SIST ISO 15242-1:2005

Rolling bearings -- Measuring methods for vibration -- Part 1: Fundamentals

ISO 15242-1:2004 defines and specifies measuring methods for vibration of rotating rolling bearings under established test conditions together with calibration of related measuring systems.

Roulements -- Méthodes de mesurage des vibrations -- Partie 1: Principes fondamentaux

L'ISO 15242-1:2004 spécifie des méthodes de mesurage des vibrations des roulements rotatifs dans des conditions d'essai établies avec l'étalonnage des systèmes de mesurage correspondants.

Kotalni ležaji – Metode za merjenje vibracij – 1. del: Osnove

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 31-Dec-2004
• Withdrawal Date: 17-Mar-2016
• ICS: 21.100.20 - Rolling bearings
• Technical Committee: ISEL - Mechanical elements
• Current Stage: 9900 - Withdrawal (Adopted Project)
• Start Date: 16-Mar-2016
• Due Date: 08-Apr-2016
• Completion Date: 18-Mar-2016
• Ref Project: ISO 15242-1:2004 - Rolling bearings — Measuring methods for vibration — Part 1: Fundamentals

Relations

• Replaced By: SIST ISO 15242-1:2016 - Rolling bearings - Measuring methods for vibration - Part 1: Fundamentals
• Effective Date: 01-May-2016

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15242-1
First edition
2004-05-01


Rolling bearings — Measuring methods
for vibration —
Part 1:
Fundamentals
Roulements — Méthodes de mesurage des vibrations —
Partie 1: Principes fondamentaux





Reference number
ISO 15242-1:2004(E)
©
ISO 2004

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 15242-1:2004(E)
PDF disclaimer
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©  ISO 2004
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ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Published in Switzerland

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ISO 15242-1:2004(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 1
4 Fundamental concepts. 3
4.1 Bearing vibration measurement . 3
4.2 Characteristics of an axis of rotation. 3
4.3 Bearing error motion. 4
4.4 Bearing vibration. 5
5 Measurement process. 6
5.1 Basis of measurement. 6
5.2 Speed of rotation. 6
5.3 Orientation of bearing rotational axis . 6
5.4 Bearing load. 6
5.5 Transducers. 6
6 Measurement and evaluation methods. 7
6.1 Physical quantity measured. 7
6.2 Frequency domain. 7
6.3 Time domain. 7
6.4 Transducer response and filter characteristics. 8
6.5 Method of time-averaging . 9
6.6 Testing sequence. 10
7 Conditions for measurement . 10
7.1 Bearing conditions for measurement . 10
7.2 Conditions of the test environment . 10
7.3 Conditions for the test device. 11
7.4 Requirements for the operator . 11
8 Calibration and reference evaluation of measuring system. 11
8.1 General. 11
8.2 Calibration of system components . 11
8.3 System performance evaluation. 12
Annex A (informative) Contact resonance considerations . 13
Bibliography . 14

© ISO 2004 – All rights reserved iii

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ISO 15242-1:2004(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. Each 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 (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. 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.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 15242-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 4, Rolling bearings.
ISO 15242 consists of the following parts, under the general title Rolling bearings — Measuring methods for
vibration:
 Part 1: Fundamentals
 Part 2: Radial ball bearings with cylindrical bore and outside surface
 Part 3: Radial double-row spherical and tapered roller bearings with cylindrical bore and outside surface
iv © ISO 2004 – All rights reserved

