ISO 2953:1985
(Main)Balancing machines - Description and evaluation
Balancing machines - Description and evaluation
Machines à équilibrer — Description, caractéristiques et possibilités
General Information
Relations
Frequently Asked Questions
ISO 2953:1985 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Balancing machines - Description and evaluation". This standard covers: Balancing machines - Description and evaluation
Balancing machines - Description and evaluation
ISO 2953:1985 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 21.120.40 - Balancing and balancing machines. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 2953:1985 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO 2953:1975, ISO 2953:1999. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
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Standards Content (Sample)
International Standard @ 2953
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATIONOMENiYHAPOiiHAA OPrAHM3AUMA no CTAHiiAPTH3AUMM.ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Balancing machines - Description and evaluation
Machines à équilibrer - Description, caractéristiques et possibilités
Second edition - 1985-11-01
UDC 62-756 Ref. No. IS0 2953-1985 (E)
Descriptors : balancing, balancing equipment, specifications, tests.
Price based on 34 pages
x
1.
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national standards bodies (IS0 member bodies). The work of preparing International
Standards is normally carried out through IS0 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, govern-
O
ISO, also take part in the work.
mental and non-governmental, in liaison with
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. They are approved in accordance with IS0 procedures requiring at
least 75 % approval by the member bodies voting.
International Standard IS0 2953 was prepared by Technical Committee ISO/TC 108,
Mechanical vibration and shock.
IS0 2953 was first published in 1975. This second edition cancels and replaces the first
edition, of which it constitutes a technical revision.
Users should note that all International Standards undergo revision from time to time
and that any reference made herein to any other International Standard implies its
latest edition, unless otherwise stated.
e
?
0 International Organization for Standardization, 1985 O
Printed in Switzerland
ii
Contents Page
1 Scope . 1
2 Field of application . 1
3 References . 1
4 Capacity and performance data of the machine . 1
4.1 Capacity and performance data of horizontal machines . 2
4.2 Capacity and performance data of vertical machines . 6
5 Machine features . 10
5.1 Principle of operation . 10
5.2 Arrangement of the machine . 10
5.3 Indicating system . ; . 10
5.4 Plane separation system . 10
5.5 Setting and calibration of indication . 11
5.6 Otherdevices . 11
6 Minimum achievable residual unbalance . 11
7 Productionefficiency . 11
7.1 Time per measuring run . 11
7.2 Unbalance reduction . 12
8 Performance qualifying factors . 12
9 Installation requirements . 12
9.1 General . 12
9.2 Electrical and pneumatic requirements . 12
9.3 Foundation . 12
10 Proving rotors and test masses . 12
10.1 Proving rotors . 12
10.2 Test masses . 18
iii
11 Verification tests . 20
11.1 Requirements for three tests . 20
11.2 Dutiesof manufacturer and user . 20
11.3 Requirement for weighing scale . 20
11.4 Test and rechecks . 20
11.5 Balancing speeds . 20
11.6 Test for minimum achievable residual unbalance (U,,,. test) . 20
11.7 Unbalance reduction test . 22
Annexes
A Information to be supplied to the balancing machine
manufacturer by the user . 28
B Definitions . 31
C URR limit diagrams . 32
IV
INTERNATIONAL STANDARD IS0 2953-1985 (E)
Ba lancing mac, ri nes - Description and evaluation
a
1 Scope Technical requirements for such balancing machines are also
dealt with: however, special features, such as those associated
This International Standard sets out standards for the evalua- with automatic correction, are excluded.
tion of performance and characteristics of machines for balanc-
ing rotating components where correction is required in one or
Details of proving rotors, test masses and performance tests to
more planes perpendicular to the shaft axis. It stresses the im- be employed to ensure compliance with specified unbalance in-
portance attached to the form in which the balancing machine dicating capability are given. Tests for other machine capacities
characteristics should be specified by the manufacturer and and performance parameters are not contained in this Inter-
also outlines methods of evaluating balancing machines. Adop- national Standard.
it easier for
tion of the format suggested in 4.1 and 4.2 makes
the user to compare one manufacturer's product with
Annex A gives an indication of the information a user might
another's. Guidance as to the manner in which users should
supply to a manufacturer and a suggested method of tabulating
state their requirements is given in annex A.
it. Annex B gives some of the definitions relevant to the pro-
visions of this International Standard.
It should be noted that the terminology used throughout this
International Standard is in accordance with IS0 1925 and this This International Standard does not specify balancing criteria;
terminology should be employed by manufacturers and users these will be found in IS0 1940.
when applying this International Standard.
3 References
2 Field of application
IS0 1925, Balancing - Vocabulary.
This International Standard is applicable to balancing machines
IS0 1940, Balancing quality of rotating rigid bodies.
that support and rotate rigid workpieces (that is, workpieces
that are rigid at balancing speeds) and that indicate the
amounts and angular locations of unbalance corrections re-
quired.
4 Capacity and performance data of the
machine
It covers both those machines that measure out-of-balance
effects on soft bearings and those that measure out-of-balance
effects on hard bearings. It also relates to resonance-type The manufacturer shall specify the data listed in 4.1 or 4.2 for
machines, provided that mechanical compensators are incor-
horizontal or vertical machines respectively, as applicable and
porated. in a similar format.
Capacity and performance data of horizontal machines (See page 4 for notes)
4.1
..............................................
Manufacturer : Model :
....................................
4.1.1 Rotor mass and unbalance limitations
4.1.1.1 Balancing speeds or speed ranges (see also 4.1.3.1) Min. “2 “3 “4 “5
maximum
4.1.1.21)
Rotor mass
kg (Ib)
minimum
Occasional overload force per support : N (kgf, Ibf)
Maximum negative force per support : N (kgf, Ibf)
4.1.1.32) Maximum rotor moment of inertia with respect to the shaft axis
kgm2 (Ib.ft2)
I I I I l I
Cycle rate
4.1.1.43) Maximum unbalance
measurable
g.mm/kg or g.mm
(Ib.in/lbor oz.in) permissible
4.1.1.54) Minimum achievable residual maximum mass
specific unbalance,
0,2 x maximum mass
emar (see clause 6)
I Zoard I I I I I
rotors g.mm/kg (Ib.in/lb) minimum mass
maximum mass
Corresponding deflection of analogue
amount-of-unbalance indicator : mm (in), 0,2 x maximum mass
respectively number of digital units
minimum mass
4.1.1.5.1 4) Minimum achievable residual maximum mass
For specific unbalance,
0,2 x maximum mass
outboard e mar (see clause 6)
rotors g.mm/kg iIb.in/lb) minimum mass
maximum mass
Corresponding deflection of analogue
amount-of-unbalance indicator : mm (in), 0,2 x maximum mass
respectively number of digital units
minimum mass
4.1.1.6 Production efficiency (see clause 7)
4.1.1.6.1 Time per measuring run
a) Time for mechanical adjustment: . s
b) Time for setting indicating system: . s
c) Time for preparation of rotor: . . s
d) Average acceleration time: . s
e) Readingtime: . s
f) Averagedecelerationtime: . s
g) Relating readings to rotor:. . . s
hi Other necessary time: . s
-
Total time per measuring run [a) to hi above1 : . s
j)
4.1.1.6.2 Unbalance reduction ratio for inboard rotors: . %
4.1.1.6.3 Unbalance reduction ratio for outboard rotors: . %
4.1.2 Rotor dimensions
4.1.2.15) Rotor envelope limitations (see figure 1)
4.1.2.2 Rotor diameter
: . mm (in)
Maximum diameter over bed
j,
Maximum diameter over which belt can drive : . mm (in)
I
I
: . mm (in)
Minimum diameter over which belt can drive
4.1.2.3 Distance between journal centrelines
Maximum : . mm (in)
Minimum : . rnm(in)
Maximum distance from coupling flange to centreline of farthest bearing : . mm (in)
Minimum distance from coupling flange to centreline of nearest bearing : . mm (in)
4.1.2.4 Journal diameter
Maximum : . mm(in)
I
Minimum : . mm (in)
4.1.2.4.1 6) Maximum permissible peripheral journal speed . m/s (ft/s)
4.1.2.5 Correction plane limitations (consistent with the statements in 5.41
4.1.2.6 Correction plane interference ratios (consistent with the statements in 5.4 and based on the proving rotor)
4.1.3 Drive
l
Balancing speed Rated torque on workpiece
4.1.3.17)
rev/min N.m (Ibf.ft)
!e
n, . .
...............................
n2 .
...............................
n3 .
n4 . .
...............................
n5 .
n6 . .
n7 . .
...............................
ng .
or or
steplessly variable from
steplessly variable from
............................... ...............................
to
to
...............................
...............................
4.1.3.28) Zero-speed torque : . % of rated torque on workpiece
% of rated torque on workpiece
Run-up torque adjustable from . to .
Peak torque . % of rated torque on workpiece
IS0 2953-1985 (E)
4.1.3.39) Typeof drivetoworkpiece : .
4.1 3.4 Prime mover (type of motor) : . .
4.1.3.4.1 Rated power : . . kW i hp)
Motor speed : . revlmin
Power supply, voltagelfrequencylphase : . . I . I .
