NF E90-600-1985 Mechanical vibrations and shocks Balancing criteria of rotors in a rigid state 《机械振动和冲击 刚性状态中转子的平衡标准》.pdf

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1、AFNL NF E90-600 85 LO12372 0105499 049 ISSN-0335-3931 - NF E 90-600 Octobre 1985 Vibrations et chocs mcaniques Critres dquilibrage des rotors en tat rigide E : Mechanical vibrations and shocks - Balancing criteria of rotors in a rigid state F : Mechanische Schwingungen und Stsse - Auswuchtkriterien

2、fr Rotore im starren Zustand Norme francaise homologue par dcision du Directeur Gnral de Iafnor le 5 septembre 1985 pour prendre effet le 5 octobre 1985. Remplace la norme exprimentale de mme indice doctobre 1981. correspondance A sa date de publication, la prsente norme traite du mme objet que la n

3、orme IS0 1940 de 1973 mais en diffre sur de nombreux points exposs dans Iavant- propos. analyse La prsente norme est principalement destine aux bureaux dtudes et aux bureaux techniques de production pour ltablissement de spcifications techniques et de cahiers des charges relatifs lquilibrage de roto

4、rs en tat rigide. Elle propose des mthodes pour lapprciation de la qualit de lquilibrage base sur la dtermination, dans un ou deux plans dquilibrage du rotor, des balourds rsiduels et des erreurs qui leurs sont associes. descripteurs Thesaurus International Technique : vibration, choc mcanique, quil

5、ibrage, matriel dquilibrage, rotor rigide, dfinition, essai, qualit, contrle, erreur. modifications La prsente norme ne diffre pratiquement pas de la norme exprimentale doctobre 1981, seules quelques corrections ont t apportes au niveau du vocabulaire. corrections rb ,.- dite et diffuse par lassocia

6、tion franaise de normalisation (afnor), tour europe cedex 7 92080 pajis la dfense - tl-: (1 ). 42-91 -55-55 imprimerie nouvelle 0 afnor 1985 1 er tirage 85-7 O - COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesAFNL NF E90-bOO 5 LO12372 0105500 b90 Vibra

7、tions et chocs mcaniques NF E 90-600 Octobre I985 e Critres dquilibrage des rotors en tat rigide I A VANT-PROPOS La prsente norme traite du mme objet que la norme IS0 1940 mais en diffre pour tre plus complte et rpondre aux critiques formules lencontre de cette norme internationale, notamment sur le

8、s points suivants : - la dfinition de ltat de dsquilibre dun rotor, - la mthode de rpartition des balourds correcteurs dans deux plans, - les mthodes de dtermination des balourds rsiduels (contrles), - la dfinition et le mode de comptabilisation des erreurs associes la dtermination des balourds rsid

9、uels. SOM MAI RE INTRODUCTION 1 2 3 4 4.1 4.2 4.3 4.4 5 6 7 7.1 7.2 7.3 8 8.1 8.2 8,3 - OBJET ET DOMAINE DAPPLICATION . , . . , , . . . , . . . , . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . , . . . . . . VOCABULAIRE . DFINITION DE LTAT RIGIDE . . . . . . , . . . . . . . . . . . . , . . . , . . . . . .

10、 . . . DOMAINES DES TORSEURS REDUITS DES BALOURDS RESIDUELS ADMISSIBLES Les modules des impdances vues aux liaisons sont trs grands . . . . . . . , . . . . . . , , . . . . . . . . Les modules des impdances vues aux liaisons sont petits . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Expressi

11、on des balourds admissibles dans les plans des liaisons et dans deux plans dquilibrage Expression des balourds admissibles dans les plans des liaisons et dans un seul plan dquilibrage - CRITERE DIEQUI LI BRAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12、. . . . . . . DISPOSITIFS DQUILIBRAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D TER M I NATION DES BALOU R DS R SI DU ELS . . , . . , , . . . , . . . , . . . . . . . . , . . . , . . . . , ERREURS ASSOCIEES AUX BALOURDS RESIDUELS , . . . , . . .

13、 . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . Dfinitions . Originedeserreurs . Exemple . INDICATIONS SUR LES DESSINS, PROCES-VERBAUX, CAHIER DES CHARGES . . . . , . . . Indications sur les dessins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . .

14、Procs-verbaux . .Cahierdescharges. Page 3 3 4 6 6 7 8 8 10 11 11 13 13 14 14 17 17 18 18 COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesAFNL NF E90-600 85 LO12372 OLO550L 527 -3- NF E 90-600 ANNEXES A - Dfinitions des grandeurs et des critres de ltat r

15、igide . B - Mthodes pour la dtermination des balourds admissibles lorsque les impdances dans les plans des liaisons sont trs grandes B.l - Balourds admissibles dtermins par le facteur de qualit G li la vitesse. 8.2 - Balourds admissibles dtermins par le facteur de qualit 0 li la force. . 8.3 - Exemp

