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Équilibrage des arbres, tambours, cylindres et rouleaux sur leur lieu d'exploitation

Un rotor long a sa propre logique. Le tambour d'un convoyeur, le cylindre d'une calandre, la transmission cardan et l'arbre de broche ne se comportent pas comme la roue d'un ventilateur : une seule masse de correction ne leur suffit presque jamais. Et une partie des interventions ne se termine pas par un équilibrage, mais par un faux-rond détecté ou une couche de produit collée. Nous arrivons avec un analyseur à deux voies, nous plaçons des capteurs sur les deux paliers, et nous répondons d'abord à la question : s'agit-il vraiment d'un balourd ? Si oui, nous équilibrons sur deux plans et remettons un rapport avec les chiffres avant et après.

Mis à jour le 27 août 2026 · par AXILINE · Vila Nova de Gaia

En bref : Oui, nous équilibrons les arbres, tambours, cylindres et rouleaux sur site, dans leurs propres paliers, sans démontage. Trois conditions : le rotor atteint un régime de fonctionnement stable, la composante 1x (la partie de la vibration qui coïncide avec la fréquence de rotation du rotor — c'est justement elle que crée le balourd) domine la vibration, et il existe un endroit où poser une masse sans abîmer la surface de travail. Les rotors longs demandent presque toujours deux plans de correction. Si l'arbre présente un faux-rond ou une flèche, si le produit s'est collé de façon irrégulière, ou s'il s'agit d'un cylindre de précision sur lequel le soudage est interdit, nous le disons avant les essais et proposons une autre solution.

Symptômes : les situations qui nous amènent sur site

Le balourd d'un rotor long arrive rarement seul. Le tambour d'un convoyeur se met à taper après une accumulation de produit renversé, l'arbre intermédiaire se met à ronfler après le remplacement d'un demi-accouplement, le cylindre d'une calandre laisse une marque sur la bande. La vibration de ces machines est presque toujours mixte, c'est pourquoi notre première étape n'est pas la masse d'essai, mais la mesure.

Appelez-nous si vous reconnaissez votre machine dans cette liste. Plus tôt nous prenons les mesures, moins cher revient la solution : l'équilibrage prend une partie d'un poste de travail, tandis que le redressage d'un arbre et le remplacement d'un roulement détruit arrêtent la ligne pendant des jours.

La composante synchrone est détaillée dans un article séparé sur la vibration globale, la 1x et la phase. En bref : l'équilibrage ne réduit que la partie du niveau correspondant à la fréquence de rotation. Si un tambour affiche 8 mm/s de vibration globale (le niveau total dû à toutes les causes réunies) et seulement 2 mm/s sur la 1x, les masses n'élimineront qu'un quart, et il faudra chercher le reste du côté de la mécanique.

Quels équipements de cette famille nous équilibrons

Ces machines ont un point commun : le rotor est allongé. D'où deux plans de correction, une sensibilité à la flèche, et le fait que le balourd est souvent induit de l'extérieur plutôt que né à l'intérieur. Voici les sous-groupes et ce qui, dans chacun d'eux, crée le balourd.

Arbres d'entraînement, intermédiaires et longs

Arbres d'entraînement, arbres intermédiaires entre le moteur et la machine, arbres longs de transmission. Le balourd est le plus souvent induit par une réparation : nouveau demi-accouplement, tourillon rechargé, remplacement d'un tronçon d'arbre. Nous posons la masse sur les flasques et les demi-accouplements.

Arbres à cardan

Arbres à cardan d'entraînement et arbres de prise de force. Au-delà du balourd, le phasage des fourches et les angles de travail entrent en jeu ici : des fourches mal assemblées donnent une vibration que les masses ne peuvent pas supprimer.

Arbres de broche et arbres de machines de production

Arbres de broche, arbres d'entraînement de machines-outils, arbres des ensembles de rectification et d'affûtage. Les régimes sont élevés, la tolérance stricte, les masses de correction petites. Nous équilibrons dans leurs propres roulements, avec le mandrin s'il reste en place pendant le travail.

