ISO 5343:1983
(Main)Criteria for evaluating flexible rotor balance
Criteria for evaluating flexible rotor balance
Critères d'équilibrage pour les rotors flexibles
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
International Standard 5343
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDlZATION*MEWYHA~~HAR OPïAHH3AUHR no CTAHLIAPTH3AUHW«)RGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMACISATION
!
Criteria for evaluating flexible rotor balance
Critères d'équilibrage pour les rotors flexibles
First edition - 1983-10-01
UDC 02-253:62-756 Ref. No. iSO5343-1983(E)
Descriptors : balancing, rotors, definitions, tests, generalities, measurement, vibration, balancing equipment, classification.
Price based on 9 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national standards bodies (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 authorized has the
right to be represented on that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take pari 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 !j343 was developed by Technical Committee ISO/TC 108,
Mechanical vibration and shock, and was circulated to the member bodies in
June 1982.
It has been approved by the member bodies of the following countries :
I
Germany, F.R. Romania
Austria
Italy South Africa, Rep. of
Belgium
Japan United Kingdom
Canada
Korea, Rep. of USA
China
Czechoslovakia Netherlands
Egypt, Arab Rep. of New Zealand
The member body of the following country expressed disapproval of the document on
technical grounds :
I
France
---------------------- Page: 2 ----------------------
~ ~~
IS0 5343-1983 (E)
INTERNATIONAL STANDARD
Criteria for evaluating flexible rotor balance
O Introduction
1 Scope and field of application
The aim of balancing any rotor is satisfactory running when This International Standard specifies two methods for
installed on site. In this context "satisfactory running" means evaluating the quality of balance of a flexible rotor in a balanc-
that no more than an acceptable level of vibration is transmitted
ing facility before machine assembly, with the aim that the
to the machine by the unbalance remaining in the rotor. In the rotor will run satisfactorily after machine assembly and installa-
case of a flexible rotor, it also means that no more than an ac- tion on site. If the rotor balance tolerances suggested herein are
ceptable magnitude of deflection occurs in the rotor at any
achieved during correction in a balancing facility, the final
speed up to maximum service speed. vibration limits of the assembled machine (see IS0 2372 and
IS0 3945) will most probably be achieved. Accordingly, the
Most rotors are balanced by their manufacturers prior to
criteria specified are those to be met when the rotor is tested in
machine assembly because afterwards, inter alia, there may be
the balancing facility, but they are derived from those specified
only limited access to the rotor. Furthermore, completion and
for the complete machine, when installed, or from values
balancing of the rotor is often the stage at which a rotor is ap-
known to ensure satisfactory running of the rotor when it is
proved by the purchaser. Thus, while satisfactory running on
installed.
site is the aim, the balance quality of the rotor is usually initially
assessed in a balancing facility. Satisfactory running on site is
usually judged in relation to vibration from all causes, while in
2 References
the balancing facility primarily once-per-revolution effects are
considered.
IS0 1925, Balancing - Vocabulary,
This International Standard shows how criteria for use in the
IS0 1940, Balance quality of rotating rigid bodies.
balancing facility may be derived from either vibration limits
specified for the assembled and installed machine or unbalance
limits specified for the rotor. If such limits are not available, this IS0 2041, Vibration and shock - Vocabulary.
International Standard shows how they may be derived from
IS0 2372, or IS0 394511SO 2373 (if desired in terms of vibra-
IS0 2372, Mechanical vibration of machines with operating
tion) or from IS0 1940 (if desired in terms of permissible
speeds from 10 revls to 200 revfs - Basis for specifying
residual unbalance). IS0 1940 is concerned with the balance
evaluation standards.
quality of rotating rigid bodies and is thus not directly ap-
plicable to flexible rotors because they may undergo significant
I SO 2373, Mechanical vibration of certain rotating electrical
bending deflection. However, in clause 6 of this International
machinery with shaft heights between 80 mm and 400 mm -
Standard, methods are presented for adapting the criteria of
Measurement and evaluation of the vibration severity.
IS0 1940 to flexible rotors.
