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ISO 10816-3 : Sévérité des vibrations zones, limites et comment les lire

ISO 10816-3 : Sévérité des vibrations zones, limites et comment les lire

ISO 10816-3 (désormais ISO 20816-3), la sévérité des vibrations expliquée : les zones A/B/C/D, les limites de vitesse efficace (RMS) en mm/s selon le groupe de machines et le type de support, et comment lire une mesure.
ISO 10816-3 : Sévérité des vibrations zones, limites et comment les lire

ISO 10816-3, maintenant publié sous le nom de ISO 20816-3, est la norme internationale pour décider si la vibration d'une machine industrielle est acceptable. On mesure la vibration à large bande sur les boîtiers de palier et on compare la mesure aux zones de gravité définies. Elle répond à la question que se pose toute équipe fiabilité : quelle est la limite de vibration acceptable ?

Comment la norme mesure la vibration

Au lieu d'analyser des fréquences individuelles, l'ISO 10816-3 utilise un seul nombre à large bande: la vitesse de vibration efficace (RMS) en millimètres par seconde, mesurée sur environ 10 à 1000 Hz sur les pièces non tournantes de la machine.

En pratique, cela signifie un capteur sur chaque boîtier de palier, lu dans les directions horizontale, verticale et axiale. On utilise la vitesse parce que, pour les vitesses de fonctionnement industrielles normales, elle reflète mieux l'énergie provoquant la fatigue d'une machine que le déplacement ou l'accélération seuls.

Les quatre zones d'évaluation

Chaque mesure tombe dans l'une des quatre zones :

  • Zone A : la vibration d'une machine nouvellement mise en service et en bon état.
  • Zone B : acceptable pour un fonctionnement à long terme sans restriction.
  • Zone C : insatisfaisante pour un fonctionnement à long terme. La machine peut fonctionner pendant une période limitée pendant que vous planifiez la réparation.
  • Zone D : suffisamment élevée pour provoquer des dommages. Enquêter et corriger sans délai.

Les trois valeurs qui séparent les zones sont les limites A/B, B/C et C/D.

Groupes de machines et conditions d'appui

Les limites dépendent de la taille de la machine et de son montage :

  • Groupe 1 : grandes machines, supérieures à environ 300 kW (environ 400 ch) et jusqu'à 50 MW.
  • Groupe 2 : machines moyennes, d'environ 15 kW à 300 kW.
  • Support rigide ou flexible : une fondation est considérée comme rigide lorsque la plus basse fréquence naturelle du système machine+fondation est supérieure à sa principale fréquence excitatrice (généralement la vitesse de rotation) ; sinon elle est flexible, et les supports flexibles tolèrent des valeurs plus élevées.

La norme couvre les machines fonctionnant entre 120 et 15 000 tr/min.

Les limites de vitesse de vibration (RMS, mm/s)

Classe de machineA/BB/CC/D
Groupe 2, support rigide1,42,84,5
Groupe 2, support flexible2,34,57,1
Groupe 1, support rigide2,34,57,1
Groupe 1, support flexible3,57,111,0

Ainsi, un moteur de 150 kW sur une base rigide affichant 3,0 mm/s RMS se situe en Zone C : le laisser fonctionner, mais prévoir la réparation. La même lecture sur une grande machine à support flexible serait encore en Zone B.

ISO 10816 et ISO 20816

L'ISO 20816 est la série actuelle et consolidée. Elle fusionne l'ancienne ISO 10816 (vibrations sur pièces non tournantes) et l'ISO 7919 (vibrations d'arbre) en une seule famille, avec des définitions de groupes de machines plus claires et des indications mises à jour sur les points de mesure.

Le concept de zones et les limites de vitesse familières sont conservés, donc une mesure évaluée selon l'ISO 10816-3 donne le même verdict selon l'ISO 20816-3.

Ce que le nombre ne vous dit pas

Une zone de gravité indique qu'une machine est en difficulté, pas pourquoi.

Une augmentation de la vitesse à large bande est le signal pour examiner plus en détail le spectre: le déséquilibre apparaît à la vitesse de rotation, le défaut d'alignement à deux fois la vitesse de rotation, et les défauts de roulement à leurs propres fréquences caractéristiques.

Pour les deux causes les plus courantes, voir l'équilibrage dynamique , et comment la vibration se compare à d'autres techniques dans thermographie vs analyse vibratoire .

D'une mesure à un ordre de travail

Un tableau de gravité ne prévient les pannes que si une lecture en Zone C ou D se traduit par une action.

C'est là que la surveillance continue l'emporte sur une tournée trimestrielle: un système qui suit la tendance et déclenche un ordre de travail dès qu'une machine dépasse une limite comble l'écart entre la détection d'un problème et sa réparation.

Fabrico lit l'état des machines et l'OEE à partir de la ligne et transforme un dépassement de seuil en un ordre de travail automatiquement acheminé, de sorte qu'une alarme de vibration devient une réparation effectuée plutôt qu'une note dans un tableur.

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Questions fréquemment posées

L'ISO 10816-3 est-elle toujours d'actualité ?

Elle a été remplacée par l'ISO 20816-3, mais les deux partagent les mêmes zones et limites de vitesse, et l'ISO 10816-3 est encore largement citée sur le terrain. Une mesure évaluée selon l'une ou l'autre donne le même résultat.

Où dois-je placer le capteur ?

Sur les boîtiers de palier, aussi près du roulement que possible, en mesurant dans les directions horizontale, verticale et axiale. La norme évalue la vibration sur les pièces non tournantes de la machine, pas sur l'arbre.

Quel niveau de vibration est acceptable ?

Cela dépend de la taille de la machine et du montage. Pour une machine moyenne sur une fondation rigide, jusqu'à 2,8 mm/s RMS est acceptable pour un fonctionnement à long terme (Zone B), 2,8 à 4,5 mm/s correspond à la Zone C, et au-delà de 4,5 mm/s se situe la zone de dommages.

Pourquoi la vitesse plutôt que l'accélération ou le déplacement ?

Sur la plage industrielle typique de 10 à 1000 Hz, la vitesse RMS corrèle le mieux avec l'énergie qui provoque la fatigue d'une machine, ce qui explique pourquoi la norme l'utilise pour le nombre de gravité global. L'accélération est plus utile pour les défauts de roulements et d'engrenages à haute fréquence, et le déplacement pour les machines à basse vitesse.

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