4.1.3.5 Brake
4.1.3.5.1 Typeof brake : . .
Braking torque adjustable from . to . % of rated torque
Can brake be used as a holding device? Yes/No
................................................
4.1.3.6 Motor and controls in accordance with the following standaFd(s1 :
4.1.3.7 Speed regulation provided :
Accurate or constant within . % of . rev/min, or . rev/min
4.1.410) Couple unbalance interference ratio [g.mm/g.mmo (oz.in/oz.in91 . %
4.1.5 Air pressure requirements : . Pa (psi); . m3/s (ft3/s)
NOTES TO 4.1
1) The maximum mass of rotor which can be balanced shall be stated
thrust arms and tie bars, shall be supplied to enable the user to deter-
over the range of balancing speeds.
mine the maximum rotor envelope that can be accommodated and the
tooling and/or adaptors required.
The occasional overload force need only be stated for the lowest balan-
61 A combination of large journal diameter and high balancing speed
cing speed. It is the maximum force per support that can be accom-
may result in an excessive journal peripheral speed. The maximum jour-
modated by the machine without immediate damage.
nal peripheral speed shall be stated.
The negative force is the static upward force resulting from a
71 When belt drive is supplied, balancing speeds shall be tested for
workpiece having its centre of gravity outside the bearing support.
both the maximum and minimum diameters over which the belt can
21 The maximum moment of inertia [mass x (radius of gyration121 of
drive, or other convenient diameter.
a rotor with respect to the shaft axis which the machine can accelerate
81 In most cases, maximum torque is required for accelerating a
in a stated acceleration time shall be given for the range of balancing
workpiece. However, in the case of workpieces with high windage
speeds (n 1, “2, . 1 together with the corresponding cycle rate. Cycle
and/or friction loss, maximum torque may be required at balancing
rate for a given balancing speed is the number of starts and stops
speed. When there is axial thrust, it is necessary that provisions be
which the machine can perform per hour without damage to the
made to take this into account.
machine when balancing a rotor of the maximum moment of inertia.
9) Examples of the type of drive to the workpiece are :
31 In general, for rigid rotors with two correction planes, one-half of
the stated value pertains to each plane; for disc-shaped rotors, the full - end drive by universal joint driver,
stated value holds for one plane.
- end drive by band,
41 Limits for soft-bearing machines shall generally be stated in gram
- belt drive,
millimetres per kilogram (specific unbalance], since this value
- magnetic field,
represents a measure of rotor displacement and, therefore, motion of
the balancing machine bearings. For hard-bearing machines, the limits
- driven bearing rollers,
shall generally be stated in gram millimetres, since these machines are
- air jet, etc.
usually factory-calibrated to indicate unbalance in such units. (See
clause 6.1 For two-plane machines, this is the result obtained when the
The manufacturer shall state if the axial position of the drive can be
minimum achievable residual unbalance is distributed between the two
adjusted.
planes. .
101 This value is only applicable for singleplane balancing machines.
51 Adequate envelope drawings of the pedestals and of other
It describes the influence of couple unbalance in the rotor on the
obstructions, such as belt-drive mechanism, shroud mounting pads,
indication of static unbalance.
IS0 2953-1985 (E)
f
-- --I=
I
1;
L
IS0 2953-1985 (E)
4.2 Capacity and performance data of vertical machines (See page 8 for notes)
Manufacturer : . Model : .
Rotor mass and unbalance limitations
4.2.1
4.2.1.1 Balancing speeds or speed ranges (see also 4.2.3.1) Min. n2 n3 “4 n5
t I I 1 I
maximum
I 4.2.1.21)
I Rotor mass
I
(kgilbi minimum
Occasional overload force up to : N (kgf, Ibf)
4.2.1.32) Maximum rotor moment of inertia with respect to the shaft axis
kg.m2 (Ib.ft2)
I I
Maximum unbalance measurable
g.mm/kg or g.mm
(Ib.in/lb or oz.in) permissible
4.2.1 54) Minimum achievable residual specific unbalance, emar (see clause 6)
g.mm/kg (Ib.in/lb)
Corresponding deflection of analogue amount-of-unbalance
indicator : mm (in), respectively number of digital units
4.2.1.6 Production efficiency (see clause 7)
4.2.1.6.1 Timeper measuringrun: . s
a) Timeformechanicaladjustment: . s
b) Time for setting indicating system : . . . s
c) Time for preparation of rotor: . . s
d) Average acceleration time: . . s
e) Reading time: . . . s
f) Average deceleration time: . . s
g) Relating readings to rotor: . s
h) Othernecessarytime: . s
-
j) Total time per measuring run [a) to hi above1 : . s
4.2.1.6.2 Unbalance reduction ratio: . %
4.2.2 Rotor dimensions
4.2.2.1 Maximumdiameter: . mm (in)
IS0 2953-1985 (E)
4.2.2.2 Rotor height :
a) Maximum overall height : . mm (in)
b)5) Maximum height of centre of gravity : . mm (in)
at 100 % of maximum mass : . mm (in)
..........................................................................
t at 50 % of maximum mass : mm (in)
at25 % ofmaximummass : . mm(in)
4.2.2.36) Rotor envelope limitations, including machine spindle or mounting plate interface (see figure 2)
4.2.2.4 Correction plane limitations (consistent with the statements in 5.4)
4.2.3 Drive
4.2.3.1 Balancing speed Rated torque on workpiece
revlmin N.m (Ibf.ft)
ni . .
n2 . .
n3 .
...............................
ne . .
n5 . .
n6 .
...............................
n7 . .
ng . .
4.2.3.27) Zero-speed torque : . % of rated torque on workpiece
...................... to ...................... % of rated torque on workpiece
Run-up torque adjustable from
Peak torque . % of rated torque on workpiece
0 4.2.3.3 Prime mover (type of motor) : .
4.2.3.3.1 Rated power : . kW (hp)
Motor speed : . revlmin
Power supply, voltagelfrequencylphase : . i . I .
4.2.3.4 Brake
4.2.3.4.1 Typeof brake : .
Braking torque adjustable from . to . % of rated torque
Can brake be used as a holding device? YesINo
4.2.3.5 Motor and controls in accordance with the following standard(s) : .
i 7
IS0 2953-1985 (E)
4.2.3.6 Speed regulation provided :
Accurate or constant within . % of . rev/min, or . rev/min
4.2.48) Couple unbalance interference ratio [g.mm/g.mm~(oz.in/oz.in2)1 : . %
4.2.5 Air pressure requirements : . Pa (psi); . m3/S (ft3/s)
NOTES TO 4.2
usually factory-calibrated to indicate unbalance in such units. (See also
1) The maximum mass of rotor which can be balanced shall be stated
clause 6.) For two-plane machines, this is the result obtained when the
over the range of balancing speeds.
minimum achievable residual unbalance is distributed between the two
The occasional overload force need only be stated for the lowest
planes.
balancing speed. It is the maximum force that can be accommodated
5) If the machine is equipped with two or more speeds, this informa-
by the machine without immediate damage.
tion shall be stated for each speed. If the machine is isquipped with
2) The maximum moment of inertia [mass x (radius of gyratiod21 of
steplessly variable balancing speeds, then the information shall be
a rotor with respect to the shaft axis which the machine can
given in the form of a table, formula or graph.
accelerate in a stated acceleration time shall be given for the range of
6) Adequate drawings of the support surface of the spindle or mount-
(ni, “2, . ) together with the corresponding cycle
balancing speeds
ing plate, and of obstructions, such as drill heads, electrical control
rate. Cycle rate for a given balancing speed is the number of starts and
cabinets, etc. above the mounting plates, shall be supplied to enable
stops which the machine can perform per hour without damage to the
the user to determine the maximum rotor envelope that can be accom-
machine when balancing a rotor of the maximum moment of inertia.
modated and the tooling and/or adaptors required.
3) In general, for rigid rotors with two correction planes, one-half of
the stated value pertains to each plane: for disc-shaped rotors, the full 71 In most cases, maximum torque is required for accelerating a
workpiece. However, in the case of workpieces with high windage
stated value holds for one plane.
loss, maximum torque may be required at balancing
and/or friction
4) Limits for soft-bearing machines shall generally be stated in gram
speed.
millimetres per kilogram (specific unbalance), since this value
represents a measure of rotor displacement and, therefore, motion of 8) This value is only applicable for single-plane balancing machines. It
describes the influence of couple unbalance in the rotor on the indica-
the balancing machine bearings. For hard-bearing machines, the limits
tion of static unbalance.
shall generally be stated in gram millimetres, since these machines are
IS0 2953-1985 (E)
Mounting
plate
Number and size of
threaded mounting holes
Alternative arrangement
with taper and protractor
Figure 2 - Example of vertical machine mounting interface illustrating rotor envelope limitations
IS0 2953-1985 (E)
5.3.1 Amount indicators
5 Machine features
“The manufacturer shall describe the means of amount indica-
5.1 Principle of operation
tion provided, for example:
-
An adequate description of the principle of operation of the wattmetric or voltmetric component meters;
balancing machine shall be given; for example, motion measur-
-
wattmetric or voltmetric amount meters;
ing, force measuring, resonance, compensation, etc.
