ISO 2372:1974
(Main)Mechanical vibration of machines with operating speeds from 10 to 200 rev/s — Basis for specifying evaluation standards
Mechanical vibration of machines with operating speeds from 10 to 200 rev/s — Basis for specifying evaluation standards
Vibrations mécaniques des machines ayant une vitesse de fonctionnement comprise entre 10 et 200 tr/s — Base pour l'élaboration des normes d'évaluation
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INTERNATIONAL STANDARD 2372
~
~~ ~ ~~ ~~~
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION MEXAYHAPOnHAA OPrAHMJAUHR il0 CTAHAAPTM3AUHH -ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
"*l_
Mechanical vibration of machines with operating speeds from
10 to 200 rev/s - Basis for specifying evaluation standards
Vibrations mécaniques des machines ayant une vitesse de fonctionnement comprise entre 10 et 200 rr/s - Base pour
l'élaboration des normes d'évaluation
First edition - 1974-11-01
UI
Ref. No. IS0 2372-1974 (E)
UDC 621.8.034
1: 1-
i?
Descriptors : machinery, vibration. evaluation.
cv
Price based on 9 pages
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FOREWORD
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation
of national standards institutes (IS0 Member Bodies). The work of developing
International Standards is carried out through IS0 Technical Committees. Every
Member Body interested in a subject for which a Technical Committee has been set
up 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.
Draft International Standards adopted by the Technical Committees are circulated
to the Member Bodies for approval before their acceptance as International
Standards by the IS0 Council.
International Standard IS0 2372 was drawn up by Technical Committee
ISO/TC 108, Mechanical vibration and shock, and circulated to the Member Bodies
in June 1971.
It has been approved by the Member Bodies of the following countries :
Austria Ireland Sweden
Belgium Japan Switzerland
Egypt, Arab Rep. of Netherlands United Kingdom
France New Zealand U.S.A.
Germany South Africa, Rep. of U.S.S.R.
No Member Body expressed disapproval of the document.
O International Organization for Standardization, 1974 O
Printed in Switzerland
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INTERNATIONAL STANDARD IS0 2372-1974 (E)
Mechanical vibration of machines with operating speeds from
10 to 200 rev/s - Basis for specifying evaluation standards
O INTRODUCTION
particular, the torsional vibration of rotating parts may not
always be accurately indicated by vibrations measurable on
The problems of noise and vibration control have been
a surface.
brought to the forefront of mechanical and electromech-
anical engineering technology with the increasing power Although in some cases the above-mentioned factors may
and continually increasing speed of present-day rotating be treated theoretically, evaluation specifications arising
machinery. As a consequence, more restrictive demands therefrom are usually unnecessarily complicated and
have been placed on the operating quality of the machines. unsuitable for practical application. It is advantageous and
may be decisive for the usefulness of a test that a single
This International Standard is concerned only with the
state of the machine
value be used to define the vibratory
severity of the mechanical vibration of individual machines
under test. For industrial applications, therefore, it is
and not with the sound energy radiated from individual
preferable to choose a unit of measure that can be used as a
vibrating parts. The only vibrations considered are those
figure of merit and can be displayed on a simple scale. The
occurring on the surfaces of the machines, on the bearings,
measured units and the chosen scale should ensure a
or at the mounting points in the frequency range from 10
credible evaluation appropriate to the majority of cases that
to 1 O00 Hz. The evaluation takes account of the effect of
occur in practice, i.e. the indicated evaluation should not
the following general considerations :
contradict experience already obtained.
- the characteristics of the machine;
In this International Standard, the term "vibration
severity"'), defined as a comprehensive and simple
- the stresses due to vibration in the machine (for
characteristic unit for describing the vibratory state of a
example bearings, coupled machine parts, baseplates,
machine, is used as the basis of classification and, on the
floor);
basis of theoretical considerations and practical experience,
- the necessity of maintaining the trouble-free
the root-mean-square value of vibration velocity*) has been
operation of a machine which might be jeopardized by
chosen as the unit of measurement for indicating vibration
malfunction or degradation of components, for instance,
severity.
excessive rotor deflections which occur when it passes
In critical cases and under special conditions, evaluation of
a resonance or the loosening of frictional joints
through
the behaviour of a machine based on vibration severity
as a result of shaking forces, and so on;
should not be used in lieu of more precisely measured
- the characteristics of the measuring instruments;
significant parameters, for example, stresses measured at
bearings and joints. In general, the use of vibration severity
- the physical and mental strain on man;
as a criterion provides a relatively reliable evaluation
- the effects of the machine vibration on its requiring only simple prescribed measurements.
environment such as adjacently mounted instruments,
machines, etc.