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ISO 15242-1:2004(E)
Introduction
Vibration in rotating rolling bearings can be of importance as an operating characteristic of such bearings. The
vibration can affect the performance of the mechanical system incorporating the bearing and can result in
audible noise when the vibration is transmitted to the environment in which the mechanical system operates.
Vibration of rotating rolling bearings is a complex physical phenomenon dependent on the conditions of
operation. Measuring the vibration output of an individual bearing under a certain set of conditions does not
necessarily characterize the vibration output under a different set of conditions or when the bearing becomes
part of a larger assembly. Assessment of the audible sound generated by the mechanical system
incorporating the bearing is complicated further by the influence of the interface conditions, the location and
orientation of the sensing device, and the acoustical environment in which the system operates. Assessment
of airborne noise, which for the purpose of this document can be defined as any disagreeable and undesired
sound, is further complicated by the subjective nature of the terms disagreeable and undesired. Structure-
borne vibration can be considered the driving mechanism that ultimately results in the generation of airborne
noise. Only selected methods for the measurement of the structure-borne vibration of rotating rolling bearings
are addressed in the current edition of ISO 15242.
This part of ISO 15242 serves to define and specify the physical quantities measured and the general test
conditions and environment utilized in the measurement of vibration generated by rolling bearings on a test rig.
Based on this part of ISO 15242, parties to the acceptance inspection of rolling bearings may, by agreement,
establish acceptance criteria with which to control bearing vibration.
Vibration of rotating rolling bearings can be assessed by any of a number of means using various types of
transducers and test conditions. No simple set of values characterizing the vibration of a bearing is adequate
for the evaluation of the vibratory performance in all possible applications. Ultimately, a knowledge of the type
of bearing, its application and the purpose of the vibration testing (e.g., as a manufacturing process diagnostic
or an assessment of product quality) is required to select the most suitable method for testing. The field of
application for standards on bearing vibration is, therefore, not universal. However, certain methods have
established a wide enough level of application to be considered as standard methods for the purposes of this
part of ISO 15242.
This part of ISO 15242 serves to define the general principles involved in vibration measurement. It is
intended that further parts will specify in more detail the methods for assessing vibration of different types of
bearings with cylindrical bore and outside surface.

© ISO 2004 – All rights reserved v

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15242-1:2004(E)

Rolling bearings — Measuring methods for vibration —
Part 1:
Fundamentals
1 Scope
This part of ISO 15242 specifies measuring methods for vibration of rotating rolling bearings under established
test conditions, together with calibration of the related measuring systems.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 286-2, ISO system of limits and fits — Part 2: Tables of standard tolerance grades and limit deviations for
holes and shafts
ISO 554, Standard atmospheres for conditioning and/or testing ― Specifications
ISO 558, Conditioning and testing ― Standard atmospheres ― Definitions
ISO 1132-1, Rolling bearings ― Tolerances ― Part 1: Terms and definitions
ISO 2041, Vibration and shock ― Vocabulary
ISO 3205, Preferred test temperatures
ISO 3448, Industrial liquid lubricants ― ISO viscosity classification
ISO 5593, Rolling bearings ― Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1132-1, ISO 2041, ISO 5593 and
the following apply.
3.1
error motion
undesired radial or axial (translational) motion or tilt (angular) motion of an axis of rotation, excluding motions
due to changes of temperature or externally applied load
3.2
stiffness
ratio of change of force (or torque) to the corresponding change in translational (or rotational) displacement of
an elastic element
© ISO 2004 – All rights reserved 1

---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 15242-1:2004(E)
3.3
vibration
variation with time of the magnitude of a quantity which is descriptive of the motion or position of a mechanical
system, when the magnitude is alternately greater and smaller than some average value or reference
3.4
transducer
device designed to receive energy from one system and supply energy, of either the same or of a different
kind, to another system in such a manner that the desired characteristics of the input energy appear at the
output
3.5
electromechanical pickup
transducer which is actuated by energy from a mechanical system (strain, force, motion, etc.), and supplies
energy to an electrical system, or vice versa
NOTE The principal types of transducers used in vibration and shock measurement are
a) piezoelectric accelerometer;
b) piezoresistive accelerometer;
c) strain-gauge type accelerometer;
d) variable-resistance transducer;
e) electrostatic (capacitor/condenser) transducer;
f) bonded-wire (foil) strain-gauge;
g) variable-reluctance transducer;
h) magnetostriction transducer;
i) moving-conductor transducer;
j) moving-coil transducer;
k) induction transducer.
3.6
displacement
vector quantity that specifies the change of position of a body, or particle, with respect to a reference frame
3.7
velocity
vector quantity that specifies the time-derivative of displacement
3.8
acceleration
vector quantity that specifies the time-derivative of velocity
3.9
filter
wave filter
device for separating oscillations on the basis of their frequency. It introduces relatively small attenuation to
wave oscillations in one or more frequency bands and relatively large attenuation to oscillations of other
frequencies
3.10
band-pass filter
filter which has a single transmission band extending from a lower cut-off frequency greater than zero to a
finite upper cut-off frequency
2 © ISO 2004 – All rights reserved