IS0 3945, Mechanical vibration of large rotating machines with
This International Standard on criteria is to be read in conjunc-
rotational operating speeds from 10 revls to 200 revls -
tion with IS0 5406.
Measurement and evaluation of vibration severiîy in situ.
The criteria values given in annex A are derived from IS0 2372,
IS0 5406, The mechanical balancing of flexible rotors.
and those in 6.2 and 6.3 are based on the results of practical
experience. It is recommended that users compare these values
with their own experiences. If discrepancies or omissions are
discovered, comments on the results of such comparisons will 3 Definitions
be welcome. 1)
The definitions relating to mechanical balancing in IS0 1925
The methods and criteria values given are the result of
and many of the definitions relating to vibration and shock in
experience with general industrial machinery. They may not be
IS0 2041 are applicable to the subject matter of this Inter-
directly applicable to specialized equipment or to special cir-
national Standard. For the convenience of users of this Inter-
cumstances. Information on such exceptions will also be
national Standard, the following terms and definitions are
welcome. 1)
repeated from IS0 1925.
1 I Comments should be directed to the national standards body in the country of origin for transmission to the secretariat of ISO/TC 108.
1
---------------------- Page: 3 ----------------------
IS0 5343-1983 (E)
3.1 rigid rotor : A rotor is considered rigid when it can be 3.9 low speed balancing (relating to flexible rotors) : A pro-
cedure of balancing at a speed where the rotor to be balanced
corrected in any two (arbitrarily selected) planes and, after that
can be considered rigid.
correction, its unbalance does not significantly exceed the
balancing tolerances (relative to the shaft axis) at any speed up
to maximum service speed and when running under conditions
3.10 high speed balancing (relating to flexible rotors) : A
which approximate closely to those of the final supporting
procedure of balancing at speed where the rotor to be balanced
system. (Such rotors are referred to as class 1 rotors as defined
cannot be considered rigid.
in IS0 5406.)
3.2 flexible rotor : A rotor not satisfying definition 3.1 4 Choice of method
because of bending deflection. (Such rotors are referred to as
being in classes 2 to 5 inclusive as defined in IS0 5406.1 It is a usual practice when assessing the balance quality of a
flexible rotor in the factory to consider the once-per-revolution
vibration of the bearing pedestals or journals in a balancing
3.3 (rotor) flexural critical speed : A speed of a rotor at
facility or test-bed that reasonably imitates the site conditions
which there is maximum bending of the rotor and where flexure
for which the rotor is intended (see however 5.4). This is the
of the rotor is more significant than deflection of the bearings.
method described in clause 5.
3.4 (rotor) flexural principal mode : For undamped
Another practice is to assess the balance quality by considering
rotor/bearing systems, that mode shape which the rotor takes
the unbalance remaining in specified correction planes. This is
up at one of the (rotor) flexural critical speeds.
the method described in clause 6. For class 2 rotorsl), the
assessment may be made at low speed, without any necessity
3.5 modal balancing : A procedure for balancing flexible
to use a high speed balancing facility.
rotors in which balance corrections are made to reduce the
amplitude of vibration in the separate significant principal
When employing either practice described above, it is also
flexural modes to within specified limits.
sometimes possible, based on experience, to adjust acceptance
levels to permit the use of facilities or installations that do not
3.6 nth modal unbalance : That unbalance which affects closely imitate site conditions and/or to allow for the final
only the nth principal mode of the deflection configuration of a effect of coupling to another rotor on site.
rotor/bearing system.
The choice between the use of the method decribed in clause 5
NOTE - This nth modal unbalance is not a single unbalance but an un- and the use of that described in clause 6 shall be at the discre-
balance distribution Ü,, (2) in the nth principal mode. It can be
tion of the manufacturer of the rotor.
mathematically represented with respect tz its effect on the nth
principal mode by a single unbalance vector U,, obtained from the for-
mula :
5 Recommendations for establishing criteria
as vibrations permissible at specified
measuring points in the balancing facility
where @,k) is the mode function. 5.1 General
This clause explains how permissible levels of once-per-
3.7 equiv3lent nth modal unbalance : The minimum single
revolution vibration can be derived from the vibration severity
Une, equivalent to the nth modal unbalance in its
unbalance
specified in the product specification. If no product specifica-
effect upon the nth principal mode of the deflection configura-
tion describing the acceptable running conditions on site exists,
tion.
reference should be made to IS0 2372, IS0 2373, IS0 3945 or
other appropriate document.
