ISO 7919-1:1996
(Main)Mechanical vibration of non-reciprocating machines — Measurements on rotating shafts and evaluation criteria — Part 1: General guidelines
Mechanical vibration of non-reciprocating machines — Measurements on rotating shafts and evaluation criteria — Part 1: General guidelines
Vibrations mécaniques des machines non alternatives — Mesurages sur les arbres tournants et critères d'évaluation — Partie 1: Directives générales
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 7919-1
Second edition
1996-07-15
Mechanical Vibration of non-reciprocating
machines - Measurements on rotating
shafts and evaluation criteria -
Part 1:
General guidelines
Vibrations mkaniques des machines non alternatives - Mesurages sur
/es arbres tournan ts et crk&es d ’evalua tion -
Partie 1: Dlrectives g&Grales
Reference number
ISO 7919-1 :1996(E)
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ISO 7919=1:1996(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national Standards bodies (ISO member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Esch member body interested in a subject for
which a technical committee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(1 EC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard ISO 7919-1 was prepared by Technical Committee
lSO/TC 108, Mechanical Vibration and shock, Subcommittee SC 2,
Measurement and evaluation of mechanical Vibration and shock as applied
to machines, vehicles and structures.
This second edition of ISO 7919-1 cancels and replaces the first edition
(ISO 7919-1 :1986), which has been technically revised .
ISO 7919 consists of the following Parts, under the general title Mechan-
ical Vibration of non-reciprocating machines - Measurements on rotating
shafts and evaluation criteria:
- Part 7: General guidelines
- Part 2: Large land-based steam turbine genera tor sets
- Part 3: Coupled industrial machines
- Part 4: Gas turbine sets
Machine sets in hydraulic genera ting and pumping
- Part 5: power
plan ts
Annex A forms an integral patt of this part of ISO 7919. Annexes B, C, D
and E are for information only.
o ISO 1996
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronie or mechanical, including photocopyrng and
mrcrofilm, without Permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-l 211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
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0 ISO ISO 7919=1:1996(E)
Introduction
Machines are now being operated at increasingly high Speeds and loads,
and under increasingly severe operating conditions. This has become
possible, to a large extent, by the more efficient use of materials, although
this has sometimes resulted in there being less margin for design and
application errors.
At present, it is not uncommon for continuous Operation to be expected
and required for 2 or 3 years between maintenance operations. Conse-
quently, more restrictive requirements are being specified for operating
Vibration values of rotating machinery, in Order to ensure continued safe
and reliable Operation.
ISO 10816-1 establishes a basis for the evaluation of mechanical Vibration
sf machines by measuring the Vibration response on non-rotating, struc-
tural members only. There are many types of machine, however, for which
measurements on structural members, such as the bearing housings, may
not adequately characterize the running condition of the machine, although
such measurements are useful. Such machines generally contain flexible
rotor shaft Systems, and changes in the Vibration condition may be de-
tected more decisively and more sensitively by measurements on the ro-
tating elements. Machines having relatively stiff and/or heavy casings in
comparison to rotor mass are typical of those classes of machines for
which shaft Vibration measurements are frequently to be preferred.
For machines such as steam turbines, gas turbines and turbo-
compressors, all of which may have several modes of Vibration in the
Service Speed range, measurements on non-rotating Parts may not be
totally adequate. In such cases, it may be necessary to monitor the ma-
chine using measurements on the rotating and non-rotating Parts, or on
the rotating Parts alone.
The guidelines presented in this part of ISO 7919 are complemented by
those given in ISO 10816-1. If the procedures of both Standards are ap-
plied, the one which is more restrictive generally applies.
Shaft Vibration measurements are used for a number of purposes, ranging
from routine operational monitoring and acceptance tests to advanced
experimental testing, as weil as diagnostic and analytical investigations.
These various measurement objectives lead to many differentes in
methods of interpretation and evaluation. To limit the number of these
differentes, this patt of ISO 7919 is designed to provide guidelines pri-
marily for operational monitoring and acceptance tests.
During the preparation of this part of ISO 7919, it was recognized that
there was a need to establish quantitative criteria for the evaluation of
machinery shaft Vibration. However, there is a significant lack of data on
this subject at present and, consequently, this part of ISO 7919 has been
structured to allow such data to be incorporated as it becomes available.
r.
Ill
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0 ISO
ISO 7919=1:1996(E)
Specific criteria for different classes and types of machinery will be given
in the relevant Parts of ISO 7919 as they are developed.
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ISO 7919=1:1996(E)
INTERNATIONAL STANDARD 0 ISO
Mechanical Vibration of non-reciprocating
machines - Measurements on rotating shafts and
n ,m
iteria -
evaluatlon cr
Part 1:
General guide ines
ements are found to be more suitable, provided that the
1 Scope
guidelines are respected.
For the purposes of ISO 7919, operational monitoring
is considered to be those Vibration measurements
made during the normal Operation of a machine.
This part of ISO 7919 sets out general guidelines for
ISO 7919 permits the use of several different
measuring and evaluating machinery Vibration by
measurement quantities and methods, provided that
means of measurements made directly on rotating
they are well defined and their limitations are set out,
shafts for the purpose of determining shaft Vibration
so that the interpretation of the measurements will
with regard to
be weil understood.
a) changes in vibrational behaviour;
This part of ISO 7919 does not apply to reciprocating
machinery.
b) excessive kinetic load;
c) the monitoring of radial clearances.
lt is applicable to measurements of both absolute and
relative radial shaft Vibration, but excludes torsional
and axial shaft Vibration. The procedures are appli-
2 Normative reference
cable for both operational monitoring of machines and
to acceptance testing on a test stand and after instal-
The following Standard contains provisions which,
lation. Guidelines are also presented for setting oper-
through reference in this text, constitute provisions
ational Iimits.
of this part of ISO 7919. At the time of publication, the
edition indicated was valid. All Standards are subject
NOTES
to revision, and Parties to agreements based on this
part of ISO 7919 are encouraged to investigate the
1 Evaluation criteria for different classes of machinery will
possibility of applying the most recent edition of the
be included in other Parts of ISO 7919 when they become
available. In the meantime, guidelines are given in Standard indicated below. Members of IEC and ISO
annex A.
maintain registers of currently valid International
Standards.
2 The term “‘shaft Vibration” is used throughout ISO 79119
because, in most cases, measurements will be made on
ISO 10816-1: 1995, Mechanical Vibration - Evaluation
machine shafts; however, ISO 7919 is also applicable to
sf machine Vibration by measuremen ts on non-
measurements made on other rotating elements if such el-
rotating Parts - Part 7: General guidelines.
a
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ISO 79194:1996(E)
3.1.2 Frequency range
3 Measurements
The measurement of relative and absolute shaft vi-
bration shall be broad band so that the frequency
spectrum of the machine is adequately covered.
3.1 Measurement quantities
3.2 Types of measurement
3.1 .l Displacement
3.2.1 Relative Vibration measurements
The preferred measurement quantity for the
Relative Vibration measurements are generally carried
measurement of shaft Vibration is displacement.
out with a non-contacting transducer which senses
The unit of measurement is the micrometer
the vibratory displacement between the shaft and a
(1 Pm = 10V6 m).
structural member (e.g. the bearing housing) of the
NOTE 3 Displacement is a vector quantity and, therefore, machine.
when comparing two displacements, it may be necessary
to consider the Phase angle between them (see also
3.2.2 Absolute Vibration measurements
annex D).
Absolu te Vibration measureme nts are carried out by
Since this part of ISO 7919 applies to both relative
one of th e following methods:
and absolute shaft Vibration measurements, displace-
ment is further defined as follows:
by a shaft-riding probe, on which a seismic trans-
a)
ducer (velocity type or accelerometer) is mounted
a) relative displacement, which is the vibratory dis-
so that it measures absolute shaft Vibration di-
placement between the shaft and appropriate
rectly; or
structure, such as a bearing housing or machine
casing; or
by a non-contacting transducer which measures
relative shaft Vibration in combination with a seis-
b) absolute displacement, which is the vibratory dis-
mit transducer (velocity type or accelerometer)
placement of the shaft with reference to an
which measures the support Vibration. Both
inertial reference System.
transducers shall be mounted close together so
that they undergo the Same absolute motion in
NOTE 4 It should be clearly indicated whether displace-
the direction of measurement. Their conditioned
ment values are relative or absolute.
Outputs are vectorially summed to provide a
measurement of the absolute shaft motion.
Absolute and relative displacements are further de-
fined by several different displacement quantities,
3.3 Measurement procedures
each of which is now in widespread use. These in-
clude:
3.3.1 General
(PP) vibratory displacement peak-to-peak in the
s
direction of measurement;
lt is desirable to locate transducers at positions such
that the lateral movement of the shaft at Points of
maximum vibratory displacement in the
s
max
importante tan be assessed. lt is recommended that,
plane of measurement.
for both relative and absolute measurements, two
transducers should be located at, or adjacent to, each
Either of these displacement quantities may be used
machine bearing. They should be radially mounted in
for the measurement of shaft Vibration. However, the
the same transverse plane perpendicular to the shaft
quantities shall be clearly identified so as to ensure
axis or as close as practicable, with their axes within
correct interpretation of the measurements in terms
+ 5” of a radial line. lt is preferable to mount both
of the criteria of clause 5. The relationships between
Gansducers 90” $- 5” apart on the same bearing half
each of these quantities are shown in figures B.1 and
and the positions Chosen should be the Same at each
82 . .
bearing.
NOTE 5 At present, the greater of the two values for
A Single transducer may be used at each measure-
peak-to-peak displacement, as measured in two orthogonal
ment plane in place of the more typical pair of
directions, is used for evaluation criteria. In future, as rel-
orthogonal transducers if it is known to provide ade-
evant experience is accumulated, the quantity S~pplmax, de-
fined in figure B.2, may be preferred. quate information about the shaft Vibration.