---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 15242-1:2004(E)
3.11
pass-band
〈band-pass filter〉 frequency band between the upper and lower cut-off frequencies
3.12
nominal upper and lower cut-off frequencies
cut-off frequency
〈band-pass filter〉 frequencies above and below the frequency of maximum response of a filter at which the
response to a sinusoidal signal is 3 dB below the maximum response
3.13
root mean square (r.m.s.) velocity
v (t)
r.m.s.
square root, over a time interval T, of the average of squared values of the velocity' over the time interval
NOTE Root mean square value can also be used for displacement and acceleration.
3.14
exponential mean effective (e.m.e.) velocity
v (t)
e.m.e.
parameter for obtaining a time-average velocity, which is similar to root mean square velocity, but considers
exponential decay
NOTE 1 Exponential mean effective value can also be used for displacement and acceleration.
NOTE 2 Exponential mean effective value is also known as exponential average value or time relaxation value.
3.15
period
smallest increment of the independent variable of a periodic quantity for which the function repeats itself
4 Fundamental concepts
4.1 Bearing vibration measurement
The diagram in Figure 1 shows the fundamental elements of bearing vibration measurement and the factors
that influence the measurement. The numbers in Figure 1 correspond to clauses of this part of ISO 15242.
4.2 Characteristics of an axis of rotation
A rotating rolling bearing is designed to provide an axis of rotation for rotational motion of one machine
element relative to another while supporting radial and/or axial loads. An axis of rotation may exhibit motion in
six basic degrees of freedom. These are shown in Figure 2, and are listed below:
 rotational motion, see Figure 2 b);
 translational motion in a radial direction, i.e. in one or both orthogonal planes passing through the axis of
rotation, see Figures 2 c) and 2 d);
 translational motion in an axial direction, i.e. in a direction parallel to the axis of rotation, see Figure 2 e);
 tilt motion in an angular direction, i.e. in one or both orthogonal planes passing through the axis of
rotation, see Figures 2 f) and 2 g).

© ISO 2004 – All rights reserved 3

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ISO 15242-1:2004(E)

Figure 1 — Fundamental elements of bearing vibration measurement
A rotating rolling bearing will, ideally, have no resistance to externally applied forces in the rotational direction,
i.e. zero frictional torque. Depending on the type of external loading the bearing is designed to support, the
bearing will exhibit stiffness in any or all of the five remaining degrees of freedom. For example, a bearing with
self-aligning capabilities may support radial and axial loading, but will, ideally, exhibit no stiffness in the two tilt
directions. Other bearings may be designed to allow free axial motion, while exhibiting radial and tilt stiffness.
4.3 Bearing error motion
Displacement of the axis of rotation of a rotating bearing in any of the five non-rotational degrees of freedom
for which the bearing is designed to support load is known as b
...

2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.Kotalni ležaji – Metode za merjenje vibracij – 1. del: OsnoveRoulements -- Méthodes de mesurage des vibrations -- Partie 1: Principes fondamentauxRolling bearings -- Measuring methods for vibration -- Part 1: Fundamentals21.100.20Kotalni ležajiRolling bearingsICS:Ta slovenski standard je istoveten z:ISO 15242-1:2004SIST ISO 15242-1:2005en01-januar-2005SIST ISO 15242-1:2005SLOVENSKI
STANDARD



SIST ISO 15242-1:2005



Reference numberISO 15242-1:2004(E)© ISO 2004
INTERNATIONAL STANDARD ISO15242-1First edition2004-05-01Rolling bearings — Measuring methods for vibration — Part 1: Fundamentals Roulements — Méthodes de mesurage des vibrations — Partie 1: Principes fondamentaux
SIST ISO 15242-1:2005