NOTES
1 There exists the relation Ü,, = U,,, @,,ize), where @,,ize) is the mode
Numerical values derived according to this clause are not
functio! value for z = z, the axial co-ordinate of the transverse plane
intended to serve as acceptance specifications but as
where Une is applied.
guidelines. When used in this manner, gross deficiencies or
2 A set of balance masses distributed in an appropriate number of
urrrealistic requirements may be avoided.
correction planes and so proportioned that the mode under considera-
tion will be affected, may be called the equivalent nth modal unbalance
If due regard is paid to the recommended values, satisfactory
set.
running conditions can be expected. However, there may be
3 An equivalent nth modal unbalance will affect some modes other
cases when deviations from these recommendations become
than the nth mode.
necessary.
3.8 modal unbalance tolerance : With respect to a mode, These recommendations may also serve as the basis for more
that amount of modal unbalance that is specified as the max-
detailed investigations, for example when, in special cases, a
imum below which the state of unbalance in that mode is con- more exact determination of the required balance quality is
sidered acceptable.
necessary.
11 See table in IS0 5406 for details of rotor classification.
2
---------------------- Page: 4 ----------------------
IS0 5343-1983 (E)
used as term "X" in 5.7 to calculate the criteria for use in the
5.2 Factors influencing machine vibration
balancing facility. Otherwise, the value set out in the table in
The vibration resulting from the unbalance of the rotor is annex A may be used for that purpose. In either case, the value
will usually represent the vibration severity from all causes.
influenced by many factors such as the mounting of the
machine and the distortion in the rotor. When maximum per-
missible levels of vibration are stated in product specifications,
NOTE - Some older product specifications may state vibration limits
in situ arising from all
they usually refer to total vibration in terms other than vibration velocity, such as displacement or ac-
sources. The value quoted could therefore include the vibra- celeration. Conversion of these units into vibration velocity requires an
estimate of the vibration spectrum.
tions arising from a multiplicity of sources with different fre-
quencies and the manufacturer should consider what levels of
To assess the vibration of a rotor for a machine system,
vibration can be permitted from unbalance alone in order to
measurements should be made under support conditions that
keep within the permissible overall level of vibration.
reasonably imitate the condition in which the complete
machine will operate when installed (see IS0 5406).
5.3 Shaft vibration
For a number of reasons, the vibration may not be the same
To improve the sensitivity of measurement, the assessment of
when a rotor is tested in a balancing facility as when it is
bearing vibration should in some cases be supplemented with,
running on site. For example, the rotor may be supported and
or replaced by, the assessment of shaft vibration.
coupled differently.
NOTE - In evaluating the shaft journal vibration arising from un-
balance, the influence of such factors as shaft runout, ovality,
5.7 Permissible vibration in the balancing facility
roughness of journal surface, magnetic effects, etc., should be taken
into account.
The permissible vibration in the balancing facility should be
obtained by multiplying the permissible vibration on site by
5.4 Critical locations and complex machine
conversion factors as follows :
systems
Special attention should be paid to the levels of vibration and
static displacement occurring at points of minimum clearance,
where
for example, at process fluid seals, because of the greater
likelihood of damage at these points than at others. It should be
appreciated that the conditions on site may modify the modal
X is the permissible r.m.s. vibration velocity in the vertical
shapes and thus the vibration levels at the points of measure-
or horizontal direction on the bearing housing on site in the
ment (see IS0 5406).
service speed range (from the product specification, or,
otherwise, from the table in annex A);
Rotors that are to be assembled in rigidly-coupled multi-bearing
systems, for example, steam turbine sets, need particular con-
Y is the permissible once-per-revolution r.m.s. vibration
sideration in this respect. The magnitude of the unbalance and
velocity in the balancing facility in the service speed range;
its distribution are important factors in such applications.