1 SCOPE AND FIELD OF APPLICATION
It is clear that vibrations measurable at a surface may
provide only an indication of the state of the vibratory
This International Standard defines the basis for specifying
stresses or motions within a machine. They do not
necessarily give evidence of the actual vibratory stresses or the rules to be employed in evaluating the mechanical
10 to 200 rev/s
motions of critical parts; neither do they ensure that vibration of machines in the operating range
in such a way that comparison is possible with similar
excessive local vibratory stresses may not occur in the
machine itself (for example due to internal resonance). In measurements obtained from other like machines.
1) "Vibration severity" is a generic term which designates a value such as a maximum, average, or other significant arithmetical value
descriptive of a vibration. The vibration severity of a machine is defined as the maximum root-mean-square value of the vibration velocity
measured at significant points of a machine, such as a bearing, a mounting point, etc.
Unless otherwise stated, the measured vibration values are taken normal to the machine surface
2)
1
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IS0 2372-1974 (E)
The purpose of the rules is to evaluate the vibration of
amplitudes a,, a2,. . .,an are known. The associated
"normal" machines with respect to reliability, safety and
rms-velocities characterizing the motion are given by
human perception. It is not intended to apply to the
evaluation of vibration of machines with respect to noise
control, or in general, to unusual or special purpose
vrms=Js + (3 +. . . + (32]
machines which are not normally produced in significant
quantities, or to machines requiring the study or analysis of
vibration characteristics. These latter cases will generally
require specific diagnostic treatment, and include a broader
frequency range and more specialized instrumentation than
considered necessary for the purpose of these general
recommendations.
The validity of the rules is restricted to vibrations measured
. . . (2)
at machine surfaces, such as bearing caps, and within the
frequency range 10 to 1 O00 Hz and the speed range 10 to
200 reds. Where the aim is to evaluate specific machines,
=q (+) (Y1' + Y22 + . . . + c,')
range classification levels may be specified in accordance
with the rules established in this International Standard.
In the case where the vibration consists of only two
This International Standard includes an explanation of
significant frequency components giving beats of rms value
a table of
terms, guidance on measuring conditions and
vmin and vmax, vrmS may be determined approximately
preferred vibration severity ranges. Examples of a
from the relationship
recommended method of classification are given in annex A
and the rules for converting rms-velocity values to
peak-displacement amplitudes are given in annex B.
(3)
2 REFERENCE
There is at least one and, perhaps, several key locations on a
IS0 2954, Mechanical vibration of rotating and recipro-
machine where, in a functional sense, it is important to
cating machinery - Requirements for instruments for
know whether significant vibration is present. Locations of
measuring vibration severity.
potential importance include the machine footings (that is,
a point of attachment to a foundation) or the bearings.
The horizontal and/or vertical components of vibration at
3 EXPLANATION OF TERMS
these locations may give a direct measure of an undesirable
As stated in the Introduction, vibration velocity has been
dynamic condition in the machine, for example a large
selected as the significant parameter for characterizing the
unbalance. The vibration severity of the machine is the
severity of machine vibration. For harmonic vibrations with
level measured or calculated, using
maximum rms vibration
an instantaneous velocity of vi = Vi cos mit (where Pi refers
the appropriate equation (1) to (3), at the selected
to peak value) and vibrations which consist of a number of
locations and under a specified set of operational and
superposed harmonic vibrations of different frequencies, by
environmental conditions.
definition, the root-mean-square value of the oscillating
velocity is used to measure vibration severity. It may be
measured and displayed directly by electrical instruments
4 GENERAL GUIDE FOR TAKING THE MEASURE-
with quadratic characteristic.