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ISO 15242-1:2004(E) © ISO 2004 – All rights reserved iii Contents Page Foreword.iv Introduction.v 1 Scope.1 2 Normative references.1 3 Terms and definitions.1 4 Fundamental concepts.3 4.1 Bearing vibration measurement.3 4.2 Characteristics of an axis of rotation.3 4.3 Bearing error motion.4 4.4 Bearing vibration.5 5 Measurement process.6 5.1 Basis of measurement.6 5.2 Speed of rotation.6 5.3 Orientation of bearing rotational axis.6 5.4 Bearing load.6 5.5 Transducers.6 6 Measurement and evaluation methods.7 6.1 Physical quantity measured.7 6.2 Frequency domain.7 6.3 Time domain.7 6.4 Transducer response and filter characteristics.8 6.5 Method of time-averaging.9 6.6 Testing sequence.10 7 Conditions for measurement.10 7.1 Bearing conditions for measurement.10 7.2 Conditions of the test environment.10 7.3 Conditions for the test device.11 7.4 Requirements for the operator.11 8 Calibration and reference evaluation of measuring system.11 8.1 General.11 8.2 Calibration of system components.11 8.3 System performance evaluation.12 Annex A (informative)
Contact resonance considerations.13 Bibliography.14
SIST ISO 15242-1:2005



ISO 15242-1:2004(E) iv © ISO 2004 – All rights reserved 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. Each 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 (IEC) on all matters of electrotechnical standardization. International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2. The main task of technical committees is to prepare International Standards. 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. Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. ISO 15242-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 4, Rolling bearings. ISO 15242 consists of the following parts, under the general title Rolling bearings — Measuring methods for vibration: =Part 1: Fundamentals =Part 2: Radial ball bearings with cylindrical bore and outside surface =Part 3: Radial double-row spherical and tapered roller bearings with cylindrical bore and outside surface SIST ISO 15242-1:2005



ISO 15242-1:2004(E) © ISO 2004 – All rights reserved v Introduction Vibration in rotating rolling bearings can be of importance as an operating characteristic of such bearings. The vibration can affect the performance of the mechanical system incorporating the bearing and can result in audible noise when the vibration is transmitted to the environment in which the mechanical system operates. Vibration of rotating rolling bearings is a complex physical phenomenon dependent on the conditions of operation. Measuring the vibration output of an individual bearing under a certain set of conditions does not necessarily characterize the vibration output under a different set of conditions or when the bearing becomes part of a larger assembly. Assessment of the audible sound generated by the mechanical system incorporating the bearing is complicated further by the influence of the interface conditions, the location and orientation of the sensing device, and the acoustical environment in which the system operates. Assessment of airborne noise, which for the purpose of this document can be defined as any disagreeable and undesired sound, is further complicated by the subjective nature of the terms disagreeable and undesired. Structure-borne vibration can be considered the driving mechanism that ultimately results in the generation of airborne noise. Only selected methods for the measurement of the structure-borne vibration of rotating rolling bearings are addressed in the current edition of ISO 15242. This part of ISO 15242 serves to define and specify the physical quantities measured and the general test conditions and environment utilized in the measurement of vibration generated by rolling bearings on a test rig. Based on this part of ISO 15242, parties to the acceptance inspection of rolling bearings may, by agreement, establish acceptance criteria with which to control bearing vibration. Vibration of rotating rolling bearings can be assessed by any of a number of means using various types of transducers and test conditions. No simple set of values characterizing the vibration of a bearing is adequate for the evaluation of the vibratory performance in all possible applications. Ultimately, a knowledge of the type of bearing, its application and the purpose of the vibration testing (e.g., as a manufacturing process diagnostic or an assessment of product quality) is required to select the most suitable method for testing. The field of application for standards on bearing vibration is, therefore, not universal. However, certain methods have established a wide enough level of application to be considered as standard methods for the purposes of this part of ISO 15242. This part of ISO 15242 serves to define the general principles involved in vibration measurement. It is intended that further parts will specify in more detail the methods for assessing vibration of different types of bearings with cylindrical bore and outside surface.
SIST ISO 15242-1:2005



SIST ISO 15242-1:2005



INTERNATIONAL STANDARD ISO 15242-1:2004(E) © ISO 2004 – All rights reserved 1 Rolling bearings — Measuring methods for vibration — Part 1: Fundamentals 1 Scope This part of ISO 15242 specifies measuring methods for vibration of rotating rolling bearings under established test conditions, together with calibration of the related measuring systems. 2 Normative references The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies. ISO 286-2, ISO system of limits and fits — Part 2: Tables of standard tolerance grades and limit deviations for holes and shafts ISO 554, Standard atmospheres for conditioning and/or testing
Specifications ISO 558, Conditioning and testing
Standard atmospheres
Definitions ISO 1132-1, Rolling bearings
Tolerances
Part 1: Terms and definitions ISO 2041, Vibration and shock
Vocabulary ISO 3205, Preferred test temperatures ISO 3448, Industrial liquid lubricants
ISO viscosity classification ISO 5593, Rolling bearings
Vocabulary 3 Terms and definitions For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1132-1, ISO 2041, ISO 5593 and the following apply. 3.1 error motion undesired radial or axial (translational) motion or tilt (angular) motion of an axis of rotation, excluding motions due to changes of temperature or externally applied load 3.2 stiffness ratio of change of force (or torque) to the corresponding change in translational (or rotational) displacement of an elastic element SIST ISO 15242-1:2005