Co is the ratio of the permissible once-per-revolution bear-
5.5 Special cases and exceptions
ing housing vibration to the permissible total bearing hous-
ing vibration (Co 4 1,0, but, if not applicable, Co = 1,O);
There are exceptional cases where machinery is designed for
special purposes and of necessity embodies features which
inherently affect the vibration characteristics. Aircraft jet
C, is a conversion factor used if the rotor support andior
engines and derivatives of such engines used for industrial pur-
rotor coupling systems differ from the site conditions and is
poses are one example. As engines of this type are designed to
defined as the ratio of the once-per-revolution bearing hous-
minimize weight, their main structures and bearing supports
ing vibration of the rotor in the balancing facility to the
are considerably more flexible than in general industrial
once-per-revolution bearing housing vibration of the
machinery. Special steps are taken in the design to accom-
assembled machine on site (if not applicable, Cl = 1,O);
modate undesirable effects resulting from such support flexi-
bility, and extensive development testing is carried out to en-
C2 is a conversion factor used if, in the balancing facility,
sure, inter alia, that the vibration levels are safe and acceptable
shaft vibrations are measured and is defined as the ratio of
for the intended use of the engine.
the once-per-revolution shaft vibration in or adjacent to the
bearings to the once-per-revolution bearing housing vibra-
For such cases as this, where the vibration characteristics have
ti9n
...
Norme internationale 5343
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATI0NOME)HAPOAHAR OPrAHHIAUHR no CTAHAAPTH3AUHM@RGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Critères d'équilibrage pour les rotors flexibles
Criteria for evaluating flexible rotor balance
Première édition - 1983-10-01
CDU 62-253 : 62-755 Réf. no : IS0 5343-1983 (FI
Descripteurs : équilibrage, rotor, définition, essai, généralité, mesurage, vibration, matériel d'équilibrage, classification.
Prix basé sur 9 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de 1'1S0). L'élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I'ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I'ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I'ISO.
La Norme internationale IS0 5343 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 108,
Vibrations et chocs mécaniques, et a été soumise aux comités membres en juin 1982.
Les comités membres des pays suivants l'ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép. d' Corée, Rép. de Roumanie
Allemagne, R. F. Égypte, Rép. arabe d' Royaume-Uni
Autriche Italie Tchécoslovaquie
Belgique
Japon USA
Canada Nouvelle-Zélande
Chine Pays-Bas
Le comité membre du pays suivant l'a désapprouvée pour des raisons techniques :
France
O Organisation internationale de normalisation, 1983 O
Imprimé en Suisse
---------------------- Page: 2 ----------------------
IS0 5343-1983 (F)
NORM E INTER NAT1 O NA LE
Critères d'équilibrage pour les rotors flexibles
Les méthodes indiquées et les valeurs données pour ces critè-
O Introduction
res sont les résultats d'expériences faites sur des machines
Le but de l'équilibrage d'un rotor quelconque est un fonction-
industrielles courantes. Elles ne peuvent pas être directement
nement satisfaisant de celui-ci lors de son installation in situ.
applicables à du matériel spécialisé ou dans des circonstances
Dans le présent contexte un ((fonctionnement satisfaisant ))
particulières. Nous serions heureux également de recevoir des
signifie que seules des vibrations d'un niveau acceptable sont
informations sur de telles exceptions. 1)
transmises à la machine par le balourd restant dans le rotor.
Dans le cas d'un rotor flexible cela signifie aussi que seule une
déformation d'amplitude acceptable se produit dans le rotor à
1 Objet et domaine d'application
n'importe quelle vitesse jusqu'à la vitesse de service maximale.
