conventions actuellement acceptées dans l’équilibrage des
clavettes demi-longueur devrait égaler 54 pour cent de
arbres et des rotors. Les clavettes jouent une part significative
la clavette finale. Les valeurs de déséquilibre de ces
dans le contrôle du déséquilibre d’un rotor. Par exemple, une
clavettes demi-longueur se situeront à moins de 2 pour
clavette de 4 x 7/8 x 7/8 pèse tout près de 14 onces. Si le rayon
cent de la valeur idéale.
reliant la clavette au centre de l’arbre est de 2 pouces, cette
clavette représente 28 onces-pouces de déséquilibre. En prenant
Des exemplaires de la norme ISO 8821: 1989, Key
une armature de 1 000 livres avec une vitesse en fonction de 1 Conventions For Balancing sont disponibles auprès de l’American
800 tr/min, la norme G 2.5 de l’EASA (en reprenant la formule de Institute of Physics (voir les références bibliographiques).
la page 2) se lirait comme suit :
Uper = [7,52] (1000/1800)
= [7,52] (0,556)
= 4,18 onces-pouces/surface
(Le déséquilibre causé par la clavette est presque 7 fois plus
grand que la norme G 2.5!)
De légères erreurs touchant les dimensions de la clavette
(longueur ou hauteur) ou un malentendu sur la clavette requise par
convention (demi-longueur, demi-hauteur ou profilée) peuvent
provoquer des lectures de vibration inadmissibles en raison du
déséquilibre causé par la clavette.
La norme ISO exige l’utilisation d’une demi-clavette lors de
l’équilibrage des composants d’un assemblage claveté.
TN32-5
o
Normes relatives à l’équilibrage dynamique
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
(en anglais seulement)
1.
« Analysis Balancing Correspondence (ABC) Course »,
RIIR and On-Site Training,1996,
www.balancingusa.com.
2.
« API Standards », American Petroleum Institute, 2101, rue
L, Washington, DC, 20037.
3.
« Balancing Tips Nos. 101-107 », RIIR and On-Site
Training, 1996-1997.
4.
« Balancing Requirements Of Rigid Rotors: The Practical
Application Of ISO 1940/1 », IRD Balancing, Columbus,
OH, 614-885-5376, 614-847-7741 (fax), www.irdbalancing.
com.
5.
BERNHARD, D.L. « Key Conventions For Balancing: A
Summary Of ISO 8821 », 1989.
6.
« EASA AR100-2001: Recommended Practice For The
Re- pair Of Rotating Electrical Apparatus »,
Electrical Apparatus Service Association, 1331, Baur
Blvd., St. Louis, MO, 63132, 314-993-2220, 314-9931269 (fax), www.easa.com.
TN32-6
Fiche technique n 32
7.
« ISO Standards », Organisation internationale de
normalisation, 1, rue de Varembe, CH 1211,
Genève, 20, Suisse; aussi disponible auprès de
l’American National Standards Institute (ANSI), 25, West
e
e
43 Rue Ouest, 4 étage, New York, NY, 10036, 212642-4900, 212-398- 0023 (fax), www.ansi.org.
8.
« Key Conventions For Balancing, ISO Standard
8821:1989 », American Institute of Physics, One
Physics Ellipse, College Park, MD 20740-3843, 301209-3100, 301-209-084 (fax), www.aip.org.
9.
« Machinery Vibration And Balancing Reference Book »,
RIIR and On-Site Training, 1996,
www.balancingusa.com.
10. « The Military Standard: MIL-STD-167-1 (Ships) »,
Department of the Navy, Naval Ship Systems
Command, Washington, DC 20360.
Note : Ce texte fut publié à l’origine en avril 2000.
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Fiche technique n 32
Normes relatives à l’équilibrage dynamique
ANNEXE 1
INDICATION PRATIQUE SUR L’ÉQUILIBRAGE 105
Formule
3 600 tr/min
1 800 tr/min
1 200 tr/min
900 tr/min
600 tr/min
Déséquilibre
permis par surface
(oz-po) =
0,002089 x W
0,004177 x W
0,00627 x W
0,00835 x W
0,01253 x W
Déséquilibre
permis par surface
(g-po) =
0,0592 x W
0,1184 x W
0,1776 x W
0,2368 x W
0,3552 x W
W = poids du rotor (lb)
EXEMPLES
TOLÉRANCE AU DÉSÉQUILIBRE PAR SURFACE
EN ONCES-POUCES ET GRAMMES-POUCES
Rotor
Poids
(lb)
3 600 tr/min
oz-po/
surface
250
500
1 000
2 000
2 500
4 000
5 000
7 500
10 000
15 000
0,522
1,045
2,089
4,177
5,223
8,356
10,45
15,67
20,89
31,34
1 800 tr/min
g-po/
oz-po/
surface surface
14,8
29,6
59,2
118,4
148,0
236,8
296,0
444,0
592,0
888,0
1,044
2,089
4,177
8,354
10,44
16,71
20,89
31,33
41,77
62,66
g-po/
1 200 tr/min
oz-po/
g-po/
surface surface
29,6
59,2
118,4
236,8
296,0
473,6
592,0
888,0
1 184
1 776
PROCÉDURE
Étape 1
Choisissez, en vous basant sur les tr/min, la
formule appropriée plus haut afin d’équilibrer
un rotor en respect avec la norme ISO G 2.5 et
satisfaire aux recommandations de l’EASA
(Recommended Practice For The Repair Of
Rotating Electrical Apparatus).
Étape 2
Pesez la masse du rotor et calculez la
tolérance appropriée par surface à partir de la
formule choisie.