ISO 15242-1:2004(E) 2 © ISO 2004 – All rights reserved 3.3 vibration variation with time of the magnitude of a quantity which is descriptive of the motion or position of a mechanical system, when the magnitude is alternately greater and smaller than some average value or reference 3.4 transducer device designed to receive energy from one system and supply energy, of either the same or of a different kind, to another system in such a manner that the desired characteristics of the input energy appear at the output 3.5 electromechanical pickup transducer which is actuated by energy from a mechanical system (strain, force, motion, etc.), and supplies energy to an electrical system, or vice versa
NOTE
The principal types of transducers used in vibration and shock measurement are a) piezoelectric accelerometer; b) piezoresistive accelerometer; c) strain-gauge type accelerometer; d) variable-resistance transducer; e) electrostatic (capacitor/condenser) transducer; f) bonded-wire (foil) strain-gauge; g) variable-reluctance transducer; h) magnetostriction transducer; i) moving-conductor transducer; j) moving-coil transducer; k) induction transducer. 3.6 displacement vector quantity that specifies the change of position of a body, or particle, with respect to a reference frame 3.7 velocity vector quantity that specifies the time-derivative of displacement 3.8 acceleration vector quantity that specifies the time-derivative of velocity
3.9 filter wave filter device for separating oscillations on the basis of their frequency. It introduces relatively small attenuation to wave oscillations in one or more frequency bands and relatively large attenuation to oscillations of other frequencies 3.10 band-pass filter filter which has a single transmission band extending from a lower cut-off frequency greater than zero to a finite upper cut-off frequency SIST ISO 15242-1:2005



ISO 15242-1:2004(E) © ISO 2004 – All rights reserved 3 3.11 pass-band 〈band-pass filter〉 frequency band between the upper and lower cut-off frequencies 3.12 nominal upper and lower cut-off frequencies cut-off frequency 〈band-pass filter〉==frequencies above and below the frequency of maximum response of a filter at which the response to a sinusoidal signal is 3 dB below the maximum response 3.13 root mean square (r.m.s.) velocity vr.m.s. (t) square root, over a time interval T, of the average of squared values of the velocity' over the time interval NOTE Root mean square value can also be used for displacement and acceleration. 3.14 exponential mean effective (e.m.e.) velocity ve.m.e. (t) parameter for obtaining a time-average velocity, which is similar to root mean square velocity, but considers exponential decay NOTE 1 Exponential mean effective value can also be used for displacement and acceleration. NOTE 2 Exponential mean effective value is also known as exponential average value or time relaxation value. 3.15 period smallest increment of the independent variable of a periodic quantity for which the function repeats itself 4 Fundamental concepts 4.1 Bearing vibration measurement The diagram in Figure 1 shows the fundamental elements of bearing vibration measurement and the factors that influence the measurement. The numbers in Figure 1 correspond to clauses of this part of ISO 15242. 4.2 Characteristics of an axis of rotation A rotating rolling bearing is designed to provide an axis of rotation for rotational motion of one machine element relative to another while supporting radial and/or axial loads. An axis of rotation may exhibit motion in six basic degrees of freedom. These are shown in Figure 2, and are listed below: =rotational motion, see Figure 2 b); =translational motion in a radial direction, i.e. in one or both orthogonal planes passing through the axis of rotation, see Figures 2 c) and 2 d); =translational motion in an axial direction, i.e. in a direction parallel to the axis of rotation, see Figure 2 e); =tilt motion in an angular direction, i.e. in one or both orthogonal planes passing through the axis of rotation, see Figures 2 f) and 2 g).
SIST ISO 15242-1:2005