-
wattmetric or voltmetric vector meters;
5.2 Arrangement of the machine
- mechanical or optical indicators;
- analogue or digital readout.
5.2.1 The manufacturer shall describe the general configura-
tion of his machine and the principal features of design, for
5.3.2 Angle indicators
example:
-
horizontal or vertical axis of rotation;
The manufacturer shall describe the means of angle indication
-
provided, for example:
soft- or hard-bearing suspension system;
-
-
wattmetric or voltmetric component meters;
resonance-type machine with mechanical compensator.
-
wattmetric or voltmetric vector meters;
5.2.2 The manufacturer shall provide details of the following,
-
direct angle indication in degrees on a scisle meter;
as applicable:
- oscilloscope, stroboscopic indicators;
5.2.2.1 Components designed to support the rotor, for
- mechanical or optical indicators;
example :
- analogue or digital readout.
- vee blocks;
- open rollers; 5.3.3 Operation of the indicating system
- plain half-bearings;
The manufacturer shall describe the procedure by which
-
readings are obtained, taking into account at least the following
closed-ball, roller or plain bearings;
points:
- devices to accommodate rotors in their service
bearings;
a) How many measuring runs are required to obtain:
-
devices to accommodate complete units.
- the two readings for single-plane balancing?
- the four readings for two-plane balancing?
NOTE - Details of bearing lubrication requirements shall be given,
where applicable.
it
b) Is an indicator provided for each reaüing or is
necessary to switch over for each reading?
5.2.2.2 The mechanical adjustment and functioning of the
means provided to take up axial thrust from the rotor (horizon- Are readings retained after the end of the measuring
c)
tal machines only). run?
d) What is the maximum retention period?
5.2.2.3 Type(s) of transducers used to sense unbalance ef-
fects.
e) Is an individual plus-and-minus switch provided for
each plane which permits the indication of a heavy or light
spot?
5.2.2.4 The drive and its control.
5.4 Plane separation system (not applicable to singie-
5.3 Indicating system
plane machines; see also note below)
A balancing machine shall have means to determine the
The manufacturer shall state whether plane separation is pro-
amount of unbalance and its angular location; such means shall
vided. If it is provided, the following details at least shall be
be described, for example:
given :
- wattmetric indicating system;
a) How is it operated for single rotors of a type not
- previously balanced ?
voltmetric indicating system with phase-sensitive rec-
tifier (including systems with frequency conversion) ;
b) How is it operated for single rotors in a series, with
identical dimensions and mass?
-
voltmetric system with stroboscope and filter;
c) The limits of workpiece geometry over which plane
-
voltmetric indicating system with marking of angular
separation is effective shall be defined with the effec-
position on the rotor itself;
tiveness stated on the basis of the correction plane inter-
-
compensator with mechanical or electrical indication. ference ratio, stating the following:
IS0 2953-1985 (E)
- the ratio of bearing distance to plane distance for
- correction devices;
which plane separation is effective;
- devices to correlate the measured angle and/or amount
- whether either or both correction planes can be be-
of unbalance with the rotor;
tween or outside the bearings;
- whether the centre of gravity can be between or -
suitable output for connection to a computer printer or
outside the two selected correction planes and/or bear- other peripherals.
ings.
d) Whether the indicator system can also be used to
measure directly static unbalance and couple unbalance.
6 Minimum achievable residual unbalance
NOTE - On single-plane horizontal or vertical machines, the manufac-
The minimum residual unbalance that can be achieved with a
turer shall state to what extent the machine is able to suppress effects
balancing machine shall be specified in terms of specific un-
of couple unbalance (see 11.7.9).
balance (see definition in annex BI in gram millimetres per
kilogram (pound inches per pound x 10-6) together with the
5.5 Setting and calibration of indication
corresponding deflection of the amount-of-unbalance in-
dicator.
The manufacturer shall describe the means of setting and
calibration and the means provided for checking these.
e This minimum achievable residual specific unbalance shall be
The manufacturer shall state whether setting is possible for in- stated for the full range of workpiece masses and balancing
speeds of the machine.
dication in any desired unit, whether practical correction units
and/or standard weight or unbalance units.
In achieving the stated residual unbalance, the manufacturer
He shall state the number of runs required for calibrating the
shall consider whether the accuracy of the following is ad-
machine :
equate for the purpose:
- for single-plane balancing;
-
amount indication, angle indication, plane separation,
- for two-plane balancing.
scale multiplier, drive, bearings, etc.
He shall state the maximum permissible change, in percentage
It should be noted that the stated minimum achievable residual
terms, in repeatability of speed during calibration and opera-
unbalance value applies to the machine as delivered, but if out-
tion.
of-round journals, excessively heavy or loose adaptors or other
tooling are employed by the user, the minimum achievable
5.5.1 Soft-bearing machines
residual unbalance may be affected.
The manufacturer shall state how calibration is accomplished
on the first rotor of a particular mass and configuration, for
example, does the rotor have to be balanced by a trial-and-error
7 Production efficiency
procedure or is a compensator provided, are calibration masses
required, etc., and whether total or partial re-calibration is re-
Production efficiency is the ability of the machine to assist the
@
quired when changing the balancing speed.
operator in balancing a rotor to a given residual unbalance in
the shortest possible time. It shall be assessed by using a prov-
If a compensator is provided, the limits of initial unbalance, of
ing rotor or, alternatively, a test rotor to be specified by the
rotor geometry and speed for which compensation is effective
user.
shall be stated.
Unless otherwise specified, ”proving rotor” shall be under-
5.5.2 Hard-bearing machines
stood to mean the heaviest rotor described in table 1 which falls
within the capacity of the machine.
The manufacturer shall state whether the machine is per-
manently calibrated and can be set according to the workpiece
To find the production rate for a specific rotor (number of
or shall be calibrated by the user for different balancing speeds,
pieces per time unit or the reciprocal of the floor-to-floor time),
rotor masses and/or dimensions.
the time per measuring run, the necessary number of runs, the
time for loading, unbalance correction and unloading have to
be taken into consideration. The necessary number of measur-
5.6 Other devices
ing runs depends on the average initial unbalance, the
tolerance and the unbalance reduction ratio (URRI.
Special devices which influence the efficient functioning of the
balancing machine shall be described in detail, for example:
7.1 Time per measuring run
- indication in components of an arbitrary co-ordinate
system ;
For the proving rotor or rotors specified by the user, the
- indication of unbalance resolved into components
manufacturer shall describe the procedure in detail and state
located in limited sectors in more than two correction
the average time for each of the operations listed under a) to h)
planes; overleaf.
IS0 2953-1985 (E)
NOTE - The time per measuring run is the total time required for steps 9 Installation requirements
a) to h) for the first run, but for subsequent measuring runs on the
same rotor, only steps d) to h) are required. In the case of mass pro-
9.1 General
duction rotors, only steps c) to h) are required.
a) mechanical adjustment of the machine, including the In considering the siting of a balancing machine, the manu-
drive, tooling and/or adaptor; facturer shall state what precautions shall be observed to ob-
tain satisfactory performance in the presence of the following
b) setting of the indicating system;
environmental factors :
- extraneous vibration, electromagnetic radiation, con-
NOTE - Items a) and b) are of primary interest for single rotor
balancing. densation, fungus and other factors, such as those referred
to in clause 8.
preparation of the rotor for the measuring run;
c)
9.2 Electrical and pneumatic requirements
NOTE - If special tools, not supplied as part of the standard equip-
ment, are necessary to accommodate a rotor, this shall be
Balancing machines shall be provided with standard input con-
specified; for example, bearing inserts, couplings for drive shafts,
nections that are plainly marked with the required supply
shrouds, etc.
voltage and frequency, air pressure, hydraulic pressure, etc.
d) average acceleration time;
9.3 Foundation
e) the reading time, i.e. the normal total time between the
end of the acceleration run and the start of the deceleration
The manufacturer shall state the overall dimensions and weight
run;
of his machine and the type and size of foundation required for
his machine under which its specified performance is assured,
f) average deceleration time;
for example, concrete blocks, workbench, etc.
g) any further operations necessary to relate the readings
obtained to the actual rotor being balanced;
10 Proving rotors and test masses
h) time for all other required operations, for example,
safety measures.
This clause specifies technical requirements for a range of prov-
ing rotors for use in testing balancing machines. It specifies
7.2 Unbalance reduction
rotor masses, materials, dimensions, limits, tapped hole dimen-
sions, rotor balancing requirements and details of test masses.
The manufacturer shall state the unbalance reduction ratio (see
The extent and costs of tests and the rotor size(s) may be
definition in annex B). It shall be assumed that the addition or
negotiated between the manufacturer and the user.
subtraction of mass is made without error and that normal skill
and care are exercised in the operation of the machine.
10.1 Proving rotors
NOTE - In certain circumstances, the unbalance reduction ratio can
10.1.1 The manufacturer shall state whether or not a proving
and does depend on the relation between the initial amount of un-
balance and the desired residual unbalance. Values shall therefore be
rotor is supplied with the machine.
given for the initial unbalances in the ranges 20 to 50 times and 100 to
500 times the specified achievable residual unbalance.
