NF E90-300-1978 Mechanical vibration of machines with rotational frequencies from 10 S-1 to 200 S-1 Basis for specifying evaluation standards 《10至200转／秒旋转频率的机器的机械振动 评定标准制定的基础》.pdf

1、-_ AFNL NF E90-300 78 3032372 0305333 4T2 ,- VIBRATIONS MECANIQUES DES MACHINES W W n 2 5 a Z IL NF L 3 Q Q U .YI c I- Enregistre par dcision du 1978-02-1 3 . pour prendre effet le 1978-05-01 -. .Q AFNOR 1978 Droits de reproduction et de traduction rdsewes pour tous pays. La prsente norme remplace l

2、a norme exprimentale de mme indice publie en juin 1973. I E 90-300 AYANT UNE FREQUENCE DE ROTATION COMPRISE ENTRE 10 s-l ET 200 s-l .Mai 1978 Base pour llaboration des normes dvaluation NORME FRANCAISE ENREGISTREE A VAN T- PROPOS A la date denregistrement de la prsente norme, celle-ci prsente une la

3、rge concordance technique avec la Norme Internationale IS0 2372 - premire dition - novembre 1974, qui traite du mme objet. 1 INTRODUCTION Avec laugmentation constante de la puissance et de la vitesse des machines tournantes actuelles, les problmes de matrise du bruit et des vibrations ont pris une i

4、mportance prgdominante en mcanique et en lectromcanique. II en rsulte une plus grande exigence sur les qualits de fonctionnement des machines. La prsente norme ne traite donc que de lintensit des vibrations mcaniques des machines et non de lnergie acoustique provenant de chaque pice en vibration : l

5、es seules vibrations consi- deres sont celles qui se produisent en surface, sur les paliers ou aux points de fixation de la machine, dans la gamme des frquences allant de 1 O Hz 1 O00 Hz. Lestimation de ces vibrations tient compte des considrations gnrales suivantes : - caractristiques de la machine

6、; - contraintes produites par les vibrations dans tes machines (paliers, pices assembles, plaques de base, sol) ; - ncessit de garantir le bon fonctionnement de la machine, qui pourrait tre compromis par un mauvais fonctionnement ou une dgradation de ses lments, par exemple; dformation excessive du

7、rotor au passage dune rsonance, ou relchement des joints de friction par suite des secousses, etc. ; - caractristiques des instruments de mesurage ; - fatigues physique et psychique de lhomme; - effets de vibrations de la machine sur son environnement (instruments monts proximit, machines, etc.). II

8、 est vident que les mesures de vibrations la surface des machines donnent seulement une indication sur les contraintes ou mouvements provoqus par les vibrations lintrieur dune machine. Elles ne prjugent en rien des contraintes ou mouvements vibratoires rels des pices les plus affectes et ne garantis

9、sent pas labsence dans la machine elle-mme de contraintes vibra- toires locales excessives (dues par exemple aux rsonances internes). Les vibrations de torsion des pices en rotation en particulier, ne sont pas toujours exactement indiques par les mesures de vibrations la surface des machines. Bien q

10、ue dans certains cas les facteurs prcits peuvent tre interprts de facon thorique, les spcifications destimation qui en dcoulent savrent gnralement dune complication inutile et sans utilit pratique. II est avantageux et pariois dcisif pour lconomie dun essai de nutiliser quune seule valeur pour dfini

11、r les vibrations de la machine soumise aux essais. Cest poprquoi il est prfrable pour les usages industriels de choisir une unit de mesure significative, qui se prsente sur une chelle simple. Les grandeurs mesures et lchelle choisie doivent permettre une estimation sre, convenant dans la plupart des

12、 cas qui se prsentent dans la pratique, cest- dire une estimation qui ne va pas lencontre des expriences dj faites. I J. BRARD - 60110 MBru NF E 90-300 leTIRAGE 78-02 Mechanical vibration of machines with rotational frequencies from 10 s-l to 200 s-l. Basis for specifying evaluation standards Mechan

13、ische Schwingungen von Maschinen mit einer Umdrehungsfrequenz zwischen 1 O s- und 200 s-. Basis fr die Ausarbeitung von Bewertungsnormen _-_ -_ - AFNL NF E0-300 78 1012372 0105332 339 NF E 90-300 -2- 2 OBJET ET DOMAINE DAPPLICATION La prsente norme dfinit une base pour llaboration des rgles dvaluati