ISO 15242-1:2004(E) 4 © ISO 2004 – All rights reserved
Figure 1 — Fundamental elements of bearing vibration measurement A rotating rolling bearing will, ideally, have no resistance to externally applied forces in the rotational direction, i.e. zero frictional torque. Depending on the type of external loading the bearing is designed to support, the bearing will exhibit stiffness in any or all of the five remaining degrees of freedom. For example, a bearing w
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 15242-1
Première édition
2004-05-01


Roulements — Méthodes de mesurage
des vibrations —
Partie 1:
Principes fondamentaux
Rolling bearings — Measuring methods for vibration —
Part 1: Fundamentals





Numéro de référence
ISO 15242-1:2004(F)
©
ISO 2004

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 15242-1:2004(F)
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ISO 15242-1:2004(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 1
4 Notions fondamentales . 3
4.1 Mesurage de la vibration des roulements . 3
4.2 Caractéristiques d’un axe de rotation. 3
4.3 Erreur de mouvement du roulement . 5
4.4 Vibration du roulement. 6
5 Processus de mesurage. 6
5.1 Base de mesurage . 6
5.2 Vitesse de rotation . 6
5.3 Orientation de l’axe de rotation du roulement .6
5.4 Charge du roulement . 6
5.5 Transducteurs . 7
6 Méthodes de mesurage et d’évaluation. 7
6.1 Grandeur physique mesurée . 7
6.2 Domaine des fréquences. 7
6.3 Domaine des temps . 7
6.4 Réponse du transducteur et caractéristiques du filtre . 7
6.5 Méthode d’intégration dans le temps . 9
6.6 Ordre des essais . 10
7 Conditions de mesurage . 10
7.1 État du roulement avant mesurage . 10
7.2 Conditions environnementales . 10
7.3 État du dispositif . 11
7.4 Exigences applicables à l’opérateur . 11
8 Étalonnage et évaluation de référence du système de mesurage. 11
8.1 Généralités. 11
8.2 Étalonnage des éléments du système .11
8.3 Évaluation des performances du système. 12
Annexe A (informative) Considérations relatives à la résonance de contact . 13
Bibliographie . 14

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ISO 15242-1:2004(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'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
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. 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 comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 15242-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 4, Roulements.
L'ISO 15242 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Roulements — Méthodes de
mesurage des vibrations:
 Partie 1: Principes fondamentaux
 Partie 2: Roulements à billes radiaux, à alésage et surface extérieure cylindriques
 Partie 3: Roulements à rotule sur rouleaux et à rouleaux coniques à deux rangées, à alésage et surface
extérieure cylindriques
D’autres parties seront élaborées ultérieurement.
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ISO 15242-1:2004(F)
Introduction
La vibration des roulements rotatifs peut avoir des conséquences importantes sur les caractéristiques de
fonctionnement de ces matériels. Elle peut également affecter les performances du système mécanique
incorporant ces roulements et engendrer un bruit audible par transmission de ce bruit à l’environnement de
travail.
La vibration des roulements rotatifs est un phénomène physique complexe qui dépend des conditions de
fonctionnement. Mesurer le niveau de vibration d’un roulement donné dans des conditions données ne
caractérise pas nécessairement le niveau de vibration de ce même roulement dans d’autres conditions ou de
ce roulement dès qu’il fait partie d’un ensemble plus grand. L’évaluation du bruit audible engendré par le
système mécanique incorporant le roulement est encore compliquée par l’effet des conditions d’interface, de
l’emplacement et de l’orientation du capteur et de l’environnement acoustique dans lequel fonctionne le
système. L’évaluation du bruit aérien qui, dans le cadre du présent document, peut se définir comme tout bruit
désagréable et non souhaité, est également compliquée par l’acception subjective qu’on donne aux termes
«désagréable» et «non souhaité». C’est principalement la vibration transmise par la structure qui peut être
considérée comme à la base du bruit aérien. L’ISO 15242 ne s’intéresse qu’à un certain nombre de méthodes
choisies pour mesurer la vibration de la structure des roulements rotatifs.
La présente partie de l’ISO 15242 vise à définir et à spécifier les grandeurs physiques mesurées et les
conditions générales d’essai et d’environnement utilisées pour mesurer les vibrations engendrées par les
roulements sur un banc d’essai. Les parties prenantes aux contrôles de réception de roulements peuvent, en
se fondant sur la présente partie de l’ISO 15242, se mettre d’accord sur les critères d’acceptation à retenir
pour contrôler les vibrations.
Les vibrations des roulements rotatifs peuvent être évaluées par tout moyen et tout type de transducteur,
dans diverses conditions d’essai. Aucun ensemble simple de valeurs caractérisant la vibration d’un roulement
n’est suffisant pour évaluer la performance de toutes les applications possibles. Pour choisir la méthode
d’essai la mieux appropriée, il est essentiel en fin de compte de connaître le type du roulement, son utilisation
et le but visé par les essais (par exemple diagnostic technique ou contrôle de qualité). Le domaine
d’application des normes relatives aux vibrations des roulements n’est donc pas universel. Certaines
méthodes ont toutefois un champ d’application suffisamment vaste pour être jugées normalisées aux fins de
la présente partie de l’ISO 15242.
La présente partie de l’ISO 15242 sert à définir les principes généraux du mesurage des vibrations. Il est
prévu d’autres parties pour spécifier plus en détail les méthodes d’évaluation de la vibration de différents
types de roulements à alésage et surface extérieure cylindriques.