10.1.2 Proving rotors shall be manufactured of steel and shall
Where indicator systems that rely heavily on operator judgement are
be similar to those shown in table 1 and figure 3 for horizontal
used, for example, stroboscopes, mechanical indicators, etc., realistic
machines and in table 2 and figure 4 for vertical machines;
values based on experience and related to the rotor to be balanced shall
some of the latter are used as outboard proving rotors on
be given.
horizontal machines (see note 3 below).
NOTES
8 Performance qualifying factors
1 For machines covered by this International Standard, the manufac-
turer shall have available proving rotors that may be used to confirm
The manufacturer shall state the range of the following factors
the performance of each machine prior to shipment from his plant.
within which the machine is capable of achieving the
2 This shipment of proving rotors to the user is the subject of in-
guaranteed performance, for example:
dividual negotiation.
-
temperature, humidity, balancing speed variation, line
3 If a horizontal machine is to be used for balancing outboard rotors,
voltage and frequency fluctuations.
additional tests, if agreed upon, require a horizontal machine rotor, a
vertical machine rotor, and an adaptor by means of which the vertical
rotor is mounted on one end of the horizontal rotor. (See also figure 5
The manufacturer shall also state whether the performance of
and 11.7.1.)
the machine is significantly changed by the use of ball bearings
on the rotor journals.
10.1.3 Clear and permanent angle markings shall be provided
In addition, the manufacturer shall state whether the unbalance
on every proving rotor every IOo and enumerated at intervals of
indication of the rotor is significantly affected if the rotor bear-
30°. Rotors conforming to SAE ARP 588 A with '15O markings
ing thrust face is not square to the axis.
shall also be acceptable.
IS0 2953-1985 (E)
10.1.3.1 For testing stroboscopic machines, the proving rotor 10.1.5 For machines which are intended to be used near the
lower limit of the mass capacity range, a proving rotor having a
shall be equipped with an enumerated standard band delivered
with the machine. The middle of the first number on the band mass near the lower mass capacity limit is recommended for an
additional test to determine the machine capability in a mass
shall coincide with one set of tapped holes. No other middle of
a number shall coincide with a set of tapped holes as far as this range where the parasitic mass of supporting members has a
can be avoided. significant influence on the test results.
10.1.6 For special purpose machines, or by agreement be-
10.1.4 For multi-purpose machines, a standard proving rotor tween the manufacturer and the user, a user's own rotor may
shall be used the mass of which falls within the lower third of be used, provided the errors introduced by such rotors are
the mass capacity range of the machine. negligible.
IS0 2953-1985 (E)
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- G
IS0 2953-1985 (E)
Dimensions in millimetres (Inch values in parentheses)
D
4 c
d
4 c
Mark rotor at 15O intervals
-"-as shown isee note 2)
I
72 holes, G, arranged in
3 rows of 24 holes each
@J 12,7 (0.500) tap
isee note 2)
for lifting eye
@J 10,3 (0.406) drill - 4 through
holes located equidistantly
within 0,127 (0.005)
of true position
Holes in this face
2 holes, G, located within
0,127 (0.005) of
NOTES
1 Interface dimensions are identical to those given in SAE ARP 588 A for rotor numbers 3 and 5. Interface dimensions for the other rotors have not
been standardized.
2 The rotor shown is a typical SAE rotor as taken from SAE ARP 588 A. It has three bolt hole circles of 24 holes each, with markings every 15O. For
IS0 2953 tests, only twelve holes are required in top and bottom bolt circles. The middle bolt circle may be deleted or used for trim balancing the rotor.
30° intervals.
Markings are only needed at
Figure 4 - Proving rotors for vertical machines and for outboard tests on horizontal machines
(for dimensions, see table 2)
IS0 2953-1985 (E)
Table 2 - Dimensions and masses of proving rotors for vertical machines
and for outboard rotors on horizontal machines
Metric units
Rotor Moment Major Minor
Number
mass of inertia diameter diameter Height
of
Rotor No. M I = Mk2 D d H X Y 2 F hori-
8,5 x 10-7 D3 D 0.9 D 0.5 D 0,075 D 0,175 D 0,175 D 0,06 D zontal
iotorsz)
kq.mm2 mm mm mm mm mm mm
Inchlpound values
Rotor Moment Major Minor Height
Number
mass of inertia diameter diameter
of
Y Z F
M I = Mk2 D d H X
hori-
Rotor No. -
3,l x 10-2D3 D 0.9 D 0,5 D 0,075 D 0,175 D 0,175 D 0,06 D zontal
rotorsz)
Ib Ib.ft2 in in in in in in in in
1) These rotors are the same as those described in SAE ARP 588 A.
Horizontal rotor number on which the vertical machine rotor may be mounted to serve as an outboard rotor.
2)
Vertical machine proving rotor
used as outboard rotor on
horizontal machine
\
Typical adaptor for attaching
vertical machine proving rotor to
Inboard proving rotor for
horizontal machine proving rotor
horizontal machine 7
\
\.
I
Test plane limitations
for outboard rotor
r
A
-35 $-a 1,5
B
i- Bearing planes
A B
Figure 5 - Typical attachment of vertical machine rotor to
horizontal machine rotor for outboard tests
IS0 2953-1985 (E)
10.2 Test masses 2 Only when both test masses have the same angular location do
they create a specific unbalance in the plane of the centre of gravity
equivalent to 10 emar
10.2.1 Test masses shall be provided for attachment in the
3 There is no separate U,,, test for outboard rotors.
proving rotor test planes. The test masses shall be in the form
of bolts, screws, etc. and the precise location of their centres of
gravity shall be identified in the manufacturer's test procedure.
10.2.3 For the unbalance reduction test (see 11 -71, the follow-
The value of a test mass is always expressed in units of U,,,
ing test masses are required:
i.e. multiples (or fractions) of the minimum achievable residual
a) for inboard rotors: two equal test masses each
unbalance.
equivalent to a value of 5, 25 and 125 times the calculated
minimum achievable residual unbalance (U,,,).
10.2.2 For the U,,, test (see 11.6), the following test masses
are required:
Example
a) for a single-plane machine: one test mass of 10 U,,,.
Usi
...
Norme internationale @ 2953
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION*MEXAYHAPO~HAR OPrAHH3AUHR il0 CTAHAAPTH3AUMM*ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Machines à équilibrer - Description, caractéristiques
et possibilités
Balancing machines - Description and evaluation
Deuxième édition - 1985-11-01
- c LL CDU 62-755
Réf. no : IS0 2953-1985 (FI
Descripteurs : équilibrage, matériel d'équilibrage, spécification, essai.
Prix basé sur 34 pages
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de I'ISO). 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
créé à cet effet. 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 1'1S0. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I'ISO qui requièrent l'approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale IS0 2953 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 108.
Vibrations et chocs mécaniques.
La Norme internationale IS0 2953 a été pour la première fois publiée en 1975. Cette
deuxième édition annule et remplace la première édition dont elle constitue une
révision technique.
L'attention des utilisateurs est attirée sur le fait que toutes les Normes internationales
sont de temps en temps soumises à révision et que toute référence faite à une autre
Norme internationale dans le présent document implique qu'il s'agit, sauf indication
contraire, de la dernière édition.
0 Organisation internationale de normalisation, 1985 O
Imprimé en Suisse
Sommaire Page
1 Objet. . 1
2 Domaine d'application . 1
3 Références. . 1
4 Aptitude et données de fonctionnement de la machine. .
4.1 Aptitude et données de fonctionnement des
machines horizontales. . 2
4.2 Aptitude et données de fonctionnement des
machines verticales . . 6
5 Caractéristiques de la machine . 10
5.1 Principe de fonctionn . 10
5.2 Disposition de la mac . 10
5.3 Système indicateur . . 10
5.4 Système de séparation de plans. . 11
5.5 Réglage et étalonnage de l'indicateur . 11
5.6 Autres dispositifs . 11
.....................
6 Balourd résiduel minimal réalis . 11
7 Rendement . . 12
7.1 Durée d'un cycle de mesurage . 12
7.2 Réductiondubalourd .
8 Facteurs de garantie de fonctionnement .
9 Conditions d'installation. .
9.1 Généralités .
9.2 Exigences relatives aux systèmes électriques et pneumatiques
.. ................... 12
9.3 Assise .
iii
10 Rotors d'essai et masses d'essai .
.................................................
10.1 Rotors d'essai 13
................................................
10.2 Masses d'essai 13
.................................................
11 Essais de vérification 19
11.1 Spécifications pour trois essais . 19
11.2 Devoirs du constructeur et de l'utilisateur . 20
11.3 Spécificationssur la balance . 20
11.4 Essais et contre.essais . 20
11.5 Vitesses d'équilibrage . 20
11.6 Essai du balourd résiduel minimal réalisable (essai U,,, 1 . 20
11.7 Essai de réduction de balourd . 22
Annexes
A Renseignements à fournir par l'acheteur au constructeur
de la machine à équilibrer . 28
..........................................................
