ISO 1940 Vibrations mécaniques - Exigences de qualité d'équilibrage pour rotors rigides

La norme « ISO 1940 Vibrations mécaniques - Exigences de qualité d'équilibrage pour rotors rigides », élaborée par l'Organisation internationale de normalisation (ISO), comprend les sections suivantes sous le même titre :

ISO 1940-1 Partie 1 : Détermination du déséquilibre résiduel admissible
ISO-1940 2 Partie 2 : Erreurs d'équilibre

La norme ISO 1940-1 contient des recommandations pour déterminer le balourd et spécifier les exigences de qualité pertinentes pour les rotors rigides. Cette norme spécifie :

Affichage du déséquilibre dans un ou deux plans
Méthodes de détermination du déséquilibre résiduel admissible
Méthodes d'attribution de ces éléments aux plans de correction
Méthodes de détermination de l'état de déséquilibre résiduel d'un rotor par mesure
Résumé des erreurs associées à l'identification du déséquilibre résiduel

Le tableau et la figure donnés dans la norme donnent des recommandations sur les exigences de qualité d'équilibrage des rotors rigides en fonction de leur type, de leur masse et de leur vitesse de service maximale, sur la base de l'expérience mondiale. Cette norme vise également à faciliter les relations entre le fabricant de la machine et son utilisateur. La terminologie spécifiée dans la présente norme peut être utilisée pour déterminer les spécifications techniques.

Une évaluation détaillée des erreurs associées à la détermination du déséquilibre résiduel n’est pas incluse dans cette norme. La norme ISO 1940-2 traite de ces erreurs. La norme ISO 1940-1 ne définit pas le balourd résiduel admissible pour les rotors flexibles. Ceux-ci sont abordés dans la norme « ISO 5343 Critères pour l’évaluation de l’équilibrage des rotors flexibles ». Les méthodes d’équilibrage ne sont pas divulguées.

Les qualités d'équilibrage recommandées ne sont pas destinées à servir de spécifications d'acceptation pour un ensemble de rotor particulier. Il s’agit plutôt de donner des indications sur la manière d’éviter les lacunes majeures ainsi que les exigences exagérées ou irréalisables. Il peut également servir de base à des recherches plus approfondies, par exemple lorsque la qualité d'équilibre requise doit être déterminée plus précisément par des mesures en laboratoire ou sur le terrain. Si les limites recommandées sont respectées, des conditions de fonctionnement satisfaisantes peuvent probablement être attendues. Il peut toutefois arriver que des écarts par rapport à ces recommandations soient nécessaires, par exemple en raison d'une construction ou d'une géométrie inhabituelle.

La norme ISO 1940-2 couvre principalement la détermination des erreurs dans le processus d'équilibrage des rotors rigides, l'évaluation des erreurs, les lignes directrices pour la comptabilisation des erreurs et l'évaluation du déséquilibre permanent dans deux plans de correction quelconques.

Plus tard, cette norme a été remplacée par la norme « ISO 21940-14 Vibrations mécaniques - Équilibrage du rotor - Partie 14 : Procédures d'évaluation des erreurs d'équilibrage ». Cette norme spécifie également les exigences pour les situations suivantes :

Détermination des erreurs dans le processus de mesure du balourd d'un rotor
Évaluation des erreurs identifiées
Prise en compte des erreurs

Cette nouvelle norme spécifie les critères d'acceptation de l'équilibrage en termes de déséquilibre résiduel, à la fois immédiatement après l'équilibrage et pour le contrôle ultérieur de la qualité de l'équilibrage par l'utilisateur. Cette norme répertorie les principales erreurs typiques dans une annexe informative avec des méthodes pour leur réduction.

Les erreurs d'équilibrage des machines d'équilibrage peuvent être classées comme suit :

Erreurs systématiques dont l’ampleur et l’angle peuvent être évalués par calcul ou par mesure.
Erreurs variables aléatoires dans lesquelles l'amplitude et l'angle varient de manière imprévisible au cours d'une série de mesures effectuées dans les mêmes conditions
Erreurs scalaires, où la magnitude maximale peut être évaluée ou estimée, mais l'angle est incertain

Selon les procédés de fabrication utilisés, un même défaut peut être classé dans une ou plusieurs catégories. Des exemples de sources d’erreur pouvant survenir sont répertoriés dans la norme. Certaines de ces erreurs sont décrites plus en détail dans l’annexe de la norme (annexe A).

Voici quelques exemples de sources d’erreur systématique des machines d’équilibrage :

Déséquilibre interne dans l'arbre de transmission
Déséquilibre interne du mandrin
Désalignement radial et axial de l'élément d'entraînement par rapport à l'axe de l'arbre du rotor
Désalignement radial et axial dans l'ajustement entre le composant à équilibrer ou dans le mandrin de la machine d'équilibrage
Manque de concentricité entre les arbres et les surfaces d'appui utilisées pour l'équilibrage
Faux-rond radial et axial des roulements à éléments roulants utilisés pour supporter le rotor et non pour entretenir les roulements
Faux-rond radial et axial des logements de roulement (et des pistes) des roulements de service à éléments roulants installés après équilibrage
Déséquilibre causé par les rainures de clavette et les rainures de clavette
Magnétisme résiduel dans le rotor ou le mandrin
Erreurs de remontage
Erreurs d'équilibrage des équipements et de l'instrumentation
Différences entre les diamètres de l'arbre de service et du mandrin d'équilibrage
Défauts de l'articulation universelle
Flexion temporaire du rotor lors de l'équilibrage
Flexion permanente du rotor après équilibrage

Exemples de sources d'erreurs variables aléatoires de la machine d'équilibrage :

Pièces détachées
Liquides ou solides piégés
Détérioration due aux effets thermiques
Effets du vent
Utilisation d'un accouplement lâche comme élément moteur
Flexion temporaire du rotor horizontal causée par les effets gravitationnels lorsque le rotor est stationnaire

Voici quelques exemples de sources d'erreurs scalaires de machines d'équilibrage :

Modifications de l'écart dans les interfaces qui seront supprimées après le processus d'équilibrage
Jeu excessif dans les joints universels
Jeu excessif dans le mandrin ou l'arbre
Tolérances de conception et de fabrication
Si les diamètres des rouleaux de support de la machine d'équilibrage et le diamètre de l'arbre du rotor sont identiques, presque identiques ou ont un rapport entier, leur désalignement

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