2
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shall be rigidly mounted to the machine structure (e.g.
lt is recommended that special measurements be
the bearing housing) close to the non-contacting
made in Order to determine the total non-Vibration
runout, which is caused by shaft surface metallurgical transducer so that both transducers undergo the
non-homogeneities, local residual magnetism and same absolute Vibration of the support structure in the
shaft mechanical runout. lt should be noted that, for direction of measurement. The sensitive axes of the
non-contacting and seismic transducers shall be par-
asymmetric rotors, the effect of gravity tan Cause a
allel, so that their vectorially summed, conditioned
false runout Signal.
Signals result in an accurate measure of the absolute
Recommend ations for instrumentation are given in
shaft Vibration.
annex C.
3.3.4 Procedures for absolute Vibration
3.3.2 Procedures for relative Vibration
measurements using a shaft-riding mechanism
measurements
with a seismic transducer
Relative Vibration transducers of the non-contacting
The seismic transducer (velocity type or acceler-
type are normally mounted in tapped holes in the
ometer) shall be mounted radially on the shaft-riding
bearing housing, or by rigid brackets adjacent to the
mechanism. The mechanism shall not chatter or bind
bearing housing. Where the transducers are mounted
in a manner modifying the indicated shaft Vibration.
in the bearing, they should be located so as not to
The mechanism shall be mounted as described for
interfere with the lubrication pressure wedge. How-
transducers in 3.3.1.
ever, special arrangements for mounting transducers
in other axial locations may be made, but different vi- The shaft surface against which the shaft-riding tip
bration criteria for assessment will then have to be rides, taking into account the total axial float of the
shaft under all thermal conditions, shall be smooth
used. For bracket-mounted transducers, the bracket
and free from shaft discontinuities, such as keyways
shall be free from natura1 frequencies which adversely
affect the capability of the transducer to measure the and threads. lt is recommended that the mechanical
relative shaft Vibration. runout of the shaft should not exceed 25 % of the al-
lowable Vibration displacement, specified in accord-
The surface of the shaft at the location of the pick-up,
ante with annex A, or 6 Pm, whichever is the greater.
taking into account the total axial float of the shaft
There may be surface Speed and/or other limitations
under all thermal conditions, shall be smooth and free
from any geometric discontinuities (such as keyways, to shaft-riding procedures, such as the formation of
lubrication passages and threads), metallurgical non- hydrodynamic oil films beneath the probe, which may
homogeneities and local residual magnetism which give false readings and, consequently, manufacturers
may Cause false Signals. In some circumstances, an should be consulted about possible limitations.
electroplated or metallized shaft surface may be ac-
ceptable, but it should be noted that the calibration
3.4 Machine operating conditions
may be different. lt is recommended that the total
combined electrical and mechanical runout, as
Shaft Vibration measurements should be made under
measured by the transducer, should not exceed
agreed conditions over the operating range of the
25 % of the allowable Vibration displacement, speci-
machine. These measurements should be made after
fied in accordance with annex A, or 6 Pm, whichever
achieving agreed thermal and operating conditions. In
is the greater. For measurements made on machines
addition, measurements may also be taken under
already in Service, where Provision was not originally
conditions of, for example, slow roll, warming-up
made for shaft Vibration measurements, it may be
Speed, critical Speed, etc. However, the results of
necessary to use other runout criteria.
these measurements may not be suitable for evalu-
ation in accordance with clause 5.
3.3.3 Procedures for absolute Vibration
measurements using combiried seismic and
3.5 Machine foundation and structures
non-contacting relative Vibration transducers
If a combination of seismic and non-contacting relative The type of machine foundation and structures (for
Vibration transducers is used, the absolute Vibration is example piping) may significantly affect the measured
vibration. In general, a valid comparison of Vibration
obtained by vectorially summing the outputs from
values of machines of the Same type tan only be
both transducers. The mounting and other require-
made if the foundations and structures have similar
ments for the non-contacting transducer are as
dynamic characteristics.
specified in 3.3.2. In addition, the seismic transduces
3
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ISO 7919=1:1996(E)
5.3 If the evaluation criterion is the kinetic load on
3.6 Environmental Vibration and evaluation
the bearing, the relative shaft Vibration shall be used
of measurement System
as the measure of shaft Vibration.
Prior to measuring the Vibration of an operating ma-
chine, a check with the same measuring System and
5.4 If the evaluation criterion is stator/rotor clear-
stations should be taken with the machine in an in-
ances, then
operative state. When the results of such measure-
ments exceed one-third of the values specified for the
when the Vibration of the structure, on which the
a)
operating Speed, Steps should be taken to eliminate
shaft-relative transducer is mounted, is small (i.e.
environmental Vibration effects.
less than 20 % of the relative shaft Vibration), the
relative shaft Vibration shall be used as a measure
of clearance absorption;
4 Instrumentation
when the Vibration of the structure, on which the
b)
The instrumentation used for the purpose of compli-
shaft-relative transducer is mounted, is 20 % or
ante with this part of ISO 7919 shall be so designed
more of the relative shaft Vibration, the relative
as to take into account temperature, humidity, the
shaft Vibration measurement may still be used as
presence of any corrosive atmosphere, shaft surface
a measure of clearance absorption unless the vi-
Speed, shaft material and surface finish, operating
bration of the structure, on which the shaft-
medium (e.g. water, Oil, air or steam) in contact with
relative transducer is mounted, is not
the transducer, Vibration and shock (three major axes),
representative of the total Stator Vibration. In this
airborne noise, magnetic fields, metallic masses in
latter case, special measurements will be re-
proximity to the tip of the transducer, and power-line
quired.
voltage fluctuations and transients.
lt is desirable that the measurement System should 5.5 The shaft Vibration associated with a particular
have Provision for on-line calibration of the readout classification range depends on the size and mass of
instrumentation and, in addition, have suitable isolated the vibrating body, the characteristics of the mounting
Outputs to permit further analysis as required. System, and the output and use of the machine. lt is
therefore necessary to take into account the various
purposes and circumstances concerned when speci-
5 Evaluation criteria
fying different ranges of shaft Vibration for a specific
class of machinery. Where appropriate, reference
should be made to the product specification.
5.1 There are two principal factors by which shaft
Vibration is judged:
5.6 General principles for evaluation of shaft vi-
absolute Vibration of the shaft;
a) bration on different machines are given in annex A.
The evaluation criteria relate to both operational mon-
b) Vibration of the shaft relative to the structural el-
itoring and acceptance testing, and apply only to the
ements.
Vibration produced by the machine itself and not to
Vibration transmitted from outside. For certain classes
of machinery, the guidelines presented in this part of
5.2 If the evaluation criterion is the Change in shaft
ISO 7919 are complemented by those given in
Vibration, then
ISO 10816-1 for measurements taken on non-rotating
Parts. If the procedures of both International Stan-
a) when the Vibration of the structure, on which the
dards are applied, the one which is more restrictive
shaft-relative transducer is mounted, is small (i.e.
shall generally apply.
less than 20 % of the relative shaft Vibration), ei-
ther the relative shaft Vibration or absolute shaft
Specific criteria for different classes and types of ma-
Vibration may be used as a measure of shaft vi-
chinery will be given in the relevant Parts of ISO 7919
bration;
as they are developed.
b) when the Vibration of the structure, on which the
shaft-relative transducer is mounted, is 20 % or 5.7 The evaluation considered in this basic docu-
more of the relative shaft Vibration, the absolute ment is limited to broad-band Vibration without refea-
shaft Vibration shall be measured and, if found to ence to frequency components or Phase. This will in
be larger than the relative shaft Vibration, it shall most cases be adequate for acceptance testing and
be used as the measure of shaft Vibration. operational monitoring purposes. However, in some
4
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0 ISO ISO.7919~1:1996(E)
cases the use of vector information for Vibration as- icant. In other cases the Vibration sensitivity may be
sessment on certain machine types may be desirable. such that, although the Vibration magnitude for a par-
Vector Change information is particularly useful in de- ticular machine is satisfactory when measured under
certain steady-state conditions, it tan become unsat-
tecting and defining changes in the dynamic state of
isfactory if these conditions Change.
a machine, which in some cases could go undetected
when using broad-band Vibration measurements. This
lt is recommended that in cases where some aspect
is demonstrated in annex D.
of the Vibration sensitivity of a machine is in question,
The specification of criteria for vector changes is be- agreement should be reached between the customer
yond the present scope of this part of ISO 7919. and supplier about the necessity and extent of any
testing or theoretical assessment.
5.8 The Vibration measured on a particular machine
may be sensitive to changes in the steady-state op-
erational condition. In most cases this is not signif-
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ISO 7919=1:1996[E)
Annex A
(normative)
General principles for adopting evaluation criteria for different types of
machine
Introduction e) the rotational frequency of the shaft;
The specification of evaluation criteria for shaft vi-
f) the bearing type, clearance and diameter;
bration is dependent upon a wide range of factors and
the criteria adopted will vary significantly for different
g) the function, output and size of the machine un-
types of machine and, in some cases, for different der consideration;
rotors in the Same coupled line. lt is important,
h) the relative flexibility of the bearings, pedestals
therefore, to ensure that valid criteria are adopted for
and foundations;
a particular machine and that criteria which relate to
certain types of machine are not erroneously applied
the rotor mass and flexibility.
i)
to other types. (For example, evaluation criteria for a
high-speed compressor operating in a petrochemical
Clearly, this range of factors makes it impossible to
plant are Iikely to be different from those for large
define unique evaluation criteria which tan be applied
turbo-generators.)
to all machines. Different criteria, which have been
derived from operational experience, are necessary
At present, there are a limited number of published
for different machines, but at best they tan only be
Standards on shaft Vibration. Many of these are for
regarded as guidelines and there will be occasions
specialized machinery and do not have widespread
where machines will operate safely and satisfactorily
applications in other fields.
outside any general recommendations.