B Définitions 31
C Diagrammes limites RRB . 32
IV
I
NORM E I NTE R NAT1 O NA LE IS0 2953-1985 (F)
Machines à équilibrer - Description, caractéristiques
et possibilités
m
1 Objet Elle traite également des exigences techniques de ces machines
à équilibrer; cependant, elle ne traite pas de particularités asso-
La présente Norme internationale établit des données permet- ciées à une correction automatique.
tant de définir le fonctionnement et les caractéristiques des
machines servant à équilibrer des organes tournants dont on
Elle donne des détails sur les rotors en essai, les masses d'essai
désire la correction dans un ou plusieurs plans perpendiculaires
à employer et les essais de performances à mettre en œuvre
à l'axe de l'arbre. Elle insiste sur l'importance attachée à la pour assurer la conformité avec l'aptitude à indiquer un balourd
forme suivant laquelle les caractéristiques doivent être spéci-
spécifié. Les essais d'autres aptitudes de la machine et d'autres
fiées par le constructeur et esquisse également des méthodes paramètres de performance ne sont pas couverts par la pré-
à équilibrer. L'adop-
d'évaluation des possibilités des machines sente Norme internationale.
tion du format proposé en 4.1 et 4.2 facilite, pour l'utilisateur, la
0 comparaison des produits fournis par tel ou tel constructeur.
L'annexe A suggère les renseignements qu'un utilisateur pour-
L'annexe A donne, à titre indicatif, les conseils que doivent sui-
rait fournir au constructeur, ainsi que la manière de les présen-
vre les utilisateurs pour présenter leurs exigences. ter en tableau. L'annexe E donne quelques-unes des définitions
relatives aux dispositions de la présente Norme internationale.
La terminologie utilisée dans la présente Norme internationale
est conforme à I'ISO 1925. Cette terminologie devrait être utili- La présente Norme internationale ne spécifie pas de critères
d'équilibrage; ces derniers figurent dans I'ISO 1940.
sée par les constructeurs et les utilisateurs lorsqu'ils se réfèrent
à la présente Norme internationale.
3 Références
2 Domaine d'application IS0 1925, Équilibrage - Vocabulaire.
IS0 1940, Qualité d'équilibrage des corps rigides en rotation.
La présente Norme internationale est applicable aux machines à
équilibrer qui supportent et font tourner des pièces de travail
rigides (c'est-à-dire, des pièces de travail qui sont rigides aux
4 Aptitude et données de fonctionnement
vitesses d'équilibrage) et qui donnent les valeurs et les positions
angulaires des corrections de balourd désirées. de la machine
Le constructeur doit spécifier, s'il y a lieu, et dans une présenta-
Elle s'applique aux machines qui mesurent les effets de balourd
tion analogue, toutes les caractéristiques énumérées en 4.1
à la fois sur des paliers souples et sur des paliers rigides. Elle
et 4.2 pour les machines horizontales ou verticales, respective-
inclut également les machines du type à résonance dans la
mesure où elles sont munies de correcteurs mécaniques. ment.
IS0 2953-1985 (FI
4.1 Aptitude et données de fonctionnement des machines horizontales (voir page 4 pour les notes)
Modèle : .
Constructeur : .
4.1.1 Masse du rotor et valeurs limites du balourd
4.1.1.1 Vitesses ou gammes de vitesses d'équilibrage (voir aussi 4.1.3.1) Min. n2 "3 I n4 I n5
maximum
4.1.1.21)
Masse du rotor
I
kg (Ib) minimum
Force de surcharge occasionnelle par support : N (kgf, Ibf)
Force négative maximale par support : N (kgf, Ibf)
4.1.1.32) Moment maximal d'inertie du rotor par rapport à l'axe de l'arbre
kg.d (Ib.ft*)
Programme de cycles
Balourd maximal
4.1.1.43)
mesura ble
g.mm/kg ou g.mm
admissible
(Ib.in/lb ou oz.in)
~ ~~~ ~
4.1.1.54) Balourd spécifique résiduel masse maximale
Pour les
minimal réalisable,
0,2 x masse maximale
rotors d'essai ermr (voir chapitre 6)
g.mm/kg (Ib.in/lb) masse minimale
entre paliers
masse maximale
Écart correspondant d'un indicateur
0.2 x masse maximale I
analogique de valeur du balourd : mm (in),
respectivement nombre d'unités numériques
masse minimale I
I I I I I I
4.1.1.5.14) I Balourd st>écifiaue résiduel masse maximale I 1
Pour les minimal réalisable
0,2 x masse maximale
rotors d'essai ermr (voir chapitre 6)
I I I I I
en porte-à- g.mm/kg (Ib.in/lb) masse minimale
faux
masse maximale
Écart correspondant d'un indicateur
analogique de valeur du balourd : mm (in), 0,2 x masse maximale
respectivement nombre d'unités numériques
masse minimale
4.1.1.6 Rendement (voir chapitre 7)
4.1.1.6.1 Durée d'un cycle de mesurage
a) Durée de réglage mécanique: . s
b) Durée de réglage du système indicateur: . . S
c) Durée de préparation du rotor: . . s
d) Duréemoyenned'accélération: . s
Durée de la lecture:. .
e)
f) Duréemoyennededécélération: . s
&
g) Rapporîdeslecturesaurotor: . s
h) Autresduréesnécessaires: . s
Durée totale d'un cycle de mesurage [a) à h) ci-dessus1 : .
s
j)
4.1.1.6.2 Rapport de réduction du balourd pour les rotors d'essai entre paliers: .
%
4.1.1.6.3 Rapport de réduction du balourd pour les rotors d'essai en porte-à-faux: . %
4.1.2 Dimensions du rotor
4.1.2.15) Encombrement du rotor (voir figure 1)
4.1.2.2 Diamètre du rotor
Diamètre maximal au-dessus du banc : . . . mm (in)
Diamètre maximal sur lequel la courroie peut entraîner : . mm (in)
Diamètre minimal sur lequel la courroie peut entraîner : .
mm (in)
4.1.2.3 Distance entre les axes des tourillons
mm (in)
Maximale: . . .
Minimale: . ., . mm (in)
Distance maximale de la bride de raccordement à l'axe du palier le plus éloigné: . mm (in)
Distance minimale de la bride de raccordement à l'axe du palier le plus proche: . mm-(in)
4.1.2.4 Diamètre du tourillon
mm (in)
Maximal : . . .
mm (in)
Minimal: . . .
4.1.2.4.1 6) Vitesse périphérique maximale admissible du tourillon: .
m/s (ft/s)
4.1.2.5 Limite de l'emplacement des plans de correction (compatible avec les exigences de 5.4)
4.1.2.6 Taux d'interaction entre les plans de correction (compatible avec les exigences de 5.4 et basé sur le rotor d'essai)
4.1.3 Entraînement
Vitesse d'équilibrage Couple nominal sur la piècedetravail
tr/min N.m (1bf.R)
nl . .
..........
n4 .
n5 . . .
n6 . .
n7 . .
n8 . .
ou ou
variable sans paliers de variable sans paliers de
.. ... ... .....
à à
............................... ...............................
4.1.3.28) Couple à vitesse nulle : . % du couple nominal sur la pièce de travail
Couple de démarrage réglable de . à . % du couple nominal sur la pièce de travail
Couple maximal . % du couple nominal sur la pièce de travail
IS0 2953-1985 (F)
4.1.3.39) Type d'entraînement de la pièce de travail : .
4.1.3.4 Moteur principal (type de moteur) : .
4.1.3.4.1 Puissance nominale : . kW (hp)
Vitesse du moteur : . tr/min
Puissance,tension/fréquence/phase : . / . / .
4.1.3.5 Freinage
4.1.3.5.1 Typedefrein : .
Couple de freinage réglable de . à . % du couple nominal
Peut-il être utilisé comme moyen d'immobilisation? Oui/Non
4.1.3.6 Moteur et commandes conformément à la(aux) norme(s) suivante(s) : .
4.1.3.7 Réglage de la vitesse prévue :
Exacte ou constante à . % près de . tr/min
ou . tr/min
4.1.4101 Rapport d'interfbrence du déséquilibre de couple [g.mm/g.mmz (oz.in/oz.in2)1: . %
4.1.5 Exigences relatives à la pression d'air: . Pa(psi1; . m3/s (ft3/s)
NOTES POUR 4.1
La masse maximale du rotor qui peut être équilibré doit être indi- doivent être indiqués pour permettre à l'utilisateur de déterminer
1)
quée pour chacune des vitesses d'équilibrage. l'encombrement maximal du rotor utilisable et les outillages et/ou les
adaptateurs nécessaires.
La force de surcharge occasionnelle n'est à indiquer que pour la vitesse
6) La combinaison d'un grand diamètre de tourillon et d'une grande
d'équilibrage la plus basse. C'est la force maximale par support qui
vitesse d'équilibrage peut entraîner une vitesse périphérique excessive
peut être acceptée par la machine, sans dommage immédiat.
du tourillon. La vitesse maximale périphérique du tourillon doit être
La force négative est la force statique, dirigée vers le haut, qui résulte
spécifiée.
d'une pièce de travail ayant son centre de gravité en dehors des paliers.