Tambours d'entraînement, de convoyeur et de tension

Tambours d'entraînement, de renvoi et de queue de convoyeurs, tambours de tension sur glissières. Le balourd est causé par du produit renversé collé, une usure irrégulière du revêtement, de l'eau à l'intérieur de la coque creuse et des masses d'usine déplacées.

Tambours sécheurs et technologiques

Tambours sécheurs, tambours de granulateurs, de mélangeurs et de refroidisseurs, tambours technologiques à double enveloppe. Le milieu chaud provoque une flèche thermique, et le condensat ainsi que les résidus de produit à l'intérieur font varier le balourd d'un démarrage à l'autre.

Cylindres d'impression, cylindres de laminage et de calandre, arbres de machine à papier

Cylindres d'impression, cylindres de laminage, cylindres de calandre, cylindres presseurs et sécheurs de machines à papier. La surface de travail est intouchable, le soudage et le perçage sur le corps du cylindre sont donc exclus, la correction ne passe que par les emplacements prévus par la conception.

Rouleaux de guidage, de transport et presseurs

Rouleaux de guidage, rouleaux de transport de tables à rouleaux, rouleaux presseurs. Il est souvent moins coûteux de remplacer les petits rouleaux ; pour les grands rouleaux et ceux revêtus de caoutchouc, l'équilibrage se justifie. Nous vérifions d'abord le faux-rond du revêtement, l'ajustement sur l'arbre et les roulements.

Arbres d'équipements textiles et de lignes d'emballage

Arbres de machines textiles, arbres tracteurs et enrouleurs, arbres de lignes d'emballage et d'étiquetage. Le balourd est induit par les fibres enroulées, la colle et le film. Les masses sont faibles, mais les exigences de régularité de marche sont élevées.

Si votre machine ne figure pas dans cette liste, ce n'est pas un refus. Trois choses décident : peut-on amener le rotor en toute sécurité à son régime de fonctionnement, peut-on atteindre les paliers avec les capteurs, et peut-on poser une masse.

Ce que nous vérifions avant l'équilibrage, spécifiquement sur ce type de rotors

Sur un rotor allongé, nous sortons le comparateur avant les masses. La cause fréquente d'échec est géométrique : l'arbre présente un faux-rond ou une flèche, que l'équilibrage ne corrige pas. La masse compense la répartition de la masse, pas la forme. Si le corps du cylindre présente un faux-rond, la marque sur la bande restera quel que soit le niveau de vibration résiduelle.

Nous mesurons le faux-rond en plusieurs sections sur la longueur, sur les tourillons et sur la surface de travail, en faisant tourner l'arbre lentement. Nous examinons séparément la flèche thermique : la forme d'un tambour sécheur ou d'un cylindre chaud diffère à froid et en fonctionnement, c'est pourquoi nous prenons notre décision sur la machine chaude, en régime de travail.

Vient ensuite le produit. Une couche collée sur un tambour ou un cylindre est un balourd qui reviendra, il est donc inutile d'équilibrer une surface sale. Nous demandons de laver le rotor et de travailler sur une surface propre, sinon vous nous rappellerez dans une semaine.

Sources : ISO 13373-3:2015 · ISO 281:2007

Un plan, deux plans, mode flexible

C'est la forme du rotor qui décide. Le rapport longueur/diamètre des arbres et des tambours est généralement bien supérieur à la moitié, donc une seule masse ne peut physiquement pas supprimer la vibration sur les deux paliers à la fois. Elle réduira le niveau sur le palier proche et l'augmentera sur le palier éloigné. La règle pratique est simple : tout ce qui est plus long qu'un disque, nous l'équilibrons sur deux plans, et c'est pour cela qu'il faut deux capteurs.

Sur les rotors très longs apparaît un second effet. L'arbre cesse d'être rigide et se déforme lui-même en fonctionnement, et sa flèche varie avec la fréquence de rotation. On appelle ces rotors des rotors flexibles, et une correction trouvée à un régime fonctionne moins bien à un autre. Nous mesurons alors sur plusieurs régimes, nous surveillons le comportement de la phase et nous adaptons la correction à la vitesse de travail. Si la vitesse de travail se situe près de la vitesse critique (le régime auquel l'arbre entre en résonance), la réponse honnête est la suivante : il faut une machine à équilibrer avec entraînement en rotation, ou revoir le régime.