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NORME INTERNATIONALE ISO 15242-1:2004(F)

Roulements — Méthodes de mesurage des vibrations —
Partie 1:
Principes fondamentaux
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 15242 spécifie des méthodes de mesurage des vibrations des roulements rotatifs
dans des conditions d’essai établies avec l’étalonnage des systèmes de mesurage correspondants.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 286-2, Système ISO de tolérances et d'ajustements — Partie 2: Tables des degrés de tolérance
normalisés et des écarts limites des alésages et des arbres
ISO 554, Atmosphères normales de conditionnement et/ou d'essai — Spécifications
ISO 558, Conditionnement et essais — Atmosphères normales — Définitions
ISO 1132-1, Roulements — Tolérances — Partie 1: Termes et définitions
ISO 2041, Vibrations et chocs — Vocabulaire
ISO 3205, Températures préférentielles d'essai
ISO 3448, Lubrifiants liquides industriels — Classification ISO selon la viscosité
ISO 5593, Roulements — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 1132-1, l’ISO 2041 et
l’ISO 5593 ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1
erreur de mouvement
mouvement (de translation) radial ou axial ou mouvement angulaire non souhaité d’un axe de rotation, à
l’exclusion des mouvements dus à des changements de température ou à des charges extérieures
3.2
raideur
rapport entre la modification d’une force (ou d’un couple) et la modification correspondante du déplacement
en translation (ou en rotation) d’un élément élastique
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ISO 15242-1:2004(F)
3.3
vibration
variation dans le temps de la valeur d’une grandeur qui décrit le mouvement ou la position d’un système
mécanique lorsque cette valeur est alternativement plus grande et plus petite qu’une valeur moyenne ou de
référence donnée
3.4
transducteur
dispositif utilisé pour recevoir l’énergie d’un système et la transmettre, sous la même forme ou sous une forme
différente à un autre système, de telle manière que les caractéristiques souhaitées de l’énergie d’entrée se
retrouvent à la sortie
3.5
capteur électromécanique
transducteur mû par l’énergie d’un système mécanique (déformation, force, mouvement, etc.) et qui fournit de
l’énergie à un système électrique ou inversement
NOTE Les principaux types de transducteurs utilisés pour le mesurage des chocs et vibrations sont
a) les accéléromètres piézo-électriques;
b) les accéléromètres piézo-résistifs;
c) les accéléromètres à jauge de contrainte;
d) les transducteurs à résistance variable;
e) les transducteurs électrostatiques (condensateurs);
f) les jauges de contrainte (à armature collée);
g) les transducteurs à réluctance variable;
h) les transducteurs magnétostrictifs;
i) les transducteurs à conducteur mobile;
j) les transducteurs à bobine mobile;
k) les transducteurs à induction.
3.6
déplacement
grandeur vectorielle qui définit le changement de position d’un corps ou d’une particule par rapport à un cadre
de référence
3.7
vitesse
grandeur vectorielle qui définit le déplacement en fonction du temps
3.8
accélération
grandeur vectorielle qui définit la vitesse en fonction du temps
3.9
filtre
filtre à ondes
dispositif, permettant de séparer les oscillations en fonction de leur fréquence, qui provoque une atténuation
relativement faible des oscillations des ondes sur une ou plusieurs bandes de fréquences et une atténuation
relativement forte de ces oscillations à d’autres fréquences
3.10
filtre à bande passante
filtre qui ne présente qu’une seule bande de transmission entre une fréquence de coupure basse inférieure à
zéro et une fréquence de coupure haute finie
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ISO 15242-1:2004(F)
3.11
bande passante
〈filtre à bande passante〉 bande des fréquences comprise entre les fréquences de coupure inférieure et
supérieure
3.12
fréquences de coupure nominales supérieure et inférieure
fréquence de coupure
〈filtre à bande passante〉 fréquences se situant au-dessus ou en dessous de la fréquence de réponse
maximale d’un filtre, auxquelles la réponse à un signal sinusoïdal est de 3 dB inférieure à la réponse
maximale
3.13
vitesse quadratique moyenne
v (t)
r.m.s.
racine carrée, sur un intervalle de temps T, de la moyenne des racines carrées de la vitesse sur l’intervalle de
temps considéré
NOTE La valeur quadratique moyenne est aussi applicable au déplacement et à l’accélération.
3.14
vitesse efficace moyenne exponentielle
v (t)
e.m.e.
paramètre permettant de définir une vitesse «moyenne dans le temps» similaire à la vitesse quadratique
moyenne, mais qui tient compte de la décroissance exponentielle
NOTE 1 La valeur efficace moyenne exponentielle est aussi applicable au déplacement et à l’accélération.
NOTE 2 La valeur efficace moyenne exponentielle est également connue sous valeur moyenne exponentielle ou
valeur de relaxation.
3.15
période
accroissement le plus faible de la variation indépendante d’une grandeur périodique pour lequel la fonction
reprend les mêmes valeurs
4 Notions fondamentales
4.1 Mesurage de la vibration des roulements
Le schéma de la Figure 1 représente les éléments fondamentaux du mesurage de la vibration des roulements
et les facteurs qui influent sur ce mesurage. Les numéros de la Figure 1 correspondent aux paragraphes de la
présente partie de l’ISO 15242.
4.2 Caractéristiques d’un axe de rotation
Un roulement rotatif est destiné à constituer l’axe du mouvement de rotation d’un élément de machine par
rapport à un autre élément de machine, tout en supportant des charges radiales et/ou axiales. Un axe de
rotation peut présenter six degrés de liberté fondamentaux. Ces degrés de liberté sont représentés à la
Figure 2 et sont énumérés ci-dessous:
 mouvement de rotation, voir Figure 2 b);
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ISO 15242-1:2004(F)