7) Lorsque l'entraînement s'effectue par courroie, les vitesses d'équi-
2) Le maximum du moment d'inertie [masse x (rayon de giration)Zl librage doivent être données pour les diamètres maximal et minimal sur
d'un rotor par rapport à l'axe de l'arbre que la machine peut accélérer
lesquels la courroie peut entraîner, ou pour tout autre diamètre appro-
dans un temps d'accélération fixé, doit être donné pour chacune des prié.
vitesses d'équilibrage (n,, n2, . ) avec le programme de cycles corres-
8) Dans la plupart des cas, on utilise le couple maximal pour accélérer
pondant. Le programme de cycles pour une vitesse d'équilibrage don-
la pièce de travail. Cependant, dans le cas de pièces de travail offrant
née est le nombre de départs et d'arrêts que la machine peut réaliser
une grande résistance dans l'air ou une perte par frottement, le couple
sans inconvénients, par heure, quand elle équilibre un rotor ayant le
maximal peut être nécessaire à la vitesse d'équilibrage. Quand il y a une
moment maximal d'inertie.
poussée axiale, il est nécessaire de prendre des dispositions pour en
tenir compte.
3) En général, pour les rotors rigides à deux plans de correction, la
valeur indiquée s'applique pour moitié à chacun des plans: pour les
9) II existe différents types d'entraînement de la pièce de travail, à
rotors en forme de disque, la valeur indiquée entière est valable pour un
savoir:
seul plan.
-
entraînement par une extrémité à l'aide d'un joint universel,
4) Les limites des machines à paliers souples doivent en général être
-
entraînement par une extrémité à l'aide d'une bande,
données en gramme millimètres par kilogramme (balourd spécifique),
cette valeur représentant une mesure du déplacement du rotor et donc
- entraînement par courroie,
du mouvement des paliers de la machine à équilibrer. Pour les machi-
- champ magnétique,
nes à paliers rigides, les limites doivent en général être données en
gramme millimètres, ces machines étant habituellement étalonnées en
- galets entraîneurs,
usine et donne le balourd dans ces unités. (Voir également chapitre 6.)
- jet d'air, etc.
Pour les machines à deux plans, ceci est le résultat obtenu dans le cas
où le balourd résiduel minimal possible est distribué entre les deux
Le constructeur doit indiquer si la position axiale d'entraînement peut
plans.
être réglée.
5) Des dessins appropriés de l'enveloppe des supports et des pièces IO) Cette valeur n'est applicable que pour les machines à équilibrer à
un seul plan. Elle décrit l'influence du déséquilibre de couple dans le
pouvant constituer une entrave, tels que dispositif d'entraînement par
courroie, supports de montages de protection, bras de butée et tirants, rotor sur le balourd statique.
I
I4
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G
IS0 2953-1985 (FI
4.2 Aptitude et données de fonctionnement des machines verticales (voir page 8 pour les notes)
.............................................
Constructeur: . Modèle :
Masse du rotor et limites du balourd
4.2.1
4.2.1.1 Vitesses ou gammes de vitesses d'équilibrage (voir aussi 4.2.3.1) Min. n2 n3 "4 "5
maximum
4.2.1.21)
Masse du rotor
ikg/lb) minimum
: N (kgf, Ibf)
Force de surcharge occasionnelle
4.2.1.32) Moment maximal d'inertie du rotor par rapport à l'axe de l'arbre
kg.m* (Ib.ft2)
Programme de cycles
4.2.1.43) Balourd maximal mesurable
g.mm/kg ou g.mm
(Ib.in/lb ou oz.in) admissible
e rmr (voir chapitre 6)
4.2.1.54) Balourd spécifique résiduel minimal réalisable,
g.mm/kg (Ib.in/lb)
Écart correspondant d'un indicateur analogique de valeur du
balourd : mm (in), respectivement nombre d'unités numériques
4.2.1.6 Rendement (voir chapitre 7)
4.2.1.6.1 Durée d'un cycle de mesurage: . s
a) Duréederéglagemécanique: .
b) Durée de réglage du système indicateur: .
c) Durée de préparation du rotor: . . s
d) Durée moyenne d'accélération: .
e) Durée de la lecture: .
f) Durée moyenne de décélération: . . a
g) Rapport des lectures au rotor: . . s
h) Autres durées nécessaires: . . . s
j) Durée totale d'un cycle de mesurage: . s
4.2.1.6.2 Rapport de réduction du balourd: . %
4.2.2 Dimensions du rotor
4.2.2.1 Diamètre maximal: . mm (in)
IS0 2953-1985 (FI
4.2.2.2 Hauteur du rotor:
a) Hauteur maximale hors tout: . mm (in)
b)5) Hauteur maximale du centre de gravité: . mm (in)
à 100 % de la masse maximale: . mm (in)
à 50 % de la masse maximale: . mm (in)
à 25 % de la masse maximale: . mm (in)
4.2.2.36) Encombrement du rotor, comprenant la broche de la machine ou l’interface du plateau de montage (voir figure 2)
4.2.2.4 Limite de l’emplacement des plans de correction (éventuellement compatible avec les exigences de 5.4)
4.2.3 Entraînement
@ 4.2.3.1 Vitesse d’équilibrage Couple nominal sur la pièce de travail
tr/min N.m (Ibf.ft)
n, . .
..................................
n2 .
..................................
n3 .
n4 . .
n5 . .
“6 . .
n7 . .
..................................
n8 .
4.2.3.27) Coupleà vitesse nulle: . % du couple nominal sur la pièce de travail
% du couple nominal sur la pièce de travail
Couple de démarrage réglable de . à .
Couple maximal: . % du couple nominal sur la pièce de travail
4.2.3.3 Moteur principal (typedu moteur): .
e
.............................................................................
4.2.3.3.1 Puissancenominale: kW(hp)
Vitesse du moteur: . tr/min
Puissance, tensionlfréquencelphase: . I . I .
4.2.3.4 Freinage
4.2.3.4.1 Typedefrein: .
Couple de freinage réglable de . à . YO du couple nominal
Peut-il être utilisé comme moyen d‘immobilisation ? Oui/Non
..............................................
4.2.3.5 Moteur et commandes conformément à la(aux) norme(s) suivante(s) :
IS0 2953-1985 (FI
4.2.3.6 Réglage de la vitesse prévue:
Exacteouconstanteà . % prèsde . tr/min
ou . tr/min
4.2.48) Rapport d'interférence du déséquilibre de couple ig.mmlg.mrn2 (oz.in/oz.in2)1 . %
4.2.5 Exigences relatives à la pression d'air: . Pa(psi); . m3/s (ft3/s)
NOTES POUR 4.2
gramme millimètres, ces machines étant habituellement étalonnées en
1) La masse maximale du rotor qui peut être équilibré doit être indi-
quée pour chacune des vitesses d'équilibrage. usine et donne le balourd dans ces unités. (Voir également chapitre 6).
Pour les machines à deux plans, ceci est le résultat obtenu dans le cas
La force de surcharge occasionnelle n'est à indiquer que pour la vitesse
où le balourd résiduel minimal possible est distribué entre les deux
d'équilibrage la plus basse. C'est la force maximale par support qui
plans.
peut être acceptée par la machine sans dommage immédiat.
5) Si la machine peut donner deux vitesses ou plus, ce renseignement
2) Le maximum du moment d'inertie [masse x (rayon de giration)21
doit être fourni pour chaque vitesse. Si la machine peut donner des
d'un rotor par rapport à l'axe de l'arbre que la machine peut accélérer
vitesses d'équilibrage variables sans paliers, ce renseignement doit être
dans un temps d'accélération fixé, doit être donné pour chacune des
fourni sous forme d'un tableau, d'une formule ou d'une courbe.
vitesses d'équilibrage in 1, "2, . ) avec le programme de cycles corres-
pondant. Le programme de cycles pour une vitesse d'équilibrage don- 6) Des dessins appropriés de la surface de fixation de la broche ou du
née est le nombre de départs et d'arrêts que la machine peut réaliser plateau de montage et des pièces qui pourraient constituer une entrave
sans inconvénients, par heure, quand elle équilibre un rotor ayant le sur la table de montage telles que têtes de fixation, boîtiers de com-
moment maximal d'inertie. mande électrique, doivent être fournis pour permettre à l'utilisateur de
déterminer l'encombrement maximal de rotor utilisable et les outillages
3) En général, pour les rotors rigides à deux plans de correction, la
ou les adaptateurs nécessaires.
valeur indiquée s'applique pour moitié à chacun des plans; pour les
rotors en forme de disque, la valeur indiquée entière est valable pour un 7) Dans la plupart des cas, le couple maximal est utilisé pour accélérer
seul plan.
la pièce. Cependant, dans le cas de pièces offrant une grande résis-
tance dans l'air ou une perte par frottement, le couple maximal peut
4) Les limites des machines à paliers souples doivent en général être
à la vitesse d'équilibrage.
être nécessaire
données en gramme millimètres par kilogramme (balourd spécifique),
cette valeur représentant une mesure de déplacement du rotor et donc 8) Cette valeur n'est applicable qu'aux machines à équilibrer à un seul
du mouvement des paliers de la machine à équilibrer. Pour les mach- plan. Elle décrit l'influence du déséquilibre de couple dans le rotor sur le
ines à paliers rigides, les limites doivent en général être données en balourd statique.