14、on des vibrations mcaniques des machins dans la gamme des frquences de rotation comprises entre 10 s- et 200 s-, de manire permettre une comparaison avec des mesures similaires obtenues sur dautres machines analogues. Ces rgles ont pour but de permettre lvaluation des vibrations des machines dites (

15、 normales D, du point de vue de leur sret de fonctionnement, de la scurit et des ractions humaines. Elles ne sont pas destines lvaluation des vibrations du point de vue des limites acoustiques, et ne sappliquent pas en gnral aux machines inhabituelles ou spciales ncessitant une tude ou une analyse d

16、es caractristiques vibratoires. Ces derniers cas requirent souvent une tude particulire et, dautre part, ces machines prsentent une gamme de frquences plus large et deman- dent un appareillage plus spcialis quil nest ncessaire dans le cas gnral trait dans la prsente norme. La porte de ces rgles se l

17、imite aux vibrations mesures B la surface des machines, chapeaux de paliers par exemple, pour des frquences comprises entre 10 Hz et 1 O00 Hz et pour une gamme de frquences de rotation allant de 10 s- 200 s-. Pour les machines spciales, des niveaux de classification peuvent tre dtermins en accord av

18、ec les rgles tablies dans la prsente norme. La prsente norme comporte une explication des termes, un guide relatif aux conditions de mesurage, ainsi quun tableau donnant les gammes dintensit vibratoire prfrentielles. Lannexe A donne un exemple de classification recommande et lannexe 6 donne les rgle

19、s de conversion des valeurs efficaces de la vitesse en amplitudes de crte de dplacement. 3 EXPLICATION DES TERMES Dans la prsente norme, lexpression “Intensit vibratoire“ (*), dfinie ici comme la grandeur caractrisant, de facon simple et globale, ltat vibratoire dune machine, est utilise comme base

20、de classification, et, sur la base de considrations thoriques et dexprience pratique, la valeur moyenne quadratique (valeur efficace) de la vitesse de vibration (“) a t choisie comme mesure de rfrence pour lintensit vibratoire. Dans les cas critiques et les conditions spciales, il ne faut pas substi

21、tuer une valuation du comportement de la machine, basde sur lintensit vibratoire, un mesurage plus exact des paramtres significatifs, tels que mesurage des contraintes dans les paliers et les assemblages. En gn- ral, lintensit vibratoire doit donner une valuation relativement sre avec des mesurages

22、simples. Pour une oscillation harmonique, ayant une vitesse instantane vi = Oi cos w it (o 3, repr- sente la valeur de crte), et aussi pour les vibrations composes rsultant de la superposition de vibrations harmoniques de frquences diffrentes, la valeur efficace de la vitesse doscillation sert, par

23、dfinition, de mesure pour valuer lintensit vibratoire. Cette valeur peut tre mesure et affiche directement par des appareils lectriques ayant des caractristiques quadratiques. On peut calculer la moyenne quadratique de la vitesse doscillation, elle est dfinie par la formule suivante : T V= 1; Io vz

24、(t) dt . o T : dure de priode du phnomne, est suppose priodique et dveloppable en srie de Fourier. A partir de lanalyse des spectres enregistrs, on dtermine les valeurs de lacclration S, de la vitesse 7, et, ventuellement de lamplitude de dplacement ) peut ainsi tre utilis indpendamment de toute app

25、rciation individuelle. II sagit en effet dun para- mtre indpendant, partir duquel peut tre tablie une classification quelconque dvaluation. Des divergences dvaluation entre utilisateurs et fabricants peuvent ainsi tre vites en cas daccord pralable sur la prcision ncessaire des mesures. O 5.2 CRITRES

26、 DESTIMATION POUR MACHINES SPECIALES La valeur de lintensit vibratoire associe une gamme de classification particulire dpend des dimensions et de la masse du corps vibrant, des caractristiques du montage, de la puissance et de lemploi de la machine. II est donc ncessaire de tenir compte des objectif