RotorForme et régimeNombre de plans
Rouleau, tambour court, poulieL/D jusqu'à 0,5Un seul plan suffit souvent
Tambour de convoyeur, tambour de tensionL/D de 1 à 5, généralement 30 à 200 tr/minDeux, sur les flasques d'extrémité
Arbre d'entraînement et intermédiaireL/D supérieur à 5, jusqu'à 1500 tr/minDeux, sur les flasques et demi-accouplements
Arbre à cardanL/D supérieur à 10, jusqu'à 3000 tr/minDeux, aux extrémités du tube de l'arbre
Cylindre de calandre, arbre de machine à papier, arbre longL/D égal ou supérieur à 8, vitesse de travail proche de la vitesse critiqueDeux, mode flexible, mesures à plusieurs régimes
Arbre de broche de machine-outilL/D de 3 à 8, au-delà de 3000 tr/minDeux, masses faibles, tolérance stricte

La règle du L/D elle-même est détaillée dans l'article sur le choix du nombre de plans ; nous n'en donnons ici que la conclusion pour cette famille de machines. Sur site, le coût se mesure en démarrages : un plan représente deux démarrages, deux plans en représentent trois, plus les arrêts pour déplacer la masse d'essai.

Sources : ISO 21940-12:2016 · ISO 21940-11:2016

Déroulement de l'intervention sur site

  1. 01

    Mesure préalable

    Nous posons deux accéléromètres sur les paliers, au plus près des roulements, sur des surfaces nettoyées. Nous collons un repère réfléchissant pour le capteur laser de phase : sur le tourillon, l'extrémité du tambour, le demi-accouplement ou la poulie. Nous relevons le niveau global, la composante synchrone, la phase (l'angle indiquant à quel moment du tour la vibration est maximale), le régime et le spectre (la répartition de la vibration par fréquences) en régime de travail.

  2. 02

    Décision : équilibrage ou réparation

    Nous calculons la part de la 1x dans le niveau global et examinons le spectre. Nous vérifions dans la foulée le faux-rond, la fixation et les signes de désalignement. Si ce n'est pas le balourd qui domine, nous le disons avant les essais.

  3. 03

    Choix des plans de correction

    Nous déterminons où il est physiquement possible de poser une masse : flasques d'extrémité du tambour, flasque, demi-accouplement, trous d'équilibrage prévus sur le cylindre. Nous convenons avec vous du mode de fixation et de ce qu'il est interdit de faire sur cette surface.

  4. 04

    Masse d'essai sur le premier plan

    Nous posons une masse pesée à un rayon connu et effectuons un démarrage. Nous considérons comme valable une réaction d'au moins 20 à 30 % en amplitude ou en angle. Si la réaction est faible, nous augmentons la masse et recommençons, plutôt que de calculer une correction à partir du bruit.

  5. 05

    Masse d'essai sur le second plan

    Nous déplaçons la masse et effectuons un nouveau démarrage. Le logiciel obtient les coefficients d'influence des deux plans — la façon dont une masse dans chacun d'eux modifie la vibration sur les paliers — et calcule la masse et l'angle de correction pour chacun.

  6. 06

    Correction et démarrage de contrôle

    Nous fixons les masses aux positions indiquées, retirons la masse d'essai et effectuons un démarrage de contrôle. S'il manque peu pour atteindre l'objectif, nous ajoutons de petites masses en mode d'ajustement fin, généralement en une seule tentative.

  7. 07

    Mesure finale et rapport

    Nous répétons la mesure aux mêmes points, dans la même direction, au même régime. Nous consignons les chiffres avant et après, les masses posées, les rayons et les positions. Nous conservons les coefficients d'influence afin que le prochain ajustement se fasse sans essais.

