Qu’est-ce que l’équilibrage dynamique ?

Les tolérances d’équilibrage indiquent les valeurs de balourd admissibles pour les rotors. Les fabricants spécifient généralement les tolérances acceptables pour leurs composants en fonction de leurs propres essais. Il existe toutefois des normes internationales (ISO 21940) qui définissent des classes de qualité d’équilibrage G pour différents types de rotors et permettent de calculer les tolérances d’équilibrage. La classe G 40 est une tolérance d’équilibrage courante pour les roues de voiture, tandis que les rotors tels que les petits induits électriques exigent une précision supérieure et sont donc généralement équilibrés selon la classe 2,5.

Le balourd s’exprime en masse multipliée par rayon. Par exemple, une masse ajoutée à une certaine position de la pièce à équilibrer ramènerait l’axe de masse sur l’axe de rotation, et la pièce serait alors équilibrée. La masse de correction multipliée par le rayon d’application donne une unité de balourd. En système métrique, les unités sont le gramme-millimètre (gmm) ou, pour les gros rotors, le gramme-centimètre. Les équivalents en unités impériales sont le gramme-pouce ou l’once-pouce. Cette masse serait appliquée à un certain rayon par rapport au centre de rotation, à la position du point léger.

Nous utilisons des machines d’équilibrage pour mesurer avec précision un rotor présentant un balourd et déterminer l’angle et la valeur exacts du balourd. Un logiciel d’équilibrage sophistiqué présente clairement les données, en indiquant les positions de correction sur le rotor ainsi que la masse à ajouter ou à retirer. Le type de machine d’équilibrage employé dépend du type de rotor : par exemple, un rotor en forme de disque qui nécessite un équilibrage statique / dans un seul plan sera généralement équilibré sur une machine verticale, où l’axe du rotor est en position verticale pendant la mesure. Une machine d’équilibrage horizontale permet de mesurer le balourd de couple et le balourd dynamique des rotors dont la longueur est proportionnellement supérieure au diamètre. Sur cette machine, l’axe du rotor est en position horizontale.

Une fois les positions du balourd repérées sur un rotor à l’aide d’une machine d’équilibrage, nous appliquons la correction soit en retirant de la matière à la position lourde, soit en ajoutant de la matière à la position légère. Les méthodes de retrait courantes comprennent le fraisage, le perçage et la rectification, tandis que l’ajout de masse peut se faire par soudage ou boulonnage de masses sur la pièce, ou à l’aide de clips lestés.

Les rotors se répartissent en deux groupes. Le premier réunit les rotors rigides, qui ne se déforment pas jusqu’à la vitesse de service incluse. Le second comprend les rotors flexibles, qui « fléchissent » jusqu’à atteindre la vitesse de service. La première déformation observée est un « effet de corde à sauter » : à vitesse de rotation, le centre du rotor s’écarte de son axe de rotation, ce qui génère un balourd statique élevé.

Comme le balourd existe dans un composant même à l’arrêt, les rotors rigides peuvent être équilibrés à basse vitesse, juste suffisante pour produire une force centrifuge qui permette de détecter le balourd.

Ce type de rotor est équilibré à basse vitesse, à laquelle il ne fléchit pas. Le balourd est corrigé, puis la vitesse est augmentée progressivement et le balourd est corrigé par étapes jusqu’à ce que la vitesse de service du rotor soit atteinte.