La présente Norme internationale spécifie deux méthodes pour
La plupart des rotors sont équilibrés par leurs fabricants avant
l'évaluation de la qualité d'équilibrage d'un rotor flexible sur
montage de la machine, notamment parce que par la suite
à équilibrer avant montage de la machine, en vue
une machine
l'accès au rotor pourrait être limité. De plus, c'est souvent au
d'obtenir un fonctionnement satisfaisant du rotor après mon-
stade de la finition du rotor et de son équilibrage que le rotor est
tage de la machine et son installation in situ. Si les tolérances
approuvé par le client, Ainsi, bien que le but soit un fonctionne-
d'équilibrage du rotor suggérés dans la présente Norme inter-
ment satisfaisant in situ, la qualité d'équilibrage du rotor est
nationale sont obtenues au cours de la correction sur une
habituellement estimée préalablement avec une machine à
machine à équilibrer, les limites des vibrations finales de la
équilibrer. Le fonctionnement satisfaisant in situ est ordinaire-
machine montée (selon 1'60 2372 et I'ISO 3945) seront très
ment jugé d'après les vibrations de toutes origines tandis
probablement obtenues. En conséquence, les critères spécifiés
à équilibrer, on étudie d'abord les effets
qu'avec la machine
sont ceux qui doivent être satisfaits lorsque l'on essaye le rotor
constatés à chaque tour.
sur la machine à équilibrer, mais ils sont dérivés de ceux qui
sont spécifiés pour la machine dans son ensemble, lorsqu'elle
La présente Nome internationale montre comment on peut
est installée, ou bien de valeurs connues pour assurer un fonc-
déduire les critères à utiliser pour la machine à équilibrer, soit
tionnement satisfaisant du rotor lorsqu'il est installé.
des limites de vibrations spécifiées pour la machine montée et
installée soit des limites de balourd spécifiées pour le rotor. Si
l'on ne dispose pas de ces limites, la présente Norme internatio-
2 Références
nale montre comment on peut les déduire de 1'1S0 2372 ou de
1'1S0 39451ISO 2373 (si on désire avoir les limites en termes de
IS0 1925, Equifibrage - Vocabulaire.
vibration) ou de 1'1S0 1940 (si on désire avoir les limites en ter-
mes de balourd résiduel admissible).
L'ISO 1940 traite de la
IS0 1940, Qualité d'équilibrage des corps rigides en rotation.
qualité d'équilibrage des corps rigides en rotation et n'est donc
pas directement applicable aux rotors flexibles car ceux-ci
IS0 2041, Vibrations et chocs - Vocabulaire.
subissent des déformations par flexion importantes. Cepen-
dant, des méthodes sont décrites dans le chapitre 6 de la pré-
IS0 2372, Vibrations mécaniques des machines ayant une
sente Norme internationale pour l'adaptation des critères de
vitesse de fonctionnement comprise entre 10 et 200 tris -
1'1S0 1940 aux rotors flexibles.
Base pour î'éfaboration des normes d'évaluation.
La présente Norme internationale doit être consultée conjointe-
IS0 2373, Vibrations mécaniques de certaines machines électri-
ment avec I'ISO 5406.
ques tournantes, de hauteur d'axe comprise entre 80 et
400 mm - Mesurage et évaluation de l'intensité vibratoire.
Les valeurs données pour ces critères dans l'annexe A sont
dérivées de I'ISO 2372 et les valeurs données en 6.2 et 6.3 sont
IS0 3945, Vibrations mécaniques des grandes machines tour-
basées sur les résultats de l'expérience pratique. II est recom-
nantes dans la gamme des vitesses comprises entre 10 et
mandé aux utilisateurs de comparer ces valeurs avec leur pro-
200 trls - Mesurage et évaluation de î'intensité vibratoire
pre expérience. Au cas où des contradictions ou des omissions
in situ.
apparaîtraient, nous serions heureux de recevoir des commen-
taires sur les résultats de ces comparaisons. 1)
IS0 5406, Equilibrage mécanique des rotors flexibles.
Les commentaires doivent être adressés à l'organisme national de normalisation du pays d'origine pour transmission au secrétariat de
1)
I'ISO/TC 108.