Nous travaillons avec l'appareil Balanset-1A : deux voies de vibration, capteur laser de phase par repère réfléchissant, ordinateur portable avec logiciel, mode positions fixes et calcul de perçage. Pour les tambours et les cylindres, le mode positions fixes est particulièrement pratique : au lieu d'un angle et d'un rapporteur, vous obtenez le numéro du trou prévu et la masse à poser.

Sources : Manuel d’utilisation Balanset-1A

Où poser les masses : chaque groupe a ses propres règles

Ce n'est pas la physique qui détermine le mode de correction, mais la conception et ce qu'il est permis d'y faire. Sur un tambour de convoyeur, souder une plaque sur le flasque d'extrémité est normal. Sur un cylindre d'impression ou de calandre, c'est endommager une pièce coûteuse et s'exposer à un litige avec le fabricant. C'est pourquoi nous convenons du mode avec vous avant les essais, pas après.

Groupe de rotorsOù nous posons la masseCe que nous ne faisons pas
Arbres d'entraînement, intermédiaires, longsMasses boulonnées sur les flasques et demi-accouplements, colliers, enlèvement de matière sur les renflementsNous ne soudons pas près des portées et des joints d'étanchéité
Arbres à cardanPlaques sur le tube de l'arbre près de ses extrémités, colliersNous ne touchons pas aux cannelures, aux croisillons ni aux masses d'usine sans nécessité
Tambours de convoyeurs, tambours de tensionMasses soudées ou boulonnées sur les flasques d'extrémité et les moyeux, perçage du flasqueNous ne soudons pas sur le revêtement ni sur le corps du tambour
Tambours sécheurs et technologiquesMasses sur les flasques d'extrémité et les nervures, hors de la zone de chauffe et hors de la double enveloppeNous ne perçons pas la coque à double enveloppe et ne soudons pas sur les joints d'éléments sous pression
Cylindres d'impression, cylindres de calandre, arbres de machines à papier, cylindres de laminageUniquement les trous d'équilibrage, rainures, bagues et alésages d'extrémité prévus par la conceptionAucun soudage ni perçage sur la surface de travail
Rouleaux de guidage, de transport, presseursCouvercles d'extrémité et tourillons, masses sous visNous ne soudons pas sur une surface revêtue de caoutchouc ou polie
Arbres de lignes textiles et d'emballage, arbres de machines-outilsBagues et trous prévus, petites masses à visNous n'altérons pas le revêtement de la surface de travail

Si un cylindre de précision ne dispose d'aucun emplacement d'équilibrage prévu, l'équilibrage sur site est annulé. Un tel arbre est déposé et équilibré sur une machine, sur ses tourillons, ou confié au fabricant. Nous le disons d'emblée, pas après trois essais.

Quand l'équilibrage sur site ne fonctionnera pas, et que faire à la place

Renoncer à l'équilibrage est aussi un résultat de l'intervention, et il vous fait économiser un poste de travail. Voici les cas les plus fréquents dans cette famille de machines.

Une analyse complète des situations où l'équilibrage ne sert à rien se trouve dans un article séparé. Dans ce cas, l'intervention vous apporte les résultats du diagnostic et des recommandations de réparation : c'est moins coûteux que d'équilibrer une machine qui n'a pas besoin de masses.

Ce que vous obtenez

Le résultat principal, ce sont des chiffres que vous pouvez présenter. Nous vous remettons une mesure avant et après, aux mêmes points, au même régime, dans la même bande de fréquences. Sans cela, la comparaison n'a pas de sens, car le niveau de vibration varie avec la charge et la température.

Nous utilisons les zones de l'ISO 20816 et les classes de qualité G (les normes de balourd résiduel admissible) à titre de repère, et nous indiquons la partie et l'édition applicables de la norme, car il existe des exceptions selon la puissance, le régime et le type de paliers. Pour une réception contractuelle, nous fixons l'objectif à l'avance : points de mesure, bande de fréquences, régime de fonctionnement et niveau cible.