This annex establishes a basis for specifying evalu-
ation criteria in terms of peak-to-peak Vibration values
A.2 Evaluation criteria
(see annex B). No attempt has been made to specify
Vibration values; these will be given for different
Two evaluation criteria are used to assess shaft vi-
classes and types of machinery in the relevant Parts
bration. One criterion considers the magnitude of the
of ISO 7919 as they are developed.
observed broad-band shaft Vibration; the second con-
siders changes in magnitude, irrespective of whether
A. 1 Factors affecting evaluation criteria they are increases or decreases.
There are a wide range of different factors which
A.2.1 Criterion 1: Vibration magnitude at
need to be taken into account when specifying eval-
rated Speed under steady operating
uation criteria for shaft Vibration measurements.
conditions
Amongst these are the following:
This criterion is concerned with defining limits for
a) the purpose for which the measurement is made
shaft Vibration magnitude consistent with acceptable
(for example, the requirements for ensuring that
dynamic loads on the bearing, adequate margins on
running clearances are maintained will, in general,
the radial clearance envelope of the machine, and ac-
be different from those if the avoidance of ex-
ceptable Vibration transmission into the support
cessive kinetic load on the bearing is the main
structure and foundation. The maximum shaft vi-
concern);
bration magnitude observed at each bearing is as-
sessed against four evaluation zones established from
b) the type of measurement made - absolute or
international experience.
relative Vibration;
FigureA.l Shows a plot of allowable Vibration, in
C) the quantities measured (see annex B);
terms of peak-to-peak shaft Vibration, against the op-
d) the Position where the measurement is made;
6
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0 ISO ISO 79194:1996(E)
erating Speed range. It is generally accepted that Iim- is specified on the basis of the Change in broad-band
iting Vibration values will decrease as the operating Vibration magnitude occurring under steady-state op-
Speed of the machine increases, but the actual values erating conditions.
and their rate of Change with Speed will vary for dif-
When Criterion II is applied, the Vibration measure-
ferent types of machine.
ments being compared shall be taken at the same
transducer location and orientation, and under ap-
A.2.1 .l Evaluation zones
proximately the same machine operating conditions.
Significant changes from the normal Vibration magni-
The following typical evaluation zones are defined to
tudes should be investigated so that a dangerous
permit a qualitative assessment of the shaft Vibration
Situation may be avoided.
on a given machine and provide guidelines on possible
actions.
Criteria for assessing changes in broad-band Vibration
for monitoring purposes are given in other Parts of
Zone A: The Vibration of newly commissioned ma-
ISO 7919. However, it should be noted that some
chines would normally fall within this Zone.
changes may not be detected unless the discrete
Zone B: Machines with Vibration within this zone are frequency components are monitored (see 5.7).
normally considered acceptable for unrestricted long-
term Operation.
A.2.3 Operational Iimits
Zone C: Machines with Vibration within this zone are
For long-term Operation, it is common practice for
normally considered unsatisfactory for long-term con-
some machine types to establish operational Vibration
tinuous Operation. Generally, the machine may be
limits. These limits take the form of ALARMS and
operated for a limited period in this condition until a
TRIPS.
suitable opportunity arises for remedial action.
ALARMS: To provide a warning that a defined value
Zone D: Vibration values within this zone are normally
of Vibration has been reached or a significant Change
considered to be of sufficient severity to Cause dam-
has occurred, at which remedial action may be
age to the machine.
necessary. In general, if an ALARM Situation occurs,
Operation tan continue for a period whilst investi-
A.2.1.2 Evaluation zone limits
gations are carried out to identify the reason for the
Change in Vibration and define any remedial action.
Numerital values assigned to the zone boundaries are
not intended to serve as acceptance specifications,
TRIPS: To specify the magnitude of Vibration beyond
which shall be subject to agreement between the
which further Operation of the machine may Cause
machine manufacturer and the customer. However,
darnage. If the TRIP value is exceeded, immediate
these values provide guidelines for ensuring that
action should be taken to reduce the Vibration or the
gross deficiencies or unrealistic requirements are
machine should be shut down.
avoided. In certain cases, there may be specific fea-
tures associated with a particular machine which Different operational limits, reflecting differentes in
would require different zone boundary values (higher dynamic loading and support stiffness, may be speci-
or lower) to be used. In such cases, it is normally fied for different measurement positions and di-
nec
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE
7919-I
Deuxième édition
1996-07-I 5
Vibrations mécaniques des machines non
alternatives - Mesurages sur les arbres
tournants et critères d’évaluation -
Partie 1:
Directives générales
Mechanical vibration of non-reciproca ting machines - Measuremen ts on
rotating shafts and evaluation criteria -
Part 1: General guidelines
Numéro de référence
ISO 7919-I :1996(F)
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ISO 7919=1:1996(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 7919-1 a été élaborée par le comité techni-
que lSO/lC 108, Vibrations et chocs mécaniques, sous-comité SC 2,
Mesure et évaluation des vibrations et chocs mécaniques intéressant les
machines, les véhicules et les structures.
Cette deuxième édition de I’ISO 7919-1 annule et remplace la première
édition (ISO 7919-1:1986), dont elle constitue une révision technique.
L’ISO 7919 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral Vibrations mécaniques des machines non alternatives - Mesurages
sur les arbres tournants et critères d’évaluation:
- Partie 7: Directives générales
- Partie 2: Turbo-alternateurs installés sur fondation radier
- Partie 3: Machines industrielles couplées
- Partie 4: Turbines à gaz
- Partie 5: Machines équipant les centrales h ydroélectriques et les
stations de pompage (DIS distribué en version anglaise seulement)
L’annexe A fait partie intégrante de la présente partie de I’ISO 7919. Les
annexes B, C, D et E sont données uniquement à titre d’information.
o ISO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-1 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
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0 ISO
ISO 79194:1996(F)
Introduction
Les machines sont utilisées actuellement à des vitesses de plus en plus
élevées et pour des charges de plus en plus fortes, et sont soumises à
des conditions de fonctionnement de plus en plus sévères. Une partie
importante de ces progrès est une conséquence de l’utilisation plus effi-
cace des matériaux, bien que celle-ci se soit quelquefois traduite par une
marge plus faible autorisée pour les erreurs de conception et d’application.
II est actuellement de pratique courante de prévoir et d’exiger un fonc-
tionnement continu de 2 ou 3 ans avant les interruptions de maintenance.
II en résulte des spécifications beaucoup plus restrictives pour les valeurs
de vibration des machines tournantes en cours de fonctionnement, de fa-
çon à assurer une exploitation continue, sûre et fiable.
L’ISO 10816-I établit une base pour l’évaluation des vibrations mécani-
ques des machines, en mesurant la réponse de vibration uniquement sur
des organes de structure non tournants. Cependant, il existe de nombreux
types de machines pour lesquelles des mesurages effectués sur ces or-
ganes, comme par exemple les chapeaux de palier, peuvent certes
s’avérer utiles, mais risquent de ne pas caractériser d’une manière satis-
faisante les conditions de fonctionnement de la machine. En général, ces
machines contiennent des systèmes d’arbre à rotor flexible, et l’on pourra
obtenir des mesures plus précises et plus sensibles des variations de
l’environnement vibratoire si les mesurages sont effectués sur les élé-
ments tournants. On peut citer à titre d’exemples représentatifs des ca-
tégories de machines utilisant fréquemment le mesurage des vibrations
du rotor, comme des machines ayant des carters relativement raides
et/ou lourds par rapport à la masse du rotor.
Dans le cas de certaines machines, telles que les turbines à vapeur, tur-
bines à gaz et turbocompresseurs qui, toutes, peuvent présenter plusieurs
modes de vibrations dans la gamme des vitesses de service, les mesu-
rages sur les éléments non tournants peuvent ne pas être totalement
suffisants. Dans ce cas-là, il peut être nécessaire de surveiller la machine
en effectuant des mesurages sur les éléments tournants et non tournants
ou sur les éléments tournants seulement.
Les directives données dans NS0 10816-i complètent celles présentées
dans la présente partie de I’ISO 7919. Si les procédures des deux normes
s’appliquent, en principe la procédure la plus restrictive est appliquée.
Les mesurages des vibrations sur les arbres sont utilisés dans un grand
nombre de cas, qui vont des opérations de routine (surveillance en cours
d’utilisation, essais de réception) aux essais expérimentaux à la pointe du
progrès, à quoi il faut ajouter les recherches du point de vue diagnostic
et analyse. Ces différents objectifs de mesurage conduisent à de nom-
breuses différences au niveau des méthodes d’interprétation et d’éva-
luation. Pour limiter le nombre de ces différences, la présente partie de
I’ISO 7919 est conçue de façon à fournir un guide, essentiellement pour
la surveillance en cours de fonctionnement et pour les essais de réception.
. . .
III
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ISO 79194:1996(F) 0 ISO
Lors de la préparation de la présente partie de I’ISO 7919 il a été reconnu
la nécessité d’établir des critères quantitatifs pour l’évaluation des vi-
brations des arbres des machines. Cependant, faute de données disponi-
bles sur ce sujet actuellement, la présente partie de I’ISO 7919 a été
structurée de façon à permettre d’y inclure de telles données au fur et à
mesure de leur disponibilité.
Des critères spécifiques concernant les divers types et catégories de ma-
chines seront donnés dans les parties correspondantes de I’ISO 7919 au
fur et à mesure de leur élaboration.
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NORME INTERNATIONALE 0 ISO ISO 79194:1996(F)
Vibrations mécaniques des machines non
alternatives - Mesurages sur les arbres tournants et
critères d’évaluation -
Partie 1:
Directives générales
d’autres organes tournants lorsqu’il s’avère que ces organes
1 Domaine d’application
conviennent mieux au mesurage, à condition que les lignes
directrices soient respectées.