Plan de correction inférieur
Plateau de
montage
Tenon de centrage
trous taraudés de montage
Autre disposition avec
cane et disque gradué
Disque gi
Figure 2 - Exemple d'interface de montage d'une machine verticale représentant l'encombrement du rotor
IS0 2953-1985 (FI
-
système voltmétrique à stroboscope et filtre;
5 Caractéristiques de la machine
-
système voltmétrique avec marquage de la position
5.1 Principe de fonctionnement
angulaire sur le rotor lui-même;
II convient de donner une description adéquate des principes de
- compensateur avec indication mécanique ou élec-
fonctionnement de la machine à équilibrer, par exemple mesu-
trique.
rage du mouvement, mesurage de la force, résonance, com-
pensation, etc.
5.3.1 Indicateurs de valeur
5.2 Disposition de la machine
Le constructeur doit décrire le type d'indicateur de valeur
prévu, par exemple:
5.2.1 Le constructeur doit décrire la configuration générale de
sa machine et les caractéristiques principales de construction,
-
appareil de mesurage des composants wattmétriques
par exemple:
ou voltmétriques;
-
axe de rotation horizontal ou vertical;
-
appareil de mesurage des grandeurs wattmétriques ou
voltmétriques;
- système de suspension sur paliers souples ou rigides;
-
appareil de mesurage des vecteurs wattmétriques ou
- machine du type à résonance à compensateur méca-
voltmétriques ;
nique.
- indicateurs mécaniques ou optiques;
5.2.2 Le constructeur doit fournir les détails suivants, s'il y a
lieu :
- indicateur analogique ou numérique.
5.2.2.1 Dispositifs prévus pour supporter le rotor, tels que:
5.3.2 Indicateurs d'angle
- vés;
Le constructeur doit décrire le type de l'indication d'angle pré-
vue, par exemple:
- galets ouverts;
-
appareil de mesurage des composants wattmétriques
- demi-paliers lisses;
ou voltmétriques;
-
paliers fermés à billes, à galets ou lisses;
-
appareil de mesurage des vecteurs wattmétriques ou
voltmétriques ;
-
dispositifs pour adapter les rotors à leurs paliers de
service:
-
indication directe de l'angle en degrés sur un appareil
de mesurage à échelle;
-
dispositifs pour recevoir des éléments complets.
- oscilloscope, indicateurs stroboscopiques;
NOTE - Les détails pour le graissage des paliers doivent être donnés,
s'il y a lieu.
- indicateurs mécaniques ou optiques;
- indicateur analogique ou numérique.
5.2.2.2 Ajustement mécanique et fonctionnement prévus
pour annuler la poussée axiale du rotor (machines horizontales
seulement).
5.3.3 Fonctionnement du système indicateur
Le constructeur doit décrire le procédé par lequel on obtient les
5.2.2.3 TypeM de transducteur(s) utilisé(s) pour déceler les
lectures, en tenant compte, au moins, des points suivants:
effets de balourd.
a) Combien de cycles de mesurages sont nécessaires pour
5.2.2.4 Entraînement et sa commande.
obtenir:
- les deux lectures pour l'équilibrage dans un seul
5.3 Système indicateur
plan?
- les quatre lectures pour l'équilibrage dans deux
Une machine à équilibrer doit avoir les moyens de déterminer la
grandeur du balourd et sa position angulaire; ces moyens doi-
plans?
vent être décrits, par exemple:
b) Pour chaque lecture, y a-t-il un appareil de mesurage ou
- système indicateur wattmétrique; doit-on commuter?
- système indicateur voltmétrique avec redresseur de
c) Les lectures sont-elles mémorisées à la fin du cycle de
phase (y compris les systèmes à changement de fréquence) ; mesu rage ?
IS0 2953-1985 (FI
Quel est le temps maximal de mémorisation? 5.5.1 Machines à paliers souples
d)
Le constructeur doit indiquer comment on réalise l'étalonnage
e) Y a-t-il un commutateur «plus ou moins)) prévu pour
du premier rotor de masse et de forme données, par exemple, si
chaque plan pour permettre d'obtenir un point lourd ou
le rotor doit être équilibré à l'aide de la méthode de l'erreur com-
léger?
pensée, ou si un compensateur est prévu, si des masses d'éta-
lonnage sont nécessaires, etc., et spécifier si un nouvel étalon-
5.4 Système de séparation de plans (non applicable
nage complet ou partiel est nécessaire lorsqu'on change de
pour les machines à un seul plan; voir alors la note ci-après).
vitesse d'équilibrage.
Si un compensateur est prévu, indiquer les limites du balourd
Le constructeur doit indiquer si la séparation de plans est pré-
initial et la géométrie du rotor et la vitesse pour lesquelles la
vue. Dans ce cas, les détails suivants doivent, au moins, être
compensation est effective.
donnés:
a) Comment faut-il opérer pour des rotors uniques qui
5.5.2 Machines à paliers rigides
n'ont pas été préalablement équilibrés?
Le constructeur doit indiquer si la machine est étalonnée d'une
b) Comment faut-il oDérer Dour des rotors uniaues de
facon permanente et peut être réglée selon la géométrie de la
série, de dimensions et de masses identiques?
pièce de travail ou si elle doit être étalonnée par l'utilisateur
pour différentes vitesses d'équilibrage et pour différentes mas-
e
Les limites de la géométrie de la pièce de travail pour
c)
ses ou dimensions de rotors.
laquelle la séparation de plans est effective doivent être indi-
quées avec l'efficacité fixée sur la base du rapport des inter-
5.6 Autres dispositifs
férences des plans de correction en tenant compte:
- Les dispositifs spéciaux qui influent sur l'efficacité de la
du rapport de la distance du coussinet au plan pour
machine à équilibrer doivent être décrits en détail, par
lequel la séparation est effective;
exemple:
-
du fait que l'un ou les deux plans de correction peu-
-
indication en composantes d'un système de coordon-
vent être entre les paliers ou en dehors de ceux-ci;
nées arbitraires;
- du fait que le centre de gravité peut être entre ou à
- indication du balourd décomposé en composantes
l'extérieur des deux plans de correction et/ou des paliers
pour des secteurs limités dans plus de deux plans de correc-
prévus.
tion;
d) Le système indicateur peut-il être également utilisé pour
- dispositifs de correction;
mesurer directement un balourd statique ou un couple de
balourd ?
- dispositifs servant à établir la corrélation entre la valeur
mesurée de l'angle et la valeur du balourd ou de ces deux
NOTE - Pour les machines horizontales ou verticales à un seul plan, le
composantes avec le rotor;
fabricant doit indiquer dans quelle mesure la machine est capable de
j)
supprimer les effets des couples de balourd (voir 11.7.9).
-
à un ordinateur,
sorties appropriées pour la connexion
une imprimante, ou autres appareillages périphériques.
5.5 Réglage et étalonnage de l'indicateur
6 Balourd résiduel minimal réalisable
Le constructeur doit décrire les dispositifs de réglage et d'éta-
lonnage, ainsi que les moyens de les contrôler.
Le balourd résiduel minimal que l'on peut obtenir avec une
machine à équilibrer doit être indiqué en termes de balourd spé-
Le constructeur doit indiquer si le réglage permet de fournir des
cifique (voir définition dans l'annexe BI en gramme millimètres
indications dans toute unité désirée à la fois pour des unités de
par kilogramme (pound inches par pound x 10-6) avec l'écart
correction pratiques et des unités de poids ou de balourd spé-
correspondant de l'indicateur de la valeur du balourd.
cifiées.
Le balourd spécifique résiduel minimal réalisable doit être indi-
II doit donner le nombre de cycles nécessaires pour étalonner la
qué pour toute la gamme de masses des pièces de travail et de
machine:
vitesses d'équilibrage de la machine.
-
pour l'équilibrage dans un seul plan;
En réalisant le balourd résiduel indiqué, le constructeur doit
vérifier si la précision des éléments suivants est convenable
-
pour l'équilibrage dans deux plans.
dans le but recherché:
- indication de grandeur, indication d'angle, séparation
II doit indiquer le pourcentage maximal admissible de variation
de plans, multiplicateur d'échelle, entraînement, paliers,
de la répétabilité de la vitesse en cours d'étalonnage et en ser-
etc.
vice.
IS0 2953-1985 (FI
7.2 Réduction du balourd
II est à remarquer que la valeur indiquée du balourd résiduel
minimal réalisable s'applique à la machine à l'état de livraison;
si, toutefois, l'utilisateur utilise des tourillons excentrés, des Le constructeur doit indiquer le rapport de réduction du balourd
adaptateurs trop lourds ou mal serrés, ou d'autres outillages, (voir définition dans l'annexe BI. II est admis que l'apport ou
cela peut modifier le balourd résiduel minimal réalisable. l'enlèvement de masse se fait sans erreur et que la machine est
et un soin normaux.
utilisée avec une habileté
7 Rendement
NOTE - Dans certains cas, le rapport de réduction du balourd peut
effectivement dépendre de la relation entre la grandeur du balourd ini-
Le rendement est la capacité d'une machine à aider l'opérateur tial et le balourd résiduel désiré, d'où la nécessité de donner des valeurs
de balourd initial de 20 à 50 fois et 100 à 500 fois le balourd réalisable
à équilibrer un rotor jusqu'à un balourd résiduel donné, dans le
indiqué.
temps le plus court possible. Le rendement est évalué au
moyen d'un rotor d'essai ou d'un rotor d'essai étalon à spécifier
Lorsque l'on utilise des systèmes indicateurs qui dépendent beaucoup
par l'utilisateur.
du jugement de l'opérateur, par exemple stroboscope, indicateurs
mécaniques, etc., on donnera des valeurs réalistes basées sur I'expé-
rience et relatives au rotor à équilibrer.