Sources : ISO 20816-1:2016 · ISO 21940-11:2016

Prix et comment commander

le diagnostic vibratoire avec rapport coûte 300 EUR par machine, l'équilibrage ajoute à partir de 250 EUR, la facture minimale par visite est de 500 EUR. Le calculateur du site donne un calcul précis : il tient compte du nombre de rotors, du trajet et du volume de travail. Un diagnostic sans équilibrage a aussi du sens, car vous obtenez la réponse à ce qu'il faut réparer avant de commander des pièces.

Nous sommes des ingénieurs qui concevons et fabriquons les appareils Balanset, et nous les utilisons nous-mêmes pour équilibrer sur site. Basés à Vila Nova de Gaia, près de Porto, nous intervenons dans tout le Portugal.

Une bonne préparation réduit la durée de l'intervention de près de moitié : accès aux deux paliers, surfaces nettoyées pour les capteurs, surface propre du rotor, possibilité d'atteindre le régime de travail et de s'arrêter le nombre de fois nécessaire. Plus de détails dans l'article sur la préparation de l'équipement à l'équilibrage.

Sources : Spécifications fabricant Balanset-1A

Questions fréquentes

Peut-on équilibrer un tambour de convoyeur sans le déposer ni démonter la bande ?

Dans la plupart des cas, oui. Nous travaillons sur le tambour en place, dans ses propres paliers : capteurs sur les corps de roulement, repère du capteur de phase sur le tourillon ou le demi-accouplement, masse sur les flasques d'extrémité ou les moyeux. Le démontage est nécessaire lorsque l'accès aux extrémités fait défaut, que le revêtement est usé de façon irrégulière, ou que l'arbre présente un faux-rond.

Pourquoi un arbre long est-il presque toujours équilibré sur deux plans ?

Parce que sur un rotor allongé, le balourd est réparti sur la longueur et crée non seulement une force, mais aussi un moment. Une seule masse équilibre la force, mais le moment subsiste : le niveau baissera sur le palier proche et augmentera sur le palier éloigné. Deux plans donnent deux masses indépendantes et suppriment les deux composantes. C'est pourquoi nous venons sur ces machines avec un appareil à deux voies.

L'arbre présente un faux-rond. L'équilibrage va-t-il aider ?

Non, et il vaut mieux le comprendre avant les essais. Le faux-rond et la flèche relèvent de la géométrie, alors que l'équilibrage agit sur la répartition de la masse. Une masse peut légèrement réduire les mesures à un régime donné, mais elle ne supprimera ni la marque sur la bande, ni les chocs, ni l'usure irrégulière. L'ordre correct est le suivant : redressage ou reprise à l'usinage, puis équilibrage sur la géométrie restaurée.

Sur un cylindre d'impression ou de calandre, il est interdit de souder des masses. Que faire alors ?

Nous travaillons uniquement par les emplacements d'équilibrage prévus : trous filetés, bagues, rainures, alésages d'extrémité. S'ils n'existent pas, l'équilibrage sur site n'est pas réalisé, et nous le disons avant de commencer. L'arbre est alors déposé et équilibré sur une machine, sur ses tourillons, où la correction se fait selon une méthode admise pour cette construction.

L'arbre à cardan vibre. Est-ce un balourd ?

Pas nécessairement. La transmission cardan présente une irrégularité cinématique qui produit une deuxième harmonique, et il y a le phasage des fourches : si les fourches ont été mal orientées au montage, une vibration apparaîtra sans aucun balourd. Nous vérifions d'abord le montage, les angles de travail, la liaison cannelée et les croisillons. L'équilibrage est pertinent quand c'est bien la composante synchrone qui domine.

Le tambour tourne à seulement 60 tr/min. Cela a-t-il un sens de l'équilibrer ?

Cela a du sens, mais l'approche est différente. À bas régime, la vitesse vibratoire est faible, et la bande habituelle de 10 à 1000 Hz coupe tout simplement la composante synchrone, puisque 60 tr/min correspond à 1 Hz. Nous élargissons la limite basse de la plage et ne regardons pas uniquement la vitesse. Sur ce type de tambour, la vibration est souvent due non pas au balourd, mais au raccord de la bande, à des dépôts collés ou à des roulements détruits, ce que la mesure permet d'établir.

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