La présente partie de I’ISO 7919 établit des directives
Dans le cadre de I’ISO 7919, la surveillance en cours
générales pour le mesurage et l’évaluation des vi-
de fonctionnement est considérée comme étant les
brations des machines, par l’intermédiaire de I’utili-
mesurages des vibrations effectués pendant I’utili-
sation de mesurages effectués directement sur des
sation normale de la machine. L’ISO 7919 permet
arbres tournants, l’objectif étant de déterminer les vi-
d’utiliser diverses grandeurs et méthodes de mesu-
brations de l’arbre pour ce qui est:
rage, à condition qu’elles soient parfaitement définies
et que leurs limites soient fixées, de façon à bien
a) des vibrations des amplitudes de vibrations;
comprendre l’interprétation des mesurages.
b) d’une force tournante excessive;
La présente partie de I’ISO 7919 ne s’applique pas
aux machines alternatives.
c) de la surveillance des jeux radiaux.
Elle s’applique aux mesurages des vibrations radiales
des arbres, tant en valeur absolue qu’en valeur rela-
2 Référence normative
tive, mais ne prend pas en compte les vibrations
axiales et en torsion des arbres. Les procédures sont
La norme suivante contient des dispositions qui, par
applicables à la fois à la surveillance en cours de
suite de la référence qui en est faite, constituent des
fonctionnement, et aux essais de réception sur banc
dispositions valables pour la présente partie de I’ISO
d’essai et après l’installation. Les directives sont
7919. Au moment de la publication, l’édition indiquée
également présentées pour fixer des limites de fonc-
était en vigueur. Toute norme est sujette à révision
tionnement.
et les parties prenantes des accords fondés sur la
présente partie de I’ISO 7919 sont invitées à recher-
NOTES
cher la possibilité d’appliquer l’édition la plus récente
1 Les critères d’évaluation pour les différentes classes de
de la norme indiquée ci-après. Les membres de la CEI
machines seront inclus dans les parties additionnelles de
et de I’ISO possèdent le registre des Normes inter-
I’ISO 7919 lorsqu’ils seront disponibles. En attendant, des
nationales en vigueur à un moment donné.
directives sont données en annexe A.
ISO 10816-l :1995, Vibrations mécaniques - Éva-
2 Le terme ((vibrations de l’arbre)) est utilise tout au long
luation des vibrations des machines par mesurages
de I’ISO 7919 car, dans la plupart des cas, les mesurages
sur les parties non tournantes - Partie 1: Directives
seront effectués sur l’arbre des machines; cependant,
I’ISO 7919 s’applique aussi aux mesurages effectués sur générales.
1
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ISO 7919=1:1996(F)
3.1.2 Gamme de fréquences
3 Mesurages
Le mesurage des vibrations relatives et des vibrations
absolues des arbres doit être effectué en bande large
3.1 Grandeurs de mesurage
de façon à couvrir convenablement le spectre de fré-
quences de la machine.
3.1 .l Déplacement
3.2 Types de mesurage
La grandeur de mesurage préférée, pour le mesurage
3.2.1 Mesurages des vibrations relatives
des vibrations des arbres, est le déplacement. L’unité
de mesure est le micromètre (1 prn = 1 Ow6 m).
Généralement, les mesurages des vibrations relatives
sont effectués avec des transducteurs sans contact
NOTE 3 Le déplacement est une grandeur vectorielle et,
qui captent le déplacement vibratoire entre l’arbre et
quand on compare deux déplacements, il peut donc s’avérer
nécessaire de considérer l’angle de phase entre eux (voir un organe fixe (par exemple le carter de palier) de la
aussi annexe D). machine.
Comme la présente partie de NS0 7919 s’applique
3.2.2 Mesurages des vibrations absolues
au mesurage des vibrations des arbres tant en valeur
relative qu’en valeur absolue, il faut en outre distin-
Les mesurages des vibrations absolues sont effec-
guer les deux types de déplacement suivants: tués selon l’une des méthodes suivantes:
a) déplacement relatif, qui est le déplacement vibra- a) par une sonde montée en contact avec l’arbre, sur
toire entre l’arbre et la structure appropriée, par laquelle est monté un transducteur sismique (du
exemple un carter de palier ou le carter de la ma-
type vitesse ou accéléromètre), de façon à mesu-
chine;
rer directement les vibrations absolues de l’arbre;
ou
b) déplacement absolu, qui est le déplacement vi-
bratoire de l’arbre par rapport à un trièdre de ré-
par un transducteur sans contact qui mesure les
b)
férence fixe.
vibrations relatives de l’arbre en étant combiné à
un transducteur sismique (du type vitesse ou ac-
NOTE 4 II convient d’indiquer clairement si les valeurs de
céléromètre) qui lui mesure les vibrations du sup-
déplacement sont relatives ou absolues.
port. Les deux transducteurs doivent être montés
l’un près de l’autre de façon à subir le même dé-
Le déplacement absolu et le déplacement relatif sont
placement absolu dans la direction de mesurage.
en outre définis par plusieurs grandeurs de dépla-
Leur sorties, après conditionnement, subissent
cement différentes, dont chacune est maintenant lar-
une sommation vectorielle pour donner un mesu-
gement utilisée. On peut citer:
rage du mouvement absolu de l’arbre.
S (P-P) valeur du déplacement vibratoire, crête à
3.3 Procédures de mesurage
crête, dans la direction de mesurage;
S MâX déplacement vibratoire maximale dans le
3.3.1 Généralités
plan de mesurage.
II est souhaitable de placer les tranducteurs en des
On peut utiliser pour mesurer les vibrations des arbres
points tels que l’on puisse évaluer le mouvement la-
chacune de ces grandeurs de déplacements. Cepen-
téral de l’arbre en certains points particuliers. II est
dant, les grandeurs doivent être clairement désignées
recommandé, pour ce qui est des mesurages relatifs
de façon à assurer une interprétation correcte des
ou absolus, de placer deux transducteurs au niveau
mesurages selon les critères de l’article 5. On trou-
de chaque palier de machine, ou en son voisinage
vera sur les figures B.l et B.2 les relations qui exis-
immédiat. Ils doivent être montés radialement dans le
tent entre ces différentes grandeurs.
même plan transversal perpendiculaire à l’axe de I’ar-
bre, ou aussi près que possible de ce plan, leurs axes
NOTE 5 Actuellement, la plus grande des deux valeurs
faisant un angle au plus égal à + - 5” par rapport à un
de déplacement crêt à crête telle qu’elle est mesurée dans
axe radial. De préférence, les deux transducteurs doi-
deux directions orthogonales est utilisée pour des critères
vent être montés à 90” + 5” l’un de l’autre, sur le
d’évaluation. À l’avenir et avec l’expérience acquise, la
même demi-palier, et les positions choisies devraient
définie dans la figure B.2, peut être pré-
grandeur $-,~,),,,,
férée. être les mêmes au niveau de chaque palier.
2
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0 ISO
ISO 7919=1:1996(F)
On peut utiliser un transducteur unique dans chaque 3.3.3 Procédures pour les mesurages des
plan de mesurage au lieu de la paire plus typique de vibrations absolues à l’aide d’un transducteur
transducteurs orthogonaux si l’on sait qu’il donne des combiné, constitué d’un transducteur sismique et
renseignements suffisants sur les vibrations de I’ar- d’un transducteur de vibrations relatives sans
bre . contact
II est recommandé d’effectuer des mesurages spé-
Lorsqu’on utilise une combinaison de transducteurs
ciaux pour déterminer les défauts de forme provo-
sismiques et de vibrations relatives sans contact, les
qués par des non-homogénéités de surface de l’arbre,
vibrations absolues sont obtenues par la sommation
des défauts triboélectriques et des défauts mécani-
vectorielle des sorties des deux transducteurs. La
ques de l’arbre. II convient de noter que dans le cas
fixation est les autres spécifications relatives au
des rotors asymétriques, l’effet de la gravité peut
transducteur sans contact sont celles indiquées en
provoquer un faux signal de défaut.
3.3.2. De plus, le transducteur sismique doit être fixé
d’une manière rigide à la structure de la machine (par
Les recommandations en matière d’appareillage figu-
exemple au carter de palier), au voisinage immédiat
rent en annexe C.
du transducteur sans contact, de façon que les deux
transducteur soient soumis aux mêmes. vibrations
absolues du support dans la direction du mesurage.
Les axes sensibles des transducteurs (sans contact
3.3.2 Procédures pour les mesurages des
et sismique) doivent être parallèles de façon que leurs
vibrations relatives
signaux, après conditionnement et sommation
vectorielle, donnent une mesure précise des vi-
Normalement, les transducteurs de vibrations rela-
brations absolues de l’arbre.
tives, du type sans contact, sont montés dans des
trous taraudés aménagés dans le carter du palier, ou
à l’aide de supports rigides contigus du carter du pa-
lier. Quand les transducteurs sont montés dans le
palier, ils doivent être placés de façon à ne pas gêner
3.3.4 Procédures pour les mesurages des
le film d’huile lubrifiant. Cependant, on peut prendre
vibrations absolues à l’aide d’une tige et d’un
des dispositions spéciales pour monter les transduc-
frotteur sur l’arbre, avec un transducteur sismique
teurs à d’autres emplacements axiaux, mais il faudra
alors utiliser, pour l’évaluation, des critères différents
de vibrations. Quand les transducteurs sont montés Le transducteur sismique (du type vitesse ou accélé-
romètre) doit être monté radialement sur une tige en
sur supports, ces derniers doivent être exempts de
contact avec l’arbre par un frotteur. Le système ne
fréquences propres susceptibles d’affecter d’une ma-
doit ni brouter, ni se gripper, et donc ne doit modifier
nière indésirable l’aptitude du transducteur à mesurer
en aucune manière les vibrations indiquées de l’arbre.
les vibrations relatives des arbres.