MENTS FROM WHICH VIBRATION SEVERITY IS OB-
TAINED
From measured vibration velocity versus time records, the
rms value of the oscillating velocity may be calculated as
In this general guide, only the most important conditions
follows :
are considered. In specific cases, it may be advisable to
include other special conditions.
4.1 Measuring equipment21
The vibration of the machines to be tested shall be
Acceleration, velocity and/or displacement magnitudes (aj,
indicated and recorded by means of mechanical and
vi. si respectively; j = 1, 2, . . ., n) are determined as
electrical instruments which comply, where possible, with
functions of the angular velocity (O,, 02,. . ., U,)
existing international standards. Applicable standards which
from analyses of recorded spectra. The displacement
give rules or guidelines for making the vibration
amplitudes of the vibrations s,, s2, . . ., s, or the oscillating measurements and reducing the recorded data shall be
velocity amplitudes v,, v2, . . ., v, or the acceleration taken into account.
1) At present at the stage of draft.
2) See ISO2954.
2
[(:)
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IS0 2372-1974 (E)
Before making the vibration measurements, care shall be
4.2.3 Mounting of machine on structural foundation
taken to ensure that the measuring instruments operate
When the machine to be tested is of such a type and size
accurately over the frequency and velocity range in
that it cannot readily be soft-mounted, it is generally
question, and under the prevailing environmental
mounted on a given structural foundation. It must be
conditions such as temperature, magnetic fields, surface
noted, however, that in such cases, a valid comparison of
finish, etc. The response and accuracy of the instruments
the vibration severity levels for machines of the same type
over the entire range of measurements shall be known.
can only be made if the foundations concerned, including
It is advisable to use instrument types whose properties soils, have similar dynamic characteristics.
have been verified by a recognized calibration authority.
is not met, the vibration severity level shall
If this condition
The measurements system shall be calibrated before use.
be defined for each particular case.
Care shall also be taken to ensure that the vibration pick-up
is properly mounted and that its presence does not
NOTE - Very large machines can only be tested in situ; the general
significantly affect the vibration characteristics of the
principles of these recommendations still apply to such machines
but must be supplemented by requirements to suit each case.
machine.
4.3 Points of measurement
4.2 Support for machine under test
Points of measurement should preferably be chosen where
The machine support may significantly affect the vibration
the vibration energy is transmitted to the resilient
levels measured on the machine. The support to be used in
mountings or to other parts of the system. For machines
the evaluation of particular machines shall be specified in
which include rotating masses, the bearings and mounting
the relevant document, along with their range classification
points of the machine are preferred points of measurement.
levels. Three possible support conditions are given in 4.2.1
In individual
...
e
NORME INTERNATIONALE 2372
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION *ME)KJlYHAF'OLlHAR OPrAHH3AUHR Il0 CïAHDAPTH3AUHH .ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Vibrations mécaniques des machines ayant une vitesse de
fonctionnement comprise entre 10 et 200 tr/s - Base pour
l'élaboration des normes d'évaluation
Mechanical vibration of machines with operating speeds from 10 to 200 revh - Basis for specifying evaluation
standards
Premiere édition - 1974-11-01
CDU 621.8.034
Réf. No : IS0 2372-1974 (F)
Descripteurs : machinerie, vibration, evaluation.
Prix base sur 9 pages
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8
AVANT-PROPOS
L'ISO (Organisation Internationale de Normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (Comités Membres ISO). L'élaboration de
Normes Internationales est confiée aux Comités Techniques ISO. Chaque Comité
Membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du Comité Technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec 1'60, participent également aux travaux.
Les Projets de Normes Internationales adoptés par les Cornités Techniques sont
soumis aux Comités Membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes Internationales par le Conseil de I'ISO.
La Norme Internationale IS0 2372 a été établie par le Comité Technique
lSO/TC 108, Vibrations er chocs mécaniques, et soumise aux Comités Membres en
juin 1971.