Sauf indication contraire, le «rotor d'essai)) est le rotor le plus
lourd prévu au tableau 1 correspondant à la capacité de la
machine.
8 Facteurs de garantie de fonctionnement
Pour trouver le taux de production pour un rotor déterminé
(nombre de pièces par unité de temps ou l'inverse du temps de Le constructeur doit, pour les facteurs suivants, indiquer la
gamme des valeurs garantissant un fonctionnement aux spéci-
sol à sol), il faut tenir compte de la durée du cycle de mesurage,
fications de la machine:
du nombre de cycles nécessaires, du temps de chargement, de
la correction du balourd et de déchargement. Le nombre de
-
température, humidité, variation de la vitesse d'équili-
cycles nécessaires dépend de la valeur moyenne du balourd ini-
brage, fluctuations de la fréquence et de la tension.
tial, de la tolérance et du rapport de réduction du balourd
(RRB).
Le constructeur doit également indiquer si l'utilisation de roule-
ments à billes sur les tourillons du rotor modifie de façon nota-
7.1 Durée d'un cycle de mesurage
ble le fonctionnement de la machine.
Pour le rotor d'essai ou pour les rotors étalons spécifiés par
En outre, le fabricant doit spécifier si l'indication de balourd du
l'utilisateur, le constructeur doit décrire en détail le procédé et
rotor est affectée de façon significative lorsque la face de la
donner la durée moyenne pratique de chacune des opérations
butée à billes n'est pas perpendiculaire à l'axe.
.
énumérées en a) à h) ci-dessous.
NOTE - La durée d'un cycle de mesurage est le temps total demandé
9 Conditions d'installation
par les opérations ai à hi pour le premier cycle et seulement d) à h) pour
chacun des cycles suivants, effectués sur un même rotor. Dans le cas
de rotors fabriqués en série, seules les opérations c) à h) sont
9.1 Généralités
comptées.
a) réglage mécanique de la machine, y compris I'entraîne- Selon l'emplacement de la machine à équilibrer, le constructeur
ment, le montage de l'outillage et/ou de l'adaptateur; doit spécifier les précautions à prendre pour obtenir un fonc-
tionnement satisfaisant dans les conditions d'utilisation suivan-
b) réglage du système indicateur;
tes :
NOTE - Les opérations a) et b) sont de première importance pour
- vibrations extérieures, radiations électromagnétiques,
l'équilibrage d'un rotor unique.
condensation, moisissures, et autres facteurs tels que ceux
c) préparation du rotor pour le cycle de mesurage;
qui sont mentionnés au chapitre 8.
NOTE - On doit spécifier si des outillages spéciaux non prévus
9.2 Exigences relatives aux systèmes électriques
dans l'équipement normal sont nécessaires pour adapter un rotor,
et pneumatiques
par exemple intervalles entre les paliers, accouplement des arbres
d'entraînement, protection, etc.
Les machines à équilibrer doivent être munies de connexions
d) durée moyenne d'accélération;
d'entrée normalisées portant en clair les exigences nécessaires
en tension et fréquence, pression d'air, pression hydraulique,
e) durée de la lecture, c'est-à-dire durée totale normale
entre la fin du cycle d'accélération et le début du cycle de etc.
décélération ;
9.3 Assise
f) dui'ée moyenne de décélération;
g) durée des autres opérations nécessaires pour rapporter
Le constructeur doit spécifier les dimensions hors tout et le
les lectures au rotor qui vient d'être équilibré;
poids de sa machine, ainsi que le type et les dimensions de
l'assise nécessaire à sa machine pour assurer les résultats spéci-
h) durée de toutes les autres opérations nécessaires, par
fiés, par exemple: massifs de béton, support de l'assise, etc.
exemple, mesures de sécurité.
IS0 2953-1985 (FI
10.2 Masses d'essai
10 Rotors d'essai et masses d'essai
Le présent chapitre spécifie les exigences techniques d'une
10.2.1 Les masses d'essai doivent être prévues pour être
gamme de rotors d'essai utilisés pour le contrôle des machines
fixées dans les plans d'essai du rotor. Les masses d'essai doi-
à équilibrer. II spécifie les masses, les matières, les dimensions,
vent se présenter sous forme de boulons, vis, etc., dont le cen-
les tolérances, les dimensions des trous taraudés, les exigences
tre de gravité doit être identifié dans la méthode d'essai du
d'équilibrage et le détail des masses d'essai relatives à ces
constructeur. La valeur d'une masse d'essai est toujours expri-
rotors. L'importance et le coût des essais et la (les) taille(s) du
mée en unités de U,,,, c'est-à-dire en multiples (ou fractions)
rotor peuvent être négociés entre le constructeur et I'utilisa-
du balourd résiduel minimal réalisable.
teur.
10.2.2 Pour réaliser l'essai U,,, (voir 11.61, on a besoin des
10.1 Rotors d'essai
masses d'essai suivantes:
10.1.1 Le constructeur doit préciser si un rotor d'essai est livré
Pour une machine à un seul plan: une masse d'essai de
a)
avec la machine ou non.
10 urmr
10.1.2 Les rotors d'essai doivent être exécutés en acier et doi-
La valeur de 1 U,,, (pour un rotor à un seul plan) est obtenu
à ceux montrés dans le tableau 1 et à la
vent être semblables
en multipliant le balourd résiduel minimal réalisable spécifi-
figure 3 pour les machines horizontales et dans le tableau 2 et à
que déclaré (1 e,,,) (voir 4.2.1.5) par la masse totale du
la figure 4 pour les machines verticales, certains rotors de ces
rotor d'essai. Voir également figures 6a) et 6b), et l'exemple.
dernières étant utilisés comme rotors d'essai en porte-à-faux
sur des machines horizontales (voir note 3 ci-après).
Exemple :
NOTES
Machine verticale, rotor d'essai no 3, 11 kg
1 Pour les machines considérées dans la présente Norme internatio-
nale, le constructeur doit disposer de rotors d'essai destinés à vérifier
Valeur déclarée selon 4.2.1.5:
les qualités de chaque machine avant expédition de l'usine.
2 L'envoi des rotors d'essai à l'utilisateur donne lieu à un accord parti-
1 ermr = 0,001 mm ou 1 g.mm/kg
culier.
3 Si une machine horizontale doit être utilisée pour l'équilibrage de d'où
rotors en porte-à-faux, les essais supplémentaires, s'ils font l'objet d'un
accord, nécessitent un rotor de machine horizontale, un rotor de
1 U,,, = 11 O00 x 0,001 = 11 g.mm
machine verticale et un adaptateur qui permet de monter le rotor verti-
5 et
cal sur une extrémité du rotor horizontal (voir également figure
et
11.7.1).
10 U,,, = 110 g.mm
10.1.3 Des indications angulaires claires et indélébiles doivent
être prévues tous les IOo et leur valeur indiquée tous les 30°.
b) Pour une machine à deux plans avec un rotor à deux
Des rotors conformes à SAE ARP 588 A avec des indications
plans d'essai: deux masses d'essai de 10 U,,, chacune, sur
tous les 15O doivent également être acceptables.
la base de la moitié de la masse du rotor.
e
-
10.1.3.1 Pour contrôler les machines stroboscopiques, le
4.1 .I .5, e ,,, est exprimé par rapport à la
Du fait que selon
rotor d'essai doit être muni d'une bande type repérée fournie
masse entière du rotor, il est nécessaire d'utiliser seulement
avec la machine. Le milieu du premier repère de la bande doit
la moitié de la masse du rotor d'essai lors du calcul du poids
coïncider avec un jeu de trous taraudés, mais aucun autre
de la masse d'essai pour chacun des deux plans d'essai. Voir
milieu de repère ne doit présenter une co'incidence analogue
également figure 6c) et l'exemple suivant.
pour autant que cela puisse être évité.
Exemple
10.1.4 Pour les machines à usages multiples, on doit utiliser
un rotor d'essai normalisé dont la masse entre dans le tiers infé-
Machine horizontale, rotor d'essai no 5, 50 kg
rieur de la gamme de capacité en masse de la machine.
Valeur déclarée selon 4.1.1.5:
10.1.5 Pour les machines qui sont destinées à être utilisées
1 e,,, = O,O00 5 mm ou 0,5 g.mm/kg
près de la limite inférieure de leur capacité, les masses parasites
des éléments supports ayant une influence importante sur les
d'où
résultats, il est recommandé d'employer un rotor d'essai ayant
une masse proche de la limite inférieure pour un essai supplé-
5oOoo
mentaire.
1 U,,, = - x
...
Questions, Comments and Discussion
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