Le mécanisme doit être fixé comme il est décrit pour
La surface de l’arbre, au point où le capteur prend en les transducteurs en 3.3.1.
compte le déplacement axial total de l’arbre dû aux
dilatations thermiques, doit être lisse et exempte de La surface de l’arbre contre laquelle est en contact la
toutes discontinuités géométriques (par exemple des tige avec le frotteur, en prenant en compte le dépla-
rainures de clavette, des conduits de lubrification et
cement axial total de l’arbre dû aux dilatations ther-
des filetages) ainsi que de défauts d’homogénéité
miques, doit être lisse et exempte de discontinuités
métallique et de défauts triboélectriques susceptibles
telles que les rainures de clavette et de filetage. II est
de provoquer de faux signaux. Dans certains cas, on recommandé que les défauts mécaniques de l’arbre,
peut accepter une surface d’arbre possédant un dépôt ne dépassent pas 25 % du déplacement maximal ad-
électrolytique ou métallisé, mais il convient de noter missible dû aux vibrations et spécifié selon
que l’étalonnage peut être différent. II est recom- l’annexe A, ou 6 prn, en prenant la valeur la plus éle-
mandé que les défauts globaux résultant des défauts
vée.
triboélectriques et mécaniques, tels que mesurés par
le transducteur, ne doivent pas dépasser 25 % du Il peut y avoir des limitations relatives à la vitesse
déplacement vibratoire admissible spécifié selon I’an- surfacique et/ou à d’autres paramètres pour le frot-
exemple la formation de films
nexe A, ou 6 prn, en prenant la valeur la plus élevée. teur,
Par
Pour des mesurages effectués sur des machines déjà hydrodynamiques d’huile en dessous de la sonde, qui
en service, où rien n’avait été initialement prévu pour serait susceptible de donner des lectures erronées,
mesurer les vibrations de l’arbre, il peut s’avérer né- et il convient donc de se mettre en rapport avec les
cessaire d’utiliser d’autre critères. constructeurs pour en avoir connaissance.
---------------------- Page: 7 ----------------------
4
0 ISO
ISO 7919=1:1996(F)
tion de lecture en service et qu’il ait, de plus, des
3.4 Conditions de fonctionnement de la
points de sortie isolés et convenables permettant une
machine
éventuelle analyse supplémentaire.
Le mesurage des vibrations de l’arbre doit être effec-
tué dans des conditions convenues, sur toute la
5 Critères d’évaluation
gamme de fonctionnement de la machine. Ces me-
surages doivent être effectués après avoir atteint les
51 II existe deux facteurs princ ipaux permettant
conditions de fonctionnement et thermiques conve-
1'
d’eval uer les vibratio ns des arbres:
nues. En outre, on peut aussi effectuer des mesu-
rages dans certaines conditions, par exemple de
la vibration absolue de l’arbre;
a)
roulement lent, de vitesses de montée en tempéra-
ture, de vitesses critiques, etc.; cependant, les résul-
la vibration de l’arbre relative aux éléments fixes.
b)
tats de ces mesurages peuvent ne pas être
appropriés dans le cadre d’une évaluation selon cha-
5.2 Si le critère d’évaluation est la variation de la vi-
pitre 5.
bration de l’arbre,
35 . Fondations et structures de la machine
a) quand la vibration du support sur lequel est monté
le transducteur, due au mouvement relatif, est
Le type de fondation et de structure de la machine
faible (c’est-à-dire inférieure à 20 % de la vibration
(par exemple les tuyauteries) peut affecter fortement
relative de l’arbre), on pourra utiliser en tant que
les vibrations mesurées. En général, ce n’est que si
mesure de la vibration de l’arbre soit la vibration
les fondations et les structures possèdent des carac-
absolue de l’arbre soit sa vibration relative;
téristiques dynamiques analogues que l’on pourra ef-
fectuer une comparaison valable des valeurs de
b) quand la vibration du support sur lequel est monté
vibrations de machines du même type.
le transducteur, due au mouvement relatif, est de
20 %, ou plus, de la vibration relative de l’arbre, la
vibration absolue de l’arbre doit être mesurée, et
3.6 Bruit de fond et évaluation du système
si l’on constate qu’elle est supérieure à la vi-
de mesurage
bration relative de l’arbre, elle doit être utilisée en
tant que mesure de la vibration de l’arbre.
Avant de mesurer les vibrations d’une machine en
fonctionnement, il convient d’effectuer un contrôle
avec le même système et les mêmes instruments de
5.3 Si le critère d’évaluation est la force tournante
mesurage, mais la machine étant à l’arrêt. Quand ces
sur les paliers, la vibration relative de l’arbre doit être
mesurages donnent des résultats dépassant un tiers
utilisée en tant que mesure de la vibration de l’arbre.
des valeurs spécifiées pour la vitesse de fonction-
nement, il convient de prendre des dispositions per-
5.4 Si le critère d’évaluation est le jeu au niveau du
mettant d’éliminer les effets du bruit de fond.
stator/rotor,
a) quand la vibration du support sur lequel est monté
4 Instrumentation
le transducteur, due au mouvement relatif, est
faible (c’est-à-dire inférieure à 20 % de la vibration
L’instrumentation utilisée dans le but de conformité
relative de l’arbre), la vibration relative de l’arbre
avec la présente partie de I’ISO 7919 doit être conçue
doit être utilisée en tant que mesure de I’absorp-
de façon à prendre en compte la température, I’hu-
tion au niveau du jeu;
midité, la présence d’une atmosphère corrosive, la
vitesse superficielle de l’arbre, le matériau de l’arbre
b) quand la vibration du support sur lequel est monté
et le fini de surface, le fluide de travail (par exemple
le transducteur, due au mouvement relatif, est de
eau, huile, air ou vapeur) en contact avec le transduc-
20 %, ou plus, de la vibration relative de l’arbre,
teur, les vibrations et les chocs (sur les trois axes
on pourra encore utiliser la mesure de la vibration
principaux), les bruits aériens, les champs magnéti-
relative de l’arbre en tant que mesure de I’ab-
ques, les masses métalliques au voisinage de I’extré-
sorption au niveau du jeu, à moins que la vibration
et les fluctuations et
mité du transducteur,
du support sur lequel est monté le transducteur,
phénomènes transitoires de la tension du réseau
due au mouvement relatif, ne soit pas représen-
d’alimentation.
tative de la vibration totale du stator. Dans ce
II est souhaitable que le système de mesurage pré- dernier cas, il sera nécessaire d’effectuer des
voie un dispositif pour l’étalonnage de I’instrumenta- mesurages spéciaux.
4
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0 ISO
ISO 7919=1:1996(F)
. La vibration de l’arbre associée à une classifica- ou à la phase. Dans la plupart des cas, ce sera suffi-
55
sant pour les besoins des essais de réception et de
tion particulière de gammes dépend des dimensions
surveillance en fonctionnement. Toutefois, il peut être
et de la masse du corps vibrant, des caractéristiques
souhaitable, dans certains cas, d’utiliser l’information
du système de fixation, ainsi que du rendement et de
vectorielle pour l’évaluation des vibrations sur certains
l’utilisation de la machine. II est donc nécessaire de
types de machines.
prendre en compte les différentes applications et cir- L’indication de changement
vectoriel est particulièrement utile pour détecter et
constances chaque fois que l’on spécifie différentes
gammes des vibrations de l’arbre pour une classe définir les modifications de l’état dynamique de la
donnée de machine. Le cas échéant, il conviendra de machine qui, dans certains cas, pourraient passer
inaperçues en utilisant les mesurages des vibrations
se reporter aux spécifications du produit.
en bande large. L’annexe D en fait la démonstration.
5.6 L’annexe A donne les principes généraux
La spécification des critères concernant les chan-
d’évaluation des vibrations de l’arbre sur différentes
gements vectoriels sort du domaine d’application de
machines. Les critères d’évaluation concernent à la
la présente partie de I’ISO 7919.
fois les essais de fonctionnement, de surveillance et
de réception et ne s’appliquent qu’aux vibrations pro-
5.8 Les vibrations mesurées sur une machine parti-
duites par la machine elle-même et non à celles
culière peuvent être sensibles aux modifications des
transmises de l’extérieur. Pour certaines catégories
conditions de fonctionnement stables. Dans la plupart
de machines, les directives données dans
des cas, ce n’est pas significatif. Dans d’autres cas,
I’ISO 10816-I complètent celles présentées dans la
la sensibilité des vibrations peut être telle que, même
présente partie de I’ISO 7919 pour les mesurages ef-
si l’amplitude des vibrations d’une machine particu-
fectués sur les éléments non tournants. Si les procé-
lière est satisfaisante lors du mesurage dans certaines
dures des deux normes s’appliquent, la plus
conditions stables, elle peut ne plus l’être si ces
restrictive doit en principe s’appliquer.
conditions changent.
Des critères spécifiques concernant les divers types
Dans le cas où certains aspects de la sensibilité des
et catégories de machines seront donnés dans les
vibrations d’une machine sont en question, il est re-
parties correspondantes de I’ISO 7919 au fur et à
commandé de rechercher un accord entre le client et
mesure de leur élaboration.
le fournisseur sur la nécessité et l’étendue d’essais
ou d’évaluation théorique.