Elle a été approuvée par les Comités Membres des pays suivants :
Afrique du Sud, Rép. d' France Royaume-Uni
Allemagne Irlande Suède
Autriche Japon Suisse
Belgique Nouvelle-Zélande U.R.S.S.
Egypte, Rép. arabe d' Pays-Bas U.S.A.
Aucun Comité Membre n'a désapprouvé le document.
O Organisation Internationale de Normalisation, 1974 O
Imprimé en Suisse
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NORM E INTER NAT1 ONA L E IS0 2372-1974 (FI
Vibrations mécaniques des machines ayant une vitesse de
fonctionnement comprise entre 10 et 200 tr/s - Base pour
l'élaboration des normes d'évaluation
O INTRODUCTION
pièces en rotation en particulier, ne sont pas toujours
exactement indiquées par les mesures de vibrations
Avec l'augmentation constante de la puissance et de la
à la surface des machines.
vitesse des machines tournantes actuelles, les problèmes de
régulation du bruit et des vibrations ont pris une
Même si les facteurs précités peuvent être interprétés de
importance prédominante en mécanique et en facon théorique, les spécifications d'estimation qui en
électromécanique. II en résulte une plus grande exigence sur
découlent s'avèrent généralement d'une complication
les qualités de rotation des machines.
inutile et sans utilité pratique. II est avantageux et parfois
décisif pour l'économie d'un essai de n'utiliser qu'une seule
La présente Norme Internationale ne traite que de I'inten-
valeur pour définir les vibrations de la machine soumise aux
sité des vibrations mécaniques des machines et non de
essais. C'est pourquoi il est préférable pour les usages
l'énergie sonore provenant de chaque pièce en vibration : les
industriels de choisir une unité de mesure significative, qui
seules vibrations considérées sont celles qui se produisent en
se présente sur une échelle simple. Les unités de mesure et
surface, sur les paliers ou aux points de fixation de la
l'échelle choisie doivent permettre une estimation sûre,
machine, dans la gamme des fréquences allant de 10 à
convenant dans la plupart des cas qui se présentent dans la
1 O00 Hz. L'estimation de ces vibrations s'appuie sur les
pratique, c'est-à-dire une estimation qui ne va pas à
considérations générales suivantes :
l'encontre des expériences déjà faites.
- caractéristiques de la machine;
Dans la présente Norme Internationale, l'expression
((Intensité vibratoires'), définie ici comme l'unité
- contraintes produites par les vibrations dans les
caractérisant. de facon simple et complète, l'état vibratoire
machines (paliers, pièces d'accouplement, plaques de
d'une machine, est utilisée comme base de classification, et,
sol);
base,
sur la base de considérations théoriques et d'expérience
- nécessité de garantir le bon fonctionnement de la
pratique, la valeur moyenne quadratique (valeur efficace)
machine, qui pourrait être compromis par un mauvais
de la vitesse de vibration2) a, sur la foi de considérations
fonctionnement ou une dégradation de ses éléments, par
théoriques et d'expériences pratiques, été choisie comme
exemple, déformation excessive du rotor au passage
mesure de référence pour l'intensité vibratoire.
d'une résonance, ou relâchement des joints de friction
par suite des secousses, etc.;
Dans les cas critiques et les conditions spéciales, il ne faut
pas substituer une évaluation du comportement de la
- caractéristiques des instruments de mesurage;
machine, basée sur l'intensité vibratoire, à un mesurage plus
- fatigue physique et psychique de l'homme;
exact des paramètres significatifs, tels que mesurage des
tensions dans les paliers et les liaisons. En général,
- effets de vibrations de la machine sur son
l'intensité vibratoire doit donner une évaluation relative-
environnement (instruments montés à proximité,
ment sûre avec des mesurages simples.
machines, etc.).
II est évident que les mesures de vibrations à la surface des
1 OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION
machines donnent seulement une vue globale des contraintes
ou mouvements provoqués par les vibrations à l'intérieur
La présente Norme Internationale définit une base pour
d'une machine. Elles ne préjugent en rien des contraintes ou
l'élaboration des règles d'évaluation des vibrations
mouvements vibratoires réels des pièces critiques, et ne
mécaniques des machines, dans la gamme des vitesses
la machine elle-même de
garantissent pas l'absence dans comprises entre 10 et 200 tr/s, de manière à permettre une
contraintes vibratoires locales excessives (dues par exemple comparaison avec des mesures similaires obtenues sur
aux résonances internes). Les vibrations de torsion des d'autres machines analogues.