Étape 3
Lorsque la tolérance appropriée est calculée,
divisez-la par le rayon où le poids sera ajouté.
Exemple : La tolérance au déséquilibre pour
un rotor de 1 000 livres fonctionnant à 3 600
tr/min est de 59,2 grammes-pouces par
surface. Le rayon de l’anneau d’équilibrage est
de 10 pouces. Poids = tolérance au
déséquilibre/rayon = 59,2/10 = 5,92 grammes
par surface.
Étape 4
Équilibrez le rotor jusqu’à ce que vous
atteigniez la tolérance au déséquilibre visée.
900 tr/min
oz-po/
surface surface
1,568
3,135
6,270
12,54
15,68
25,08
31,35
47,03
62,70
94,50
44,4
88,8
177,6
355,2
444,0
710,4
888,0
1 332
1 776
2 664
2,088
4,175
8,350
16,70
20,88
33,40
41,75
62,63
83,50
125,3
600 tr/min
g-po/
oz-po/
surface surface
59,2
118,4
236,8
473,6
592,0
947,2
1 184
1 776
2 368
3 552
3,133
6,265
12,53
25,06
31,33
50,12
62,65
93,98
125,3
188,0
g-po/
surface
88,80
177,6
355,2
710,4
888,0
1 421
1 776
2 664
3 552
5 328
ANNEXE 2
L’équilibrage demande normalement l’ajout (ou le retrait) de
poids sur plusieurs points du rotor. La masse totale de correction
(CWT) est égale à la somme (somme vectorielle) de ces poids.
Plusieurs programmes conçus pour les calculatrices, les
ordinateurs ou les instruments d’équilibrage prévoient une
fonctionnalité « d’ajout » ou « de compilation » de poids afin
d’ajouter les poids sans avoir à illustrer les vecteurs.
La somme vectorielle des trois poids d’équilibrage utilisés
dans cet exemple est de 12,7 g à un angle de 43 °. Notez que
les poids de correction peuvent être ajoutés dans n’importe quel
ordre à l’intérieur du diagramme vectoriel. (A + C + B) est
équivalent à (A + B + C). La solution graphique offerte par le
diagramme vectoriel concorde avec la solution informatique
(calculée).
Cette page peut être reproduite et placée à proximité de
l’équilibreuse afin de servir de référence pour les opérateurs.
TN32-7
o
Normes relatives à l’équilibrage dynamique
Fiche technique n 32
ANNEXE 3 :
DÉFINITIONS DES TERMES D’ÉQUILIBRAGE*
•
Déséquilibre — une distribution inégale du poids d’un rotor
autour de son axe rotatif.
•
Axe rotatif (ou axe de l’arbre) — la ligne droite joignant les
centres géométriques des surfaces de tourillon. Il s’agit de
l’axe rotatif attendu s’il n’y avait aucun déséquilibre.
•
•
•
Couple de balourds — les points de déséquilibre sont à la
même distance du CG (A = B), mais sur des côtés opposés
(180 °) du rotor. L’API se trouve en angle avec l’axe de l’arbre
pour le couper au CG.
Surfaces du tourillon — les parties de l’arbre du rotor en
contact avec un palier ou en appui sur celui-ci.
•
Déséquilibre dynamique — une combinaison de balourds
statiques et de couples de balourds.
Surface de correction — toute surface perpendiculaire à
l’axe de l’arbre sur lequel des corrections d’équilibrage sont
effectuées. Lorsque c’est possible, les surfaces de correction
devraient être déterminées aux endroits où le poids est plus
concentré. Les chances de rencontrer une distribution
inégale de la masse sont plus élevées là où le poids du rotor
est concentré. Cette approche offre les meilleures chances
d’effectuer les corrections sur la surface causant le
déséquilibre.
•
Déséquilibre quasi-statique — une combinaison de
balourds statiques et de couples de balourds dans laquelle
l’API coupe l’axe de l’arbre ailleurs qu’au CG. Les balourds
statiques et les couples de balourds sont situés sur la même
surface.
•
Déséquilibre résiduel — déséquilibre de toute sorte encore
présent (restant) après l’équilibrage.
•
Distribution du déséquilibre — les points de déséquilibre
seront normalement distribués sur l’ensemble du rotor, mais il
est possible de les simplifier en :
•
Équilibrage — ajuster la distribution de la masse du rotor de
façon à la répartir également autour de son axe rotatif.
•
Un déséquilibre produit une force centrifuge qui cause une
vibration. Cette vibration est utilisée pour détecter et mesurer
le déséquilibre.
•
Centre de gravité (CG) — le point par rapport duquel tout le
poids du rotor est également distribué.
Axe principal d’inertie (API) — une ligne par rapport à laquelle la
masse du rotor est également distribuée. Le CG se situe toujours
sur l’axe principal d’inertie.
•
Balourds statiques — les points de déséquilibre sont
répartis également par rapport au CG (A = B) et sur le même
côté du rotor. L’API est déplacé de façon parallèle à l’axe de
l’arbre.
TN32-8
a)
balourds statiques et couples de balourds constitués de
trois vecteurs de déséquilibre présents sur trois surfaces
précises; ou
b)
déséquilibre dynamique constitué de deux vecteurs de
déséquilibre présents sur deux surfaces précises.
* Le document ISO 1925, « Balancing Vocabulary », de
l’Organisation internationale de normalisation offre des définitions
pour la plupart des termes touchant l’équilibrage et l’équipement
utilisé. Une copie de ce document est recommandée aux fins de
référence et consultation additionnelle.