5.7 L’évaluation considérée dans le présent docu-
ment de base se limite aux vibrations en bande large
sans faire référence aux composantes de fréquence
---------------------- Page: 9 ----------------------
a
0 ISO
ISO 79194:1996(F)
Annexe A
(normative)
Principes généraux concernant l’adoption de critères d’évaluation pour
différents types de machines
Introduction la nature des mesurages: vibration absolue ou re-
b)
lative;
La spécification de critères d’évaluation pour les vi-
”
brations des arbres dépend d’une grande quantité de
c) les grandeurs mesurées (voir annexe B)
I
facteurs, et les critères adoptés varient fortement se-
lon le type de machine et, dans certains cas, selon le
d) l’emplacement où est effectué le mesu
age;
type de rotor, dans la même ligne. II est donc impor-
tant de s’assurer que l’on adopte des critères valables e) la fréquence de rotation de l’arbre;
pour une machine particulière, et que l’on n’applique
f) le type, le jeu et le diamètre du palier;
pas à certains types de machines des critères qui ont
été mis au point pour d’autres types de machines.
g) la fonction, le rendement et les dimensions de la
(Par exemple, les critères d’évaluation concernant un
machine étudiée;
compresseur à grande vitesse travaillant dans une
usine pétrochimique sont certainement différents de
h) la souplesse relative des paliers, socles et fon-
ceux se rapportant à des turbogénératrices de gran-
dations;
des dimensions).
la masse et la souplesse du rotor.
i)
À l’heure actuelle, il n’existe qu’un nombre limité de
normes publiées sur les vibrations des arbres. Plu-
En clair, on voit qu’il est impossible de définir des
sieurs de ces normes concernent des équipements
critères d’évaluation uniques pouvant s’appliquer à
spéciaux et n’ont que peu d’applications dans d’autres
l’ensemble des machines. Pour des machines diffé-
domaines.
rentes, il sera nécessaire d’utiliser des critères diffé-
rents, qui ont été obtenus à partir de l’expérience
La présente annexe établit une base permettant de
d’exploitation, mais, au mieux, on ne pourra les
spécifier des critères d’évaluation en termes de va-
considérer que comme des directives, et il y aura des
leurs de vibrations de crête à crête (voir annexe B). II
cas particuliers où les machines fonctionneront avec
n’a pas été tenté de spécifier les valeurs de vibrations;
sûreté et d’une manière satisfaisante sans tomber
ces dernières seront données pour différents types
dans le cadre des recommandations générales.
et catégories de machines dans les parties corres-
pondantes de I’ISO 7919 au fur et à mesure de leur
élaboration.
A.2 Critères d’évaluation
Deux critères permettent d’évaluer les vibrations des
A.1 Facteurs affectant les critères
arbres. Le premier considère l’amplitude des vi-
d’évaluation
brations relatives des arbres observées en bande
large; le second considère les modifications d’ampli-
II existe une large gamme de facteurs différents qu’il
tude, qu’il s’agisse d’augmentations ou de réductions.
est nécessaire de prendre en compte quant on spé-
cifie les critères d’évaluation des mesurages des vi-
A.2.1 Critère 1: Amplitude des vibrations à la
brations des arbres. On peut citer entre autres:
vitesse nominale dans des conditions de
a) l’objectif du mesurage (par exemple, les spéci-
fonctionnement stables
fications
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE
7919-I
Deuxième édition
1996-07-I 5
Vibrations mécaniques des machines non
alternatives - Mesurages sur les arbres
tournants et critères d’évaluation -
Partie 1:
Directives générales
Mechanical vibration of non-reciproca ting machines - Measuremen ts on
rotating shafts and evaluation criteria -
Part 1: General guidelines
Numéro de référence
ISO 7919-I :1996(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 7919=1:1996(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 7919-1 a été élaborée par le comité techni-
que lSO/lC 108, Vibrations et chocs mécaniques, sous-comité SC 2,
Mesure et évaluation des vibrations et chocs mécaniques intéressant les
machines, les véhicules et les structures.
Cette deuxième édition de I’ISO 7919-1 annule et remplace la première
édition (ISO 7919-1:1986), dont elle constitue une révision technique.
L’ISO 7919 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral Vibrations mécaniques des machines non alternatives - Mesurages
sur les arbres tournants et critères d’évaluation:
- Partie 7: Directives générales
- Partie 2: Turbo-alternateurs installés sur fondation radier
- Partie 3: Machines industrielles couplées
- Partie 4: Turbines à gaz
- Partie 5: Machines équipant les centrales h ydroélectriques et les
stations de pompage (DIS distribué en version anglaise seulement)
L’annexe A fait partie intégrante de la présente partie de I’ISO 7919. Les
annexes B, C, D et E sont données uniquement à titre d’information.
o ISO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-1 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
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0 ISO
ISO 79194:1996(F)
Introduction
Les machines sont utilisées actuellement à des vitesses de plus en plus
élevées et pour des charges de plus en plus fortes, et sont soumises à
des conditions de fonctionnement de plus en plus sévères. Une partie
importante de ces progrès est une conséquence de l’utilisation plus effi-
cace des matériaux, bien que celle-ci se soit quelquefois traduite par une
marge plus faible autorisée pour les erreurs de conception et d’application.
II est actuellement de pratique courante de prévoir et d’exiger un fonc-
tionnement continu de 2 ou 3 ans avant les interruptions de maintenance.
II en résulte des spécifications beaucoup plus restrictives pour les valeurs
de vibration des machines tournantes en cours de fonctionnement, de fa-
çon à assurer une exploitation continue, sûre et fiable.
L’ISO 10816-I établit une base pour l’évaluation des vibrations mécani-
ques des machines, en mesurant la réponse de vibration uniquement sur
des organes de structure non tournants. Cependant, il existe de nombreux
types de machines pour lesquelles des mesurages effectués sur ces or-
ganes, comme par exemple les chapeaux de palier, peuvent certes
s’avérer utiles, mais risquent de ne pas caractériser d’une manière satis-
faisante les conditions de fonctionnement de la machine. En général, ces
machines contiennent des systèmes d’arbre à rotor flexible, et l’on pourra
obtenir des mesures plus précises et plus sensibles des variations de
l’environnement vibratoire si les mesurages sont effectués sur les élé-
ments tournants. On peut citer à titre d’exemples représentatifs des ca-
tégories de machines utilisant fréquemment le mesurage des vibrations
du rotor, comme des machines ayant des carters relativement raides
et/ou lourds par rapport à la masse du rotor.
Dans le cas de certaines machines, telles que les turbines à vapeur, tur-
bines à gaz et turbocompresseurs qui, toutes, peuvent présenter plusieurs
modes de vibrations dans la gamme des vitesses de service, les mesu-
rages sur les éléments non tournants peuvent ne pas être totalement
suffisants. Dans ce cas-là, il peut être nécessaire de surveiller la machine
en effectuant des mesurages sur les éléments tournants et non tournants
ou sur les éléments tournants seulement.
Les directives données dans NS0 10816-i complètent celles présentées
dans la présente partie de I’ISO 7919. Si les procédures des deux normes
s’appliquent, en principe la procédure la plus restrictive est appliquée.
Les mesurages des vibrations sur les arbres sont utilisés dans un grand
nombre de cas, qui vont des opérations de routine (surveillance en cours
d’utilisation, essais de réception) aux essais expérimentaux à la pointe du
progrès, à quoi il faut ajouter les recherches du point de vue diagnostic
et analyse. Ces différents objectifs de mesurage conduisent à de nom-
breuses différences au niveau des méthodes d’interprétation et d’éva-
luation. Pour limiter le nombre de ces différences, la présente partie de
I’ISO 7919 est conçue de façon à fournir un guide, essentiellement pour
la surveillance en cours de fonctionnement et pour les essais de réception.
. . .
III
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ISO 79194:1996(F) 0 ISO
Lors de la préparation de la présente partie de I’ISO 7919 il a été reconnu
la nécessité d’établir des critères quantitatifs pour l’évaluation des vi-
brations des arbres des machines. Cependant, faute de données disponi-
bles sur ce sujet actuellement, la présente partie de I’ISO 7919 a été
structurée de façon à permettre d’y inclure de telles données au fur et à
mesure de leur disponibilité.
Des critères spécifiques concernant les divers types et catégories de ma-
chines seront donnés dans les parties correspondantes de I’ISO 7919 au
fur et à mesure de leur élaboration.
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NORME INTERNATIONALE 0 ISO ISO 79194:1996(F)
Vibrations mécaniques des machines non
alternatives - Mesurages sur les arbres tournants et
critères d’évaluation -
Partie 1:
Directives générales
d’autres organes tournants lorsqu’il s’avère que ces organes
1 Domaine d’application
conviennent mieux au mesurage, à condition que les lignes
directrices soient respectées.
La présente partie de I’ISO 7919 établit des directives
Dans le cadre de I’ISO 7919, la surveillance en cours
générales pour le mesurage et l’évaluation des vi-
de fonctionnement est considérée comme étant les
brations des machines, par l’intermédiaire de I’utili-
mesurages des vibrations effectués pendant I’utili-
sation de mesurages effectués directement sur des
sation normale de la machine. L’ISO 7919 permet
arbres tournants, l’objectif étant de déterminer les vi-
d’utiliser diverses grandeurs et méthodes de mesu-
brations de l’arbre pour ce qui est:
rage, à condition qu’elles soient parfaitement définies
et que leurs limites soient fixées, de façon à bien
a) des vibrations des amplitudes de vibrations;
comprendre l’interprétation des mesurages.
b) d’une force tournante excessive;
La présente partie de I’ISO 7919 ne s’applique pas
aux machines alternatives.
c) de la surveillance des jeux radiaux.
Elle s’applique aux mesurages des vibrations radiales
des arbres, tant en valeur absolue qu’en valeur rela-
2 Référence normative
tive, mais ne prend pas en compte les vibrations
axiales et en torsion des arbres. Les procédures sont
La norme suivante contient des dispositions qui, par
applicables à la fois à la surveillance en cours de
suite de la référence qui en est faite, constituent des
fonctionnement, et aux essais de réception sur banc
dispositions valables pour la présente partie de I’ISO
d’essai et après l’installation. Les directives sont
7919. Au moment de la publication, l’édition indiquée
également présentées pour fixer des limites de fonc-
était en vigueur. Toute norme est sujette à révision
tionnement.
et les parties prenantes des accords fondés sur la
présente partie de I’ISO 7919 sont invitées à recher-
NOTES
cher la possibilité d’appliquer l’édition la plus récente
1 Les critères d’évaluation pour les différentes classes de
de la norme indiquée ci-après. Les membres de la CEI
machines seront inclus dans les parties additionnelles de
et de I’ISO possèdent le registre des Normes inter-
I’ISO 7919 lorsqu’ils seront disponibles. En attendant, des
nationales en vigueur à un moment donné.
directives sont données en annexe A.
ISO 10816-l :1995, Vibrations mécaniques - Éva-
2 Le terme ((vibrations de l’arbre)) est utilise tout au long
luation des vibrations des machines par mesurages
de I’ISO 7919 car, dans la plupart des cas, les mesurages
sur les parties non tournantes - Partie 1: Directives
seront effectués sur l’arbre des machines; cependant,
I’ISO 7919 s’applique aussi aux mesurages effectués sur générales.