16、les C - Mthodes pour la dtermination des balourds admissibles lorsque les impdances dans les plans des liaisons sont finies. . C.l - Dtermination par calculs C.2 Dtermination par essais . C.3 - Tentative de dtermination par le facteur de qualit G et par le nombre sans dimension A 19 22 22 24 24 29 2

17、9 30 30 INTRODUCTION Parmi les causes responsables des vibrations des machinestournantes,celles qui proviennent des forces tournantes associes leurs rotors sont particulirement importantes. La rduction des forces tournantes passe par celle des balourds qui rsultent des imperfections, invitables, de

18、fabrication. La rduction des balourds relve de lquilibrage grce auquel on aboutit aux balourds rsiduels. Une machine tournante est constitue par: - un rotor - des liaisons - une structure. (k Les liaisons associent le rotor la structure. La qualit du comportement vibratoire de lensemble rotor-liaiso

19、ns-structure est dfinie par les amplitudes de grandeurs choisies (dplacements, vitesses de dplacements, acclrations, forces, tensions.). La frquence des vibrations est gale la vitesse de rotation du rotor. Pour un fonctionnement tranquille, ces amplitudes doivent tre infrieures ou gales des valeurs

20、fixes dautant plus faibles que la qualit exige est grande. Les amplitudes des grandeurs qui reprent le comportement vibratoire sont en particulier directement lies aux balourds qui habitent le rotor. De ce fait la qualit du comportement vibratoire peut tre exprime par la valeur des balourds rsiduels

21、. Si les balourds rsiduels sont infrieurs aux balourds admissibles, lquilibrage est convenable. La prsente norme propose des mthodes pour lapprciation de la qualit de lquilibrage. Elle peut faciliter les relations entre constructeurs et utilisateurs des machines et tre utilise pour ltablissement des

22、 spcifications techniques et des cahiers des charges. a . . I OBJET ET DOMAINE DAPPLICATION La prsente norme donne : - une dfinition des balourds admissibles dans un ou deux plans du rotor; - des mthodes pour la dtermination des balourds rsiduels; - une d6finition des erreurs associes aux balourds r

23、siduels et une mthode pour leur comptabilisation; - des recommandations pour llaboration des dessins et des fiches dquilibrage ; - titre dexemples, des mthodes pour la dtermination des balourds admissibles. La prsente norme concerne les rotors en tat rigide guids par deux liaisons au droit desquelle

24、s limpdance peut tre trs grande ou finie. Seuls les mouvements du rotor perpendiculaires la ligne de rotation sont considrs. o -_ Les mthodes dquilibrage ne sont pas dcrites. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling Services- AFN1 NF E0-600 85 9 LO12372

25、0105502 463 NF E 90-600 -4- 2 VOCABULAIRE Les dfinitions de la norme NF E 90-002 (1 ) sappliquent. Les dfinitions ci-dessous sont donnes pour mmoire. 2.1 Ligne de rotation Ensemble des centres des sections droites dun rotor en rotation. Notes 1 : Lorsque le rotor est habit par des balourds la ligne

26、de rotation rsulte dune flexion du rotor due aux forces inertielles (centrifuges) qui peuvent se combiner avec les forces dues la pesanteur. 2 : Lorsque le rotor est en tat rigide (voir 3.1 6) la ligne de rotation est proche de laxe du rotor. 3 : La ligne peut tre fixe ou en mouvement par rapport la

27、 structure : cest le mouvement dentranement dit 4 : En rgime stationnaire dterministe les centres des sections droites dcrivent des courbes fermes en un 5 : Les sections tournent autour de leurs centres : cest le mouvement relatif. de prcession. temps classiquement gal linverse de la vitesse angulai

28、re moyenne de rotation. 2.2 Excentrement lmentaire Distance compte perpendiculairement la ligne de rotation du rotor entre cette ligne et le centre de masse dun lment de rotor compris entre deux plans infiniment proches perpendiculaires la ligne de rotation du rotor. Notes 1 : On peut associer Iexce

29、ntrement lmentaire un vecteur qui le dfinit par un module et une phase 2 : Lexcentrement lmentaire rsulte en gnral des imperfections de la matire et des fabrications; il peut (position angulaire par rapport un repre sur le rotor). tre galement li la temprature du rotor: il est alors dit dorigine the

30、rmique. 2.3 Excentrement global Distance entre le centre de masse du rotor et sa ligrle de rotation. Notes 1 : On peut associer Iexcentrement global un vecteur qui le dfinit par un module et une phase (position anguiaire par rapport ! un repre sur le rotor). 2 : Lexcentrement global rsulte en gnral

31、des imperfections de la matire et des fabrications; il peut tre galement li la temprature du rotor: il est alors dit dorigine thermique. 3 : Lexcentrement global et lcart angulaire (voir 2.4) sont classiquement utiliss pour caractriser les rotors strictement indformables. Par extension ils le sont p

32、our les rotors en tat rigide. 2.4 kart angulaire global Angle entre laxe principal central dinertie du rotor et la tangente sa ligne de rotation prs du centre de masse. Notes 1 : On peut ssocier lcart angulaire un vecteur qui le dfinit par un module et une phase (position 2 : Lcart angulaire global