1
---------------------- Page: 3 ----------------------
IS0 5343-1983 (FI
NOTES
3 Définitions
1 U,, et U,,, sont liés par ia relation U,, = U,, qjn(zei, où @,~z,i est ta
Les définitions de I'ISO 1925 ayant trait à l'équilibrage mécani-
valeur de la fonction modale pour z = z, coordonnée axiale du plan
que et plusieurs définitions de I'ISO 2041 ayant trait aux vibra-
transversal dans lequel U,,, est appliqué.
tions et chocs sont applicables dans le cadre de la présente
2 L'ensemble des masses d'équilibrage réparties dans un nombre
Norme internationale. Pour faciliter la tâche de l'utilisateur de la
à agir sur le
approprié de plans de correction et calculées de manière
présente Norme internationale, les termes et définitions sui-
mode en question peut être désigné par les termes : ((ensemble des
vants, identiques à ceux de I'ISO 1925, sont répétés.
balourds modaux équivalents d'ordre n».
3 Les balourds modaux équivalents d'ordre n affectent d'autres
modes que le nieme.
3.1 rotor rigide : Un rotor est considéré comme rigide
quand il peut être corrigé dans deux plans quelconques (choisis
3.8 tolérance de balourd modal : Pour un mode déter-
arbitrairement) et qu'après cette correction, son balourd ne
miné, grandeur maximale du balourd modal équivalent spéci-
dépasse pas d'une façon significative les tolérances d'équili-
fiée, en dessous de laquelle un balourd affectant ce mode est
brage (relatives à i'axe de l'arbre) pour toutes vitesses jusqu'à la
considéré comme acceptable.
vitesse de service maximale et lorsqu'il tourne dans des condi-
tions proches de celles définies par le système d'appui définitif.
3.9 équilibrage à basse vitesse (concerne les rotors flexi-
(Ces rotors sont considérés comme appartenant à la classe 1
bles) : Méthode d'équilibrage à une vitesse pour laquelle le
telle qu'elle est définie dans I'ISO 5406.)
rotor à équilibrer peut être considéré comme rigide.
3.10 équilibrage à haute vitesse (concerne les rotors flexi-
3.2 rotor flexible : Un rotor est flexible quand il ne satisfait
bles) : Méthode d'équilibrage à des vitesses pour lesquelles le
pas à la définition 3.1, en raison de sa déformation de flexion.
rotor à équilibrer ne peut être considéré comme rigide.
(Ces rotors sont considérés comme appartenant aux classes
2 à 5 inclus telles qu'elles sont définies dans 1'1S0 5406.)
4 Choix de la méthode
3.3 vitesse critique de flexion (d'un rotor) : Vitesse pour
II est de pratique courante, lorsque l'on évalue la qualité d'équi-
laquelle la flexion d'un rotor est maximale et telle que la flèche
librage d'un rotor flexible à l'usine, d'étudier la vibration par
correspondante est plus importante que le déplacement des
tour des supports de paliers ou des tourillons sur une machine à
paliers.
équilibrer ou sur un banc d'essai qui reproduit de manière rai-
sonnable les conditions in situ auxquelles le rotor sera soumis
3.4 mode principal de flexion (d'un rotor) : (voir toutefois 5.4). Ceci est la méthode décrite au chapitre 5.
Pour les
ensembles rotor/paliers non amortis, mode caractérisé par la
Une autre technique consiste à évaluer la qualité d'équilibrage
déformation élastique que prend le rotor à l'une de ses vitesses
en étudiant le balourd qui subsiste dans des plans de correction
critiques de flexion.
spécifiés. Ceci est la méthode décrite au chapitre 6. Pour les
rotors de la classe 211, l'évaluation peut être faite à basse
3.5 équilibrage modal : Opération d'équilibrage des rotors vitesse sans qu'il soit du tout nécessaire d'utiliser une machine
flexibles au cours de laquelle sont effectuées des corrections en
à équilibrer à grande vitesse.
vue de réduire les amplitudes de vibrations des différents
Lorsque l'on emploie l'une ou l'autre des techniques décrites
modes principaux de flexion à des valeurs inférieures aux limites
O
il est également quelques fois possible, en se fon-
ci-dessus,
spécifiées ,
dant sur l'expérience, de régler les niveaux d'acceptation de
manière à permettre l'emploi de machines ou d'installations qui
3.6 balourd modal ,d'ordre n : Balourd qui n'affecte que le
ne reproduisent pas fidèlement les conditions in situ et/ou la
nieme mode principal de flexion d'un ensemble rotor/paliers.
prise en compte de l'effet produit par l'accouplement à un autre
rotor in situ.