1
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ISO 7919=1:1996(F)
3.1.2 Gamme de fréquences
3 Mesurages
Le mesurage des vibrations relatives et des vibrations
absolues des arbres doit être effectué en bande large
3.1 Grandeurs de mesurage
de façon à couvrir convenablement le spectre de fré-
quences de la machine.
3.1 .l Déplacement
3.2 Types de mesurage
La grandeur de mesurage préférée, pour le mesurage
3.2.1 Mesurages des vibrations relatives
des vibrations des arbres, est le déplacement. L’unité
de mesure est le micromètre (1 prn = 1 Ow6 m).
Généralement, les mesurages des vibrations relatives
sont effectués avec des transducteurs sans contact
NOTE 3 Le déplacement est une grandeur vectorielle et,
qui captent le déplacement vibratoire entre l’arbre et
quand on compare deux déplacements, il peut donc s’avérer
nécessaire de considérer l’angle de phase entre eux (voir un organe fixe (par exemple le carter de palier) de la
aussi annexe D). machine.
Comme la présente partie de NS0 7919 s’applique
3.2.2 Mesurages des vibrations absolues
au mesurage des vibrations des arbres tant en valeur
relative qu’en valeur absolue, il faut en outre distin-
Les mesurages des vibrations absolues sont effec-
guer les deux types de déplacement suivants: tués selon l’une des méthodes suivantes:
a) déplacement relatif, qui est le déplacement vibra- a) par une sonde montée en contact avec l’arbre, sur
toire entre l’arbre et la structure appropriée, par laquelle est monté un transducteur sismique (du
exemple un carter de palier ou le carter de la ma-
type vitesse ou accéléromètre), de façon à mesu-
chine;
rer directement les vibrations absolues de l’arbre;
ou
b) déplacement absolu, qui est le déplacement vi-
bratoire de l’arbre par rapport à un trièdre de ré-
par un transducteur sans contact qui mesure les
b)
férence fixe.
vibrations relatives de l’arbre en étant combiné à
un transducteur sismique (du type vitesse ou ac-
NOTE 4 II convient d’indiquer clairement si les valeurs de
céléromètre) qui lui mesure les vibrations du sup-
déplacement sont relatives ou absolues.
port. Les deux transducteurs doivent être montés
l’un près de l’autre de façon à subir le même dé-
Le déplacement absolu et le déplacement relatif sont
placement absolu dans la direction de mesurage.
en outre définis par plusieurs grandeurs de dépla-
Leur sorties, après conditionnement, subissent
cement différentes, dont chacune est maintenant lar-
une sommation vectorielle pour donner un mesu-
gement utilisée. On peut citer:
rage du mouvement absolu de l’arbre.
S (P-P) valeur du déplacement vibratoire, crête à
3.3 Procédures de mesurage
crête, dans la direction de mesurage;
S MâX déplacement vibratoire maximale dans le
3.3.1 Généralités
plan de mesurage.
II est souhaitable de placer les tranducteurs en des
On peut utiliser pour mesurer les vibrations des arbres
points tels que l’on puisse évaluer le mouvement la-
chacune de ces grandeurs de déplacements. Cepen-
téral de l’arbre en certains points particuliers. II est
dant, les grandeurs doivent être clairement désignées
recommandé, pour ce qui est des mesurages relatifs
de façon à assurer une interprétation correcte des
ou absolus, de placer deux transducteurs au niveau
mesurages selon les critères de l’article 5. On trou-
de chaque palier de machine, ou en son voisinage
vera sur les figures B.l et B.2 les relations qui exis-
immédiat. Ils doivent être montés radialement dans le
tent entre ces différentes grandeurs.
même plan transversal perpendiculaire à l’axe de I’ar-
bre, ou aussi près que possible de ce plan, leurs axes
NOTE 5 Actuellement, la plus grande des deux valeurs
faisant un angle au plus égal à + - 5” par rapport à un
de déplacement crêt à crête telle qu’elle est mesurée dans
axe radial. De préférence, les deux transducteurs doi-
deux directions orthogonales est utilisée pour des critères
vent être montés à 90” + 5” l’un de l’autre, sur le
d’évaluation. À l’avenir et avec l’expérience acquise, la
même demi-palier, et les positions choisies devraient
définie dans la figure B.2, peut être pré-
grandeur $-,~,),,,,
férée. être les mêmes au niveau de chaque palier.
2
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0 ISO
ISO 7919=1:1996(F)
On peut utiliser un transducteur unique dans chaque 3.3.3 Procédures pour les mesurages des
plan de mesurage au lieu de la paire plus typique de vibrations absolues à l’aide d’un transducteur
transducteurs orthogonaux si l’on sait qu’il donne des combiné, constitué d’un transducteur sismique et
renseignements suffisants sur les vibrations de I’ar- d’un transducteur de vibrations relatives sans
bre . contact
II est recommandé d’effectuer des mesurages spé-
Lorsqu’on utilise une combinaison de transducteurs
ciaux pour déterminer les défauts de forme provo-
sismiques et de vibrations relatives sans contact, les
qués par des non-homogénéités de surface de l’arbre,
vibrations absolues sont obtenues par la sommation
des défauts triboélectriques et des défauts mécani-
vectorielle des sorties des deux transducteurs. La
ques de l’arbre. II convient de noter que dans le cas
fixation est les autres spécifications relatives au
des rotors asymétriques, l’effet de la gravité peut
transducteur sans contact sont celles indiquées en
provoquer un faux signal de défaut.
3.3.2. De plus, le transducteur sismique doit être fixé
d’une manière rigide à la structure de la machine (par
Les recommandations en matière d’appareillage figu-
exemple au carter de palier), au voisinage immédiat
rent en annexe C.
du transducteur sans contact, de façon que les deux
transducteur soient soumis aux mêmes. vibrations
absolues du support dans la direction du mesurage.
Les axes sensibles des transducteurs (sans contact
3.3.2 Procédures pour les mesurages des
et sismique) doivent être parallèles de façon que leurs
vibrations relatives
signaux, après conditionnement et sommation
vectorielle, donnent une mesure précise des vi-
Normalement, les transducteurs de vibrations rela-
brations absolues de l’arbre.
tives, du type sans contact, sont montés dans des
trous taraudés aménagés dans le carter du palier, ou
à l’aide de supports rigides contigus du carter du pa-
lier. Quand les transducteurs sont montés dans le
palier, ils doivent être placés de façon à ne pas gêner
3.3.4 Procédures pour les mesurages des
le film d’huile lubrifiant. Cependant, on peut prendre
vibrations absolues à l’aide d’une tige et d’un
des dispositions spéciales pour monter les transduc-
frotteur sur l’arbre, avec un transducteur sismique
teurs à d’autres emplacements axiaux, mais il faudra
alors utiliser, pour l’évaluation, des critères différents
de vibrations. Quand les transducteurs sont montés Le transducteur sismique (du type vitesse ou accélé-
romètre) doit être monté radialement sur une tige en
sur supports, ces derniers doivent être exempts de
contact avec l’arbre par un frotteur. Le système ne
fréquences propres susceptibles d’affecter d’une ma-
doit ni brouter, ni se gripper, et donc ne doit modifier
nière indésirable l’aptitude du transducteur à mesurer
en aucune manière les vibrations indiquées de l’arbre.
les vibrations relatives des arbres.
Le mécanisme doit être fixé comme il est décrit pour
La surface de l’arbre, au point où le capteur prend en les transducteurs en 3.3.1.
compte le déplacement axial total de l’arbre dû aux
dilatations thermiques, doit être lisse et exempte de La surface de l’arbre contre laquelle est en contact la
toutes discontinuités géométriques (par exemple des tige avec le frotteur, en prenant en compte le dépla-
rainures de clavette, des conduits de lubrification et
cement axial total de l’arbre dû aux dilatations ther-
des filetages) ainsi que de défauts d’homogénéité
miques, doit être lisse et exempte de discontinuités
métallique et de défauts triboélectriques susceptibles
telles que les rainures de clavette et de filetage. II est
de provoquer de faux signaux. Dans certains cas, on recommandé que les défauts mécaniques de l’arbre,
peut accepter une surface d’arbre possédant un dépôt ne dépassent pas 25 % du déplacement maximal ad-
électrolytique ou métallisé, mais il convient de noter missible dû aux vibrations et spécifié selon
que l’étalonnage peut être différent. II est recom- l’annexe A, ou 6 prn, en prenant la valeur la plus éle-
mandé que les défauts globaux résultant des défauts
vée.
triboélectriques et mécaniques, tels que mesurés par
le transducteur, ne doivent pas dépasser 25 % du Il peut y avoir des limitations relatives à la vitesse
déplacement vibratoire admissible spécifié selon I’an- surfacique et/ou à d’autres paramètres pour le frot-
exemple la formation de films
nexe A, ou 6 prn, en prenant la valeur la plus élevée. teur,
Par
Pour des mesurages effectués sur des machines déjà hydrodynamiques d’huile en dessous de la sonde, qui
en service, où rien n’avait été initialement prévu pour serait susceptible de donner des lectures erronées,
mesurer les vibrations de l’arbre, il peut s’avérer né- et il convient donc de se mettre en rapport avec les
cessaire d’utiliser d’autre critères. constructeurs pour en avoir connaissance.
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4
0 ISO
ISO 7919=1:1996(F)
tion de lecture en service et qu’il ait, de plus, des
3.4 Conditions de fonctionnement de la
points de sortie isolés et convenables permettant une
machine
éventuelle analyse supplémentaire.