11 ((Intensité vibratoire)) est un terme général qui désigne une valeur (telle que valeur maximale ou moyenne, ou autre paramètre arithmétique
descriptif) caractérisant la vibration. L'intensité vibratoire d'une machine est définie par la valeur maximale de la moyenne quadratique de la
vitesse de vibration mesurée en des emplacements représentatifs de fonctionnement de la machine, tels que paliers, fixations, etc.
2) À moins d'indication contraire, les valeurs des vibrations sont mesurées perpendiculairement a la surface de la machine.
1
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IS0 2372-1974 (F)
Ces règles ont pour but de permettre l‘évaluation des A partir de l’analyse des spectres enregistrés, on détermine
vibrations des machines dites ((normales)), du point de vue la valeur de la vitesse et, éventuellement de l‘amplitude de
de leur sureté de fonctionnement, de la sécurité et des déplacement, (a,, vi, si, où j = 1, 2, . . ., n) en fonction des
réactions humaines. Elles ne sont pas destinées à vitesses angulaires (O,, 02, ai,. . ., U,,). L’amplitude
l’évaluation des vibrations du point de vue des limites de déplacement des vibrations sl, s2, . . ., s, ou l’amplitude
acoustiques, et ne s’appliquent pas en général aux machines des vitesses d‘oscillation vl, v2,. . ., v, ou les amplitudes
d‘accélération al, a2, . . .,a, sont connues. Les vitesses
inhabituelles ou spéciales nécessitant une étude ou une
.quadratiques associées caractérisant le mouvement se
analyse des caractéristiques vibratoires. Dans ces derniers
déterminent de la facon suivante :
cas, il est de règle d’effectuer une étude particulière et,
d‘autre part, ces machines présentent une gamme de
fréquence plus large et demandent un appareillage plus
spécialisé qu’il n’est nécessaire dans une recommandation
d‘ordre général.
La portée de ces règles se limite aux vibrations mesurées à la
surface des machines, chapeaux de paliers par exemple,
pour des fréquences comprises entre 10 et 1 O00 Hz et pour
une gamme de vitesses allant de 10 à 200 tr/s. Pour les
=d (+) (52 w12 +s^22 w22 +. . . +.‘n2 w.2)
machines spéciales, des niveaux de classification peuvent
être déterminés en accord avec les règles établies dans la
présente Norme Internationale.
La présente Norme Internationale comporte une
explication des termes, un guide relatif aux conditions de
=v (t) (012 + Oz2 + . . . + O,
mesurage, ainsi qu’un tableau donnant les gammes d’inten-
3
sité vibratoire préférentielles. L‘annexe A donne un
exemple de classification recommandée et l’annexe 6 donne
Dans le cas où la vibration ne comporte que deux
les règles de conversion des valeurs efficaces de la vitesses en
composantes significatives de fréquence donnant des
amplitudes de crête de déplacement.
battements de valeur efficace vmin et vmaX, on peut
déterminer veff de façon approchée à l’aide de la relation
suivante :
2 RÉFÉRENCE
IS0 2954, Vibrations mécaniques des machines tournantes
ou alternatives - Spécifications des appareils de mesurage
de l’intensité vibratoire.