NOTE - Le balourd modal d'ordre n n'est pas un balourd unique; il est
Le choix entre l'emploi de la méthode décrite au chapitre 5 et
caractérisé par une répartition z,, (z) des balourds au nibme mode princi-
pal. II peut se définir sous forme mathématique par son e+ffet sur le l'emploi de la méthode décrite au chapitre 6 doit être laissé à la
nieme mode principal par un vecteur de balourd unique U,,, calculé
discrétion du fabricant du rotor.
d'après la formule :
I
5 Recommandations pour l'établissement de
Un = S0Ün(~) @Jz) dz
critères pour les vibrations admissibles en des
points spécifiés de mesurage sur la machine
à équilibrer
où @,(z) est la fonction modale.
5.1 Généralités
3.7 batourd modal équivalent d'ordre n : Balourd unique
minimal Une, équivalent au balourd modal d'ordre n de par ses Ce chapitre explique comment on peut déduire les niveaux
effets sur le nieme mode principal de la configuration de la défor-
admissibles de vibrations pour un tour, de l'intensité de vibra-
mation. tions demandée dans la spécification du produit. S'il n'existe
1) Voir le tableau figurant dans I'ISO 5406 pour les détails de la classification des rotors.
2
---------------------- Page: 4 ----------------------
IS0 5343-1983 (F)
pas de spécification du produit décrivant les conditions de 5.5 Cas spéciaux et exceptions
fonctionnement acceptables in situ, référence devrait être faite
II existe des cas exceptionnels où les machines sont prévues
à I'ISO 2372, I'ISO 2373, 1'1Ç0 3945 ou à tout autre document
pour des usages spéciaux et comportent obligatoirement des
approprié.
caractéristiques qui affectent forcément les caractéristiques de
vibrations. Les moteurs aéronautiques à réaction et les dérivés
Les valeurs numériques déduite conformément au pré-
de ces moteurs utilisés pour des usages industriels en sont un
sent chapitre ne sont pas prévues pour servir de spécifi-
exemple. Comme les moteurs de ce type sont prévus pour que
cations d'acceptation, mais de guides. Utilisés de cette
leur poids soit minimal, les structures principales et les supports
manière, elles permettront d'éviter de grosses déficiences ou
de paliers sont beaucoup plus flexibles que dans les machines
des exigences qui ne sont pas réalistes.
industrielles courantes. Des dispositions particulières sont pré-
vues dans la conception pour compenser les effets indésirables
Si l'on respecte convenablement les valeurs recommandées on
dus à cette flexibilité des supports et des essais très développés
peut espérer obtenir des conditions de fonctionnement satisfai-
sont effectués afin de s'assurer, entre autres, que les niveaux
santes. Cependant, il peut exister des cas pour lesquels il est
de vibrations sont sûrs et acceptables pour l'utilisation prévue
nécessaire de s'éloigner de ces recommandations.
du moteur.
Ces recommandations peuvent également servir de base pour
Pour de tels cas, où des essais approfondis ont montré que les
des recherches plus détaillées, par exemple lorsque, dans cer-
caractéristiques de vibrations sont acceptables avant livraison
tains cas particuliers, une détermination plus précise de la qua-
des unités de production, il n'est pas prévu d'appliquer les
lité d'équilibrage demandée est nécessaire.
recommandations du chapitre 5.