Figure 1 — Éléments fondamentaux du mesurage de la vibration des roulements
 mouvement de translation dans le sens radial, c’est-à-dire dans un ou deux plans orthogonaux passant
par l’axe de rotation, voir Figure 2 c) et d);
 mouvement de translation dans le sens axial, c’est-à-dire dans une direction parallèle à l’axe de rotation,
voir Figure 2 e);
 mouvements d’inclinaison, c’est-à-dire dans un ou deux plans orthogonaux passant par l’axe de rotation,
voir Figure 2 f) et g).
Un roulement rotatif ne présente dans l’idéal aucune résistance à des forces extérieures appliquées dans le
sens de la rotation, c’est-à-dire couple de frottement nul. Selon le type de charge qu’il est amené à supporter,
le roulement présente une raideur dans tout ou partie des cinq degrés de liberté restants. Ainsi un roulement
auto-aligné peut supporter une charge radiale et axiale mais, idéalement, ne présentera aucune raideur dans
les deux sens d’inclinaison. D’autres roulements peuvent être conçus pour permettre un mouvement axial
libre mais rester raides dans le sens radial et en inclinaison.
4 © ISO 2004 – Tous droits réservés

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ISO 15242-1:2004(F)


a) Cas général représentant la
désignation des axes



b) Mouvement de rotation c) Mouvement de translation d) Mouvement de translation
coaxial à l’axe de référence Z radiale dans le sens X radiale dans le sens Y

e) Mouvement de translation f) Mouvement d’inclinaison g) Mouvement d’inclinaison
axiale dans le sens Z dans le sens X ayant son dans le sens Y ayant son
origine en A origine en A
AB = axe de référenc
...