II existe au moins une position clé, mais peut-être plusieurs,
sur la machine, où du point de vue fonctionnel, il est
important de savoir s‘il se produit des vibrations
3 EXPLICATION DES TERMES
significatives. Ces emplacements, d‘importance potentielle,
sont en particulier la base (point de fixation à la fondation)
Comme il est dit dans l’introduction, la vitesse de vibration a
et les paliers de la machine. Les composantes verticales ou
été choisie comme paramètre significatif pour Caractériser
horizontales des vibrations en ces points peuvent donner
l‘intensité vibratoire d‘une machine. Pour une oscillation
une mesure directe de conditions dynamiques intempestives
harmonique, ayant une vitesse instantanée vi = Yi cos wit
de la machine, d’un grand déséquilibre par exemple. On
(où Yi se rapporte à la valeur de crête), et aussi pour des
appelle ((intensité vibratoire)) de la machine, la plus grande
vibrations composées résultant de la superposition de
valeur efficace mesurée ou calculée, à l’aide des équations
vibrations harmoniques de fréquences différentes, la valeur
(1) et (3), dans les endroits choisis et pour un ensemble
efficace de la vitesse d’oscillation, sert par définition ,de
déterminé de conditions de fonctionnement et
mesure pour évaluer l‘intensité vibraroire. Cette valeur peut
d’environnement.
se mesurer et se représenter directement à l’aide d‘appareils
électriques ayant des caractéristiques quadratiques.
On peut calculer la moyenne quadratique de la vitesse
4 MARCHE GÉNÉRALE À SUIVRE POUR EFFECTUER
d’oscillation de la manière suivante, a partir d’un
LES MESURAGES NECESSAIRES A L’ESTIMATION DE
enregistrement de la vitesse de vibration mesurée en
L’INTENSITE VIBRATOIRE
fonction du temps :
Dans cette marche générale à suivre, seules sont considérées
les conditions les plus importantes, Pour des cas spéciaux, il
VeH = l&JTLt . (1)
peut être convenable d‘inclure d’autres conditions
particulières.
O
1) Actuellement au stade de projet.
2
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IS0 2372-1974 (F)
4.1 Instruments de mesurage')
dans l'espace. Dans ce cas, la masse du socle d'essai doii
être au moins double de celle de la machine.
Les vibrations des machines a soumettre aux essais doivent
être mesurées et enregistrées à l'aide d'appareils mécaniques Dans les deux cas, il ne doit se produire aucune résonance
ou électriques conformes, si possible, aux normes interna- structurale majeure du banc d'essai dans la gamme de
tionales existantes. Pour effectuer les mesurages et dépouiller fonctionnement de la machine essayée. Le montage souple
les enregistrements, il convient de tenir compte des règles ou du socle et de la machine rigidement attachée sur ce dernier
indications données dans les normes appropriées.
doit donner des fiequences propres de l'ensemble
socle-machine (corps rigides) toujours inférieures au quart
Avant de procéder aux mesurages, il faut s'assurer que les
de la fréquence minimale d'excitation de la machine.
instruments fonctionnent avec justesse dans la gamme de
les conditions
fréquences envisagée, ainsi que aans
4.2.3 Montage de la machine sur une assise
environnantes existantes : température, champs magnétiques,
état de surface, etc. La réponse et l'erreur éventuelle des
Lorsque la machine a essayer est de type et de dimensions
instruments doivent être connues et garanties sur toute
ne permettant pas facilement un montage souple, on la
l'étendue des mesures.
monte généralement sur une assise donnée. On notera
toutefois que, dans ce cas, une comparaison valable des
II est recommandé de se servir d'appareils dont les qualités
niveaux d'intensité vibratoire de machines du même type ne
ont été vérifiées par un organisme d'étalonnage reconnu.
peut se faire que si les assises correspondantes ont des
Les appareils de mesurage employés doivent être vérifiés
caractéristiques dynamiques similaires.
avant usage. II faut s'assurer que le capteur de vibrations est
convenablement monté et que sa présence n'affecte pas de
Si cette condition n'est pas remplie, le niveau d'intensité
facon notable les caractéristiques vibratoires de la machine.
vibratoire doit être défini pour chaque cas particulier.
NOTE - Les très grosses machines ne peuvent être essayées qu'après
leur montage in siru : Les principes généraux fixés dans la présente
4.2 Montage de la machine à essayer
Norme Internationale sont toujours applicables, mais doivent ëtre
complétés par des conditions particulières pour chaque cas.
Le montage de la machine soumise aux essais peut perturber
de facon notable le niveau des mesurages de vibration
effectués sur elle. Le montage a utiliser pour l'évaluation des
4.3 Points de mesurage
machines particulières doit êtr
...
Questions, Comments and Discussion
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