5.2 Facteurs ayant une influence sur la vibration
5.6 Limites de vibrations sur la machine à
de la machine
équilibrer
Une vibration résultant du balourd du rotor est influencée par Si dans la spécification du produit pour un moteur une valeur
de nombreux facteurs tels que le montage de la machine et la d'intensité vibratoire admissible pour le support du palier est
déformation à l'intérieur du rotor. Lorsque des niveaux maxi-
fixée, cette valeur doit être utilisée comme terme «Xn tel
maux admissibles de vibrations sont définis dans les spécifica- qu'utilisé en 5.7 pour calculer les critères à utiliser dans la
tions des produits, ils concernent généralement les vibrations machine à équilibrer. Autrement on peut utiliser pour cela la
globales in situ provenant de toutes les sources. La valeur citée
valeur indiquée dans le tableau de l'annexe A. Dans les deux
pourrait donc inclure les vibrations provenant d'une multiplicité cas, cette valeur représentera habituellement l'intensité vibra-
de sources de différentes fréquences et le fabricant devrait étu-
toire de toutes sources.
dier quels sont les niveaux de vibrations qui peuvent être admis-
NOTE - Certaines spécifications anciennes peuvent définir los limites
sibles à partir du balourd seulement, afin de rester au-dessous
de vibrations en termes autres que la vitesse de vibration, tels que
du niveau global admissible de vibrations.
déplacement ou accélération. La conversion de ces grandeurs en
vitesse de vibration exige que l'on dispose d'une estimation du spectre
de la vibration.
5.3 Vibrations de l'arbre
Pour évaluer les vibrations d'un rotor destiné à entrer dans la
Afin d'améliorer la sensibilité de la mesure, l'évaluation des
construction d'une machine, il faut effectuer les mesurages
vibrations des paliers doit dans certains cas être accompagnée
dans des conditions de support qui reproduisent de manière rai-
ou remplacée par l'évaluation des vibrations de l'arbre.
sonnable les conditions dans lesquelles la machine terminée
fonctionnera lorsqu'elle sera installée (voir IS0 5406).
NOTE - Lorsque l'on évalue les vibrations du tourillon de l'arbre pro-
venant du balourd, il faut tenir compte des facteurs tels que sortie de
Pour plusieurs raisons, les vibrations peuvent ne pas être les
l'arbre, ovalité, rugosité de la surface du tourillon, effets magnétiques,
mêmes lorsqu'un rotor est essayé sur une machine à équilibrer,
etc.
et lorsqu'il fonctionne in situ. Par exemple le rotor peut être
supporté et monté de manières différentes.
5.4 Emplacements critiques et ensembles
complexes de machines 5.7 Vibrations admissibles sur la machine
équilibrer
On doit attacher une attention particulière aux niveaux de vibra-
Les vibrations admissibles sur la machine à équilibrer doivent
tions et aux déplacements statiques se produisant au niveau
pouvoir être obtenues en multipliant les vibrations admissibles
des points de jeu minimal, par exemple des joints étanches par
in situ par des facteurs de conversion comme suit :
procédés fluides, car les possibilités d'avarie en ces points sont
plus grandes qu'en d'autres. II faut se rendre compte que les
Y= c, x c, x c, x c3 x x
in situ peuvent modifier les formes modales et donc
conditions
les niveaux de vibrations aux points de mesure (voir IS0 5406).
où
Les rotors qui doivent être assemblés en système multi-paliers X est la vitesse efficace de vibration admissible, dans la
accouplés de manière rigide, par exemple les groupes de turbi-
direction verticale ou horizontale, sur le support de palier in
nes à vapeur, doivent être étudiés de manière particulière à ce situ dans la gamme de vitesses de service (d'après la spécifi-
point de vue. La grandeur du balourd et sa distribution sont des
cation du produit, ou autrement, d'après le tableau de
facteurs importants dans ces applications. l'annexe A);
3
---------------------- Page: 5 ----------------------
IS0 5343-1983 (FI
ques, etc. Toutefois, il est admis qu’il serait souhaitable d’avoir
Y est la vitesse efficace de vibration admissible dans la
des critères spécifiques et qu’il conviendrait de les établir à
machine à équilibrer pour un tour et dans la gamme de vites-
l’avenir en rassemblant les données d’expériences industrielles
ses de service;
appropriées.
Co est le rapport des vibrations du suppo
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.