Le mesurage des vibrations de l’arbre doit être effec-
tué dans des conditions convenues, sur toute la
5 Critères d’évaluation
gamme de fonctionnement de la machine. Ces me-
surages doivent être effectués après avoir atteint les
51 II existe deux facteurs princ ipaux permettant
conditions de fonctionnement et thermiques conve-
1'
d’eval uer les vibratio ns des arbres:
nues. En outre, on peut aussi effectuer des mesu-
rages dans certaines conditions, par exemple de
la vibration absolue de l’arbre;
a)
roulement lent, de vitesses de montée en tempéra-
ture, de vitesses critiques, etc.; cependant, les résul-
la vibration de l’arbre relative aux éléments fixes.
b)
tats de ces mesurages peuvent ne pas être
appropriés dans le cadre d’une évaluation selon cha-
5.2 Si le critère d’évaluation est la variation de la vi-
pitre 5.
bration de l’arbre,
35 . Fondations et structures de la machine
a) quand la vibration du support sur lequel est monté
le transducteur, due au mouvement relatif, est
Le type de fondation et de structure de la machine
faible (c’est-à-dire inférieure à 20 % de la vibration
(par exemple les tuyauteries) peut affecter fortement
relative de l’arbre), on pourra utiliser en tant que
les vibrations mesurées. En général, ce n’est que si
mesure de la vibration de l’arbre soit la vibration
les fondations et les structures possèdent des carac-
absolue de l’arbre soit sa vibration relative;
téristiques dynamiques analogues que l’on pourra ef-
fectuer une comparaison valable des valeurs de
b) quand la vibration du support sur lequel est monté
vibrations de machines du même type.
le transducteur, due au mouvement relatif, est de
20 %, ou plus, de la vibration relative de l’arbre, la
vibration absolue de l’arbre doit être mesurée, et
3.6 Bruit de fond et évaluation du système
si l’on constate qu’elle est supérieure à la vi-
de mesurage
bration relative de l’arbre, elle doit être utilisée en
tant que mesure de la vibration de l’arbre.
Avant de mesurer les vibrations d’une machine en
fonctionnement, il convient d’effectuer un contrôle
avec le même système et les mêmes instruments de
5.3 Si le critère d’évaluation est la force tournante
mesurage, mais la machine étant à l’arrêt. Quand ces
sur les paliers, la vibration relative de l’arbre doit être
mesurages donnent des résultats dépassant un tiers
utilisée en tant que mesure de la vibration de l’arbre.
des valeurs spécifiées pour la vitesse de fonction-
nement, il convient de prendre des dispositions per-
5.4 Si le critère d’évaluation est le jeu au niveau du
mettant d’éliminer les effets du bruit de fond.
stator/rotor,
a) quand la vibration du support sur lequel est monté
4 Instrumentation
le transducteur, due au mouvement relatif, est
faible (c’est-à-dire inférieure à 20 % de la vibration
L’instrumentation utilisée dans le but de conformité
relative de l’arbre), la vibration relative de l’arbre
avec la présente partie de I’ISO 7919 doit être conçue
doit être utilisée en tant que mesure de I’absorp-
de façon à prendre en compte la température, I’hu-
tion au niveau du jeu;
midité, la présence d’une atmosphère corrosive, la
vitesse superficielle de l’arbre, le matériau de l’arbre
b) quand la vibration du support sur lequel est monté
et le fini de surface, le fluide de travail (par exemple
le transducteur, due au mouvement relatif, est de
eau, huile, air ou vapeur) en contact avec le transduc-
20 %, ou plus, de la vibration relative de l’arbre,
teur, les vibrations et les chocs (sur les trois axes
on pourra encore utiliser la mesure de la vibration
principaux), les bruits aériens, les champs magnéti-
relative de l’arbre en tant que mesure de I’ab-
ques, les masses métalliques au voisinage de I’extré-
sorption au niveau du jeu, à moins que la vibration
et les fluctuations et
mité du transducteur,
du support sur lequel est monté le transducteur,
phénomènes transitoires de la tension du réseau
due au mouvement relatif, ne soit pas représen-
d’alimentation.
tative de la vibration totale du stator. Dans ce
II est souhaitable que le système de mesurage pré- dernier cas, il sera nécessaire d’effectuer des
voie un dispositif pour l’étalonnage de I’instrumenta- mesurages spéciaux.
4
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0 ISO
ISO 7919=1:1996(F)
. La vibration de l’arbre associée à une classifica- ou à la phase. Dans la plupart des cas, ce sera suffi-
55
sant pour les besoins des essais de réception et de
tion particulière de gammes dépend des dimensions
surveillance en fonctionnement. Toutefois, il peut être
et de la masse du corps vibrant, des caractéristiques
souhaitable, dans certains cas, d’utiliser l’information
du système de fixation, ainsi que du rendement et de
vectorielle pour l’évaluation des vibrations sur certains
l’utilisation de la machine. II est donc nécessaire de
types de machines.
prendre en compte les différentes applications et cir- L’indication de changement
vectoriel est particulièrement utile pour détecter et
constances chaque fois que l’on spécifie différentes
gammes des vibrations de l’arbre pour une classe définir les modifications de l’état dynamique de la
donnée de machine. Le cas échéant, il conviendra de machine qui, dans certains cas, pourraient passer
inaperçues en utilisant les mesurages des vibrations
se reporter aux spécifications du produit.
en bande large. L’annexe D en fait la démonstration.
5.6 L’annexe A donne les principes généraux
La spécification des critères concernant les chan-
d’évaluation des vibrations de l’arbre sur différentes
gements vectoriels sort du domaine d’application de
machines. Les critères d’évaluation concernent à la
la présente partie de I’ISO 7919.
fois les essais de fonctionnement, de surveillance et
de réception et ne s’appliquent qu’aux vibrations pro-
5.8 Les vibrations mesurées sur une machine parti-
duites par la machine elle-même et non à celles
culière peuvent être sensibles aux modifications des
transmises de l’extérieur. Pour certaines catégories
conditions de fonctionnement stables. Dans la plupart
de machines, les directives données dans
des cas, ce n’est pas significatif. Dans d’autres cas,
I’ISO 10816-I complètent celles présentées dans la
la sensibilité des vibrations peut être telle que, même
présente partie de I’ISO 7919 pour les mesurages ef-
si l’amplitude des vibrations d’une machine particu-
fectués sur les éléments non tournants. Si les procé-
lière est satisfaisante lors du mesurage dans certaines
dures des deux normes s’appliquent, la plus
conditions stables, elle peut ne plus l’être si ces
restrictive doit en principe s’appliquer.
conditions changent.
Des critères spécifiques concernant les divers types
Dans le cas où certains aspects de la sensibilité des
et catégories de machines seront donnés dans les
vibrations d’une machine sont en question, il est re-
parties correspondantes de I’ISO 7919 au fur et à
commandé de rechercher un accord entre le client et
mesure de leur élaboration.
le fournisseur sur la nécessité et l’étendue d’essais
ou d’évaluation théorique.
5.7 L’évaluation considérée dans le présent docu-
ment de base se limite aux vibrations en bande large
sans faire référence aux composantes de fréquence
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a
0 ISO
ISO 79194:1996(F)
Annexe A
(normative)
Principes généraux concernant l’adoption de critères d’évaluation pour
différents types de machines
Introduction la nature des mesurages: vibration absolue ou re-
b)
lative;
La spécification de critères d’évaluation pour les vi-
”
brations des arbres dépend d’une grande quantité de
c) les grandeurs mesurées (voir annexe B)
I
facteurs, et les critères adoptés varient fortement se-
lon le type de machine et, dans certains cas, selon le
d) l’emplacement où est effectué le mesu
age;
type de rotor, dans la même ligne. II est donc impor-
tant de s’assurer que l’on adopte des critères valables e) la fréquence de rotation de l’arbre;
pour une machine particulière, et que l’on n’applique
f) le type, le jeu et le diamètre du palier;
pas à certains types de machines des critères qui ont
été mis au point pour d’autres types de machines.
g) la fonction, le rendement et les dimensions de la
(Par exemple, les critères d’évaluation concernant un
machine étudiée;
compresseur à grande vitesse travaillant dans une
usine pétrochimique sont certainement différents de
h) la souplesse relative des paliers, socles et fon-
ceux se rapportant à des turbogénératrices de gran-
dations;
des dimensions).
la masse et la souplesse du rotor.
i)
À l’heure actuelle, il n’existe qu’un nombre limité de
normes publiées sur les vibrations des arbres. Plu-
En clair, on voit qu’il est impossible de définir des
sieurs de ces normes concernent des équipements
critères d’évaluation uniques pouvant s’appliquer à
spéciaux et n’ont que peu d’applications dans d’autres
l’ensemble des machines. Pour des machines diffé-
domaines.
rentes, il sera nécessaire d’utiliser des critères diffé-
rents, qui ont été obtenus à partir de l’expérience
La présente annexe établit une base permettant de
d’exploitation, mais, au mieux, on ne pourra les
spécifier des critères d’évaluation en termes de va-
considérer que comme des directives, et il y aura des
leurs de vibrations de crête à crête (voir annexe B). II
cas particuliers où les machines fonctionneront avec
n’a pas été tenté de spécifier les valeurs de vibrations;
sûreté et d’une manière satisfaisante sans tomber
ces dernières seront données pour différents types
dans le cadre des recommandations générales.
et catégories de machines dans les parties corres-
pondantes de I’ISO 7919 au fur et à mesure de leur
élaboration.
A.2 Critères d’évaluation
Deux critères permettent d’évaluer les vibrations des
A.1 Facteurs affectant les critères
arbres. Le premier considère l’amplitude des vi-
d’évaluation
brations relatives des arbres observées en bande
large; le second considère les modifications d’ampli-
II existe une large gamme de facteurs différents qu’il
tude, qu’il s’agisse d’augmentations ou de réductions.
est nécessaire de prendre en compte quant on spé-
cifie les critères d’évaluation des mesurages des vi-
A.2.1 Critère 1: Amplitude des vibrations à la
brations des arbres. On peut citer entre autres:
vitesse nominale dans des conditions de
a) l’objectif du mesurage (par exemple, les spéci-
fonctionnement stables
fications
...
Questions, Comments and Discussion
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