33、rsulte en gnral des imperfections de la matire et des fabrications, il peut tre 3 : Lexcentrement global (voir 2.3) et lcart angulaire global sont classiquement utiliss pour caractriser angulaire par rapport un repre sur le rotor). galement li la temprature du rotor: il est alors dit dorigine thermi

34、que. les rotors strictement indformables. Par extension ils le sont pour les rotors en tat rigide. 2.5 Balourd Produit dun excentrement par une masse. Notes 1 : De la mme manire que pour Iexcentrement (voir 2.2 et 2.3) on peut distinguer le balourd lmentaire et 2 : De la mme manire que pour Iexcentr

35、ement (voir 2.2 et 2.3) on peut associer des vecteurs aux balourds. le balourd global. (I) NF E 90-002 ( Vibrations et chocs mcaniques - Vocabulaire de lquilibrage I). COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesAFNL NF E0-600 85 W LO12372 0305503 3

36、TT -5- NF E 90-600 2.6 Vecteur balourd Vecteur dfini par son module, gal au balourd, et par une phase (position angulaire par rapport un repre sur le rotor) Note : Le vecteur balourd tait autrefois appel balourd statique. 2.7 Couple de balourds Ensemble de deux vecteurs de mm.e module et de directio

37、ns opposes. Notes 1 : Le couple de balourds est caractris par un vecteur (module et phase) dont le module est gal au produit du module des deux vecteurs balourds par leur distance. 2 : Le couple de balourds tait autrefois appel balourd dynamique. 2.8 Torseur des balourds lmentaires Ensemble des balo

38、urds lmentaires dfinis par des vecteurs (module et phase). Notes 1 : La rotation applique au torseur des balourds lmentaires induit des forces inertielles (centrifuges) qui engendrent des vibrations dont la frquence est gale la vitesse de rotation. 2 : Le torseur des balourds lmentaires peut toujour

39、s tre rduit en 2 points deux vecteurs balourds. 3 : Le torseur des balourdslmentaires peut aussi tre rduit, en un point donn, en un vecteur balourd et un 4 : Les effets dun torseur de balourds lmentaires et du torseur rduit correspondant ne seront identiques couple de balourds. que dans le cas o le

40、rotor considr est strictement rigide. * 2.9 Torseur rduit des balourds rsiduels Le torseur rduit des balourds rsiduels (aprs quilibrage) est lensemble des deux vecteurs balourds qui rsultent de la diffrence entre le torseur rduit des balourds lmentaires initiaux et le torseur rduit des balourds corr

41、ecteurs. Note : Au torseur rduit des balourds rsiduels admissibles correspond des amplitudes de vibrations telles que le comportement de lensemble rotor-liaisons-structure est satisfaisant. 2.1 O Balourd rsiduel admissible Valeur maximale du balourd acceptable dans un plan dquilibrage ou dans tout a

42、utre plan dfini. Notes 1 : Lensemble des balourds rsiduels est li lensemble des longations (amljlitudes, modules) des 2 : De facon plus prcise on peut associer au balourd rsiduel un vecteur qui permet de le dfinir par une grandeurs par lesquelles le comportement vibratoire est apprci. longation et u

43、ne phase. 2.11 quilibrage * Procdure qui conduit ia dtermination de balourds dits correcteurs tels que les longations (amplitudes, modules) des grandeurs par lesquelles le comportement vibratoire est apprci soient infrieures des limites fixes. Notes 1 : Les grandeurs peuvent tre de nature diffrente

44、: dplacement, vitesse, force . 2 : Les balourds correcteurs ( sopposent ) aux balourds initiaux qui habitent le rotor. 3 : A la limite lorsque les longations de toutes les grandeurs sont nulles le torseur des balourds lmentaires initiaux est gal et oppos au torseur des balourds correcteurs qui doive

45、nt tre lmentaires. 4 : Lorsque le rotor est en tat strictement rigide (voir 3) les longations de toutes les grandeurs sont nulles lorsque le balourd force et le balourd couple initiaux sont gaux et opposs respectivement au balourd force correcteur et au balourd couple correcteur qui peuvent rsulter

46、de deux balourds forces dans deux plans dquilibrage (voir 2.1 2) distincts. 2.12 Plan dquilibrage Plan perpendiculaire laxe du rotor dans lequel est plac un balourd correcteur. Note : Le plan dquilibrage est dit aussi de correction ou de compensation. 2.13 vibrations des structures, est homogne une

47、vitesse et sexprime en millimtres par seconde. Facteur de qualit G li la vitesse O COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesAFNIi NF E0-600 85 = 1012372 0105504 236 = NF E 90-600 -6- 2.14 Grandeur associe la qualit dquilibrage du rotor. Ce nombre

48、 sans dimension est dtermin par lexprience au travers des forces transmises par les liaisons. Facteur de qualit Q li la force 2.15 Erreur alatoire Composante de lerreur de mesure qui, lors de plusieurs mesurages de la mme grandeur, varie dune facon imprvisible (en valeur absolue et en signe). Note : On ne peut pas tenir compte de lerreur alatoire par application dune cor