27、s envisags et des circonstances particulires lorsquon spcifie pour les diffrents types de machines .lune des gammes du tableau 1. Par exemple,il faut sattendre ce que la gamme dintensit vibratoire correspondant ( dangereux ) ou ( acceptable ) varie selon quil sagit dun gyroscope ou dun ventilateur d

28、e chaudire. Figure 1 - Schma de montage souple BB NF E 90-300 - AFNL NF E0-300 78 3032372 0305336 T4 -6- / -=- I - Y / Figure 2 - Points de mesurage possibles sur une petite machine (Directions de mesurage moteurs monts de fsqon rigide ou machines (puissances jusqu 300 kW) sur fondations spciales. M

29、oteurs de grandes dimensions et autres grosses machines ayant leurs masses tournantes montes sur des fondations rigides et lourdes, relativement rigides dans le sens de la vibration. Moteurs de grandes dimensions et autres grosses machines ayant leurs masses tournantes montes sur des fondations rela

30、tivement souples dans le sens de la vibration (exemple : groupes turbo-gnrateurs, particulirement ceux qui sont install machines avec masses tour- nantes accouples souplement telles que : arbres de broyeurs; machines, telles que centrifugeuses avec dsquilibres variables, capables de fonctionner isol

31、ment, sans laide dlments de liaison; cribles, machines tester la fatigue dynamique et gnrateurs de vibrations- pour les industries de transformation. Les exemples des quatre premiers groupes ont t choisis pour la somme dinformations que lon possde leur gard et qui permet une estimation valable. Une

32、classification de qualit, allant de A D, chelonne en double intervalles de gamme dintensit vibratoire, est donne dans le tableau 2. Un moteur ou une machine est class dans une gamme du tableau 2 lorsque la plus grande valeur mesure sur dimportants points de fonc- tionnement (sur les paliers, en part

33、iculier) se trouve dans la gamme correspondante du tableau 2. Depuis Rathbone, on fait souvent pour les machines du Groupe 111 une distinction entre les niveaux de vibration mesur-r,1 4.5 4.5 ; cependant, dans certains cas il est plus important de connatre lamplitude du dplacement des composantes do

34、minantes mesures dans les spectres de vibrations observes. Cette valeur a t utilise pour certains critres anciens et il est ncessaire de convertir cet effet les valeurs de la vitesse efficace en amplitudes de crte du dplacement. Cette op6ration de conversion ne peut seffectuer que pour les composant

35、es harmoniques frquence simple. Si la vitesse de vibration de cette composante est connue, lamplitude du dplacement (simple) se calcule laide de la relation : o Sf est lamplitude de dplacement, Vf la valeur.efficace de la vitesse de vibration la fr- quence t et w f = 2 x fest la pulsation. Exemple :

36、 Une vibration donne ayant une intensit vibratoire (valeur de la vitesse efficace) de 4 mm/s signifie que la vitesse efficace maximale de vibration dans la gamme de 10 Hz 1 O00 Hz ne dpassera pas 4 rnm/s. Une analyse spectrale rvle que la composante dominante de frquence apparat 25 Hz pour une vites

37、se efficace de vibration de 2,8 mm/s. Lamplitude de crte (calcule laide de la relation ci-dessus), est donc 2.8 Sf= 0,225 c-) = 0,027 rnm ou 27 Km 25 / La figure 3 donne une solution graphique de lquation ci-dessus. NOTE : II est important de noter que les mesures de vitesses sont les paramtres de b

38、ase de la mesure de lintensit vibratoire; il nest en gnral, pas recommand de dduire les valeurs de lintensit des amplitudes dominantes de dplacement. Ces mesures servent dterminer lintensit vibratoire uniquement dans le cas o le signal correspond a une combinaison discrte des vibrations de frquence

39、simple. Lquation 5 ci-dessus permet de dterminer les valeurs de la vitesse efficace pour toute la gamme de 1 O Hz 1 O00 Hz. NF. E 90-300 - 10 - 100 mm 10 mm 1 mm 100 pm 10 pm 0.1 pm 10 O ?G O0 8 “3, 9 O “3 “3, 9 1 O00 10 O00 Frequence (Hz) 1 O0 Figure 3 - Amplitude de dplacement en fonction de la frquence pour diverses valeurs de la vitesse efficace