Équilibrage des déchiqueteurs et broyeurs sur site : rotor à couteaux, réaffûtage, masse du jeu

Les couteaux ont été réaffûtés, le rotor remonté, le granulateur démarré, et le carter s'est mis à ronfler à la fréquence de rotation pendant que la fixation du tamis commençait à se desserrer toute seule. Voilà à quoi ressemble un balourd typique de rotor à couteaux : après l'affûtage, les couteaux ont perdu de la masse de façon inégale, et le jeu a cessé d'être symétrique. Nous arrivons avec l'appareil Balanset-1A, séparons le balourd de l'enroulement de matière, de l'encrassement et des problèmes d'entraînement, et remettons le rotor en état dans ses propres paliers. Vous trouverez ci-dessous les spécificités propres aux déchiqueteurs, aux broyeurs de plastique et de déchets, aux granulateurs et aux désintégrateurs.

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

Symptômes : à quoi cela ressemble sur un déchiqueteur ou un granulateur

Une machine à couteaux présente un balourd qui apparaît par palier, lié à un événement précis. C'est presque toujours un réaffûtage ou un remplacement de couteaux. Plus rarement, la cause est un enroulement de feuillard ou de film sur l'arbre au niveau des joints d'extrémité, ou un morceau de matière fondue soudé aux porte-couteaux après une surchauffe de la chambre.

Deuxième tableau caractéristique de cette famille de machines : le niveau de vibration varie d'une équipe à l'autre sans aucune intervention sur le rotor. C'est la signature de l'encrassement. Le plastique souple et le caoutchouc se déposent sur les porte-couteaux de façon inégale, puis se détachent par morceaux, et la machine vibre différemment à chaque fois. Équilibrer un tel état n'a aucun sens : le nettoyage d'abord.

• La vibration a augmenté le jour même où les couteaux ont été réaffûtés, remplacés ou repositionnés.
• Le ronflement est régulier, une fois par tour de rotor, et il est identique chambre vide et sous charge de matière.
• Le niveau varie d'une équipe à l'autre, baisse après le nettoyage du rotor, puis remonte progressivement.
• On voit un enroulement de film, de feuillard ou de fibres sur l'arbre au niveau des joints d'extrémité.
• Les paliers chauffent, la fixation du tamis et de la contre-lame se desserre.
• Le jeu couteau-contre-couteau a dérivé d'un côté de la chambre, les tranchants s'usent de façon inégale.
• Au ralentissement libre — la décélération libre après l'arrêt — la vibration augmente brièvement dans une plage étroite de régime : signe d'une résonance proche.

Un chiffre utile avant l'appel : la vibration globale en mm/s RMS (la valeur efficace, celle qu'affiche n'importe quel vibromètre) sur les deux paliers du rotor, et le régime du rotor lui-même, pas du moteur. Sur un granulateur à entraînement par courroie et sur un déchiqueteur à réducteur, ces régimes diffèrent d'un facteur important, et sans eux nous ne pouvons évaluer ni la tolérance ni la faisabilité de la mesure.

Le rotor à couteaux : porte-couteaux, couteaux, cales et origine du balourd

Contrairement au broyeur à marteaux, où les éléments de travail pendent librement sur des axes, le couteau est ici boulonné rigidement sur le rotor. La base est un tambour soudé ou un arbre fraisé équipé de porte-couteaux, sur lesquels les couteaux sont fixés par boulons : couteaux pleine longueur, segmentés, ou petits tranchants disposés en V. Entre le couteau et son support se trouvent souvent des cales de réglage, qui permettent de rattraper le jeu jusqu'au contre-couteau après réaffûtage. Tout cet assemblage constitue le rotor, et il ne s'équilibre qu'assemblé : avec le jeu complet de couteaux, les boulons et les cales d'origine.

Une fixation rigide signifie une chose simple : chaque gramme de différence entre les couteaux reste en permanence à son rayon et agit comme une masse de correction, mais posée au mauvais endroit. C'est pourquoi l'histoire du balourd de cette machine est presque toujours une histoire de masse du jeu de couteaux.

• Les couteaux ont perdu de la masse de façon inégale après réaffûtage : c'est la cause numéro un sur les granulateurs.
• Un seul couteau a été remplacé au lieu d'une paire ou du jeu complet : le neuf est plus lourd que ses voisins usés.
• Fixations et cales différentes selon les positions : boulons, rondelles et plaques représentent eux aussi une masse à un rayon donné.
• Enroulement de feuillard, de film et de fibres sur l'arbre aux extrémités du rotor.
• Encrassement de matière fondue et de granulats de caoutchouc sur les porte-couteaux et la surface intérieure du tambour.
• Usure des logements de couteaux et des porte-couteaux, tranchant ébréché, rechargement localisé après réparation d'un seul côté.

Réaffûtage des couteaux : pourquoi le contrôle de la masse du jeu est obligatoire ensuite

Le couteau est affûté sur sa face de travail, et chaque passe retire quelques dizaines de grammes. L'affûtage se fait en général par jeu complet, mais le métal ne part pas de façon égale : les couteaux sont usés différemment, la machine enlève de la matière jusqu'au tranchant net, et après rectification le jeu se disperse en masse. Un écart de 50 à 150 grammes entre positions après plusieurs réaffûtages est courant, ce n'est pas un défaut de l'affûteur.

D'où la règle qui économise le plus d'argent sur cette famille de machines. Après chaque réaffûtage, pesez chaque couteau au gramme près et ajustez le jeu : le métal en trop est retiré sur la face non travaillante ou le dos des couteaux les plus lourds. Montez les couteaux par paires, de sorte que les positions diamétralement opposées correspondent en masse. Pesez la fixation et les cales avec le couteau : après réaffûtage, les cales se multiplient, et leur masse entre elle aussi dans le calcul du balourd.

C'est ici que passe la frontière entre l'appairage et l'équilibrage. Si l'écart de masse dans le jeu dépasse quelques grammes par position, il est prématuré de poser des masses : vous compenseriez à l'appareil ce qui se règle à la balance et à la rectification, et tout redériverait après le prochain réaffûtage. Et inversement : le jeu est ajusté, le rotor est propre, et pourtant la composante 1x — la partie de la vibration exactement à la fréquence de rotation du rotor, celle que produit le balourd — reste dominante. Le balourd se trouve alors dans le rotor lui-même : usure des porte-couteaux, ancien rechargement ou dissymétrie du tambour, et c'est là notre travail avec des masses.

• Affûtez tout le jeu en un seul montage machine, notez la quantité retirée pour chaque couteau.
• Après l'affûtage, pesez chaque couteau et notez les masses dans un registre : dans un an, ce registre montrera la réserve d'usure restante.
• Ajustez les masses en retirant du métal sur la face non travaillante des couteaux les plus lourds.
• Disposez les couteaux de sorte que les positions opposées correspondent : sur les rotors rapides, visez un écart de quelques grammes seulement.
• Remplacez les couteaux et les boulons de fixation par paires ou par jeu complet, un couteau neuf face à un couteau neuf.
• Montez des cales identiques aux positions opposées.
• Ne réaffûtez pas un couteau en dessous de la cote limite du fabricant : un couteau trop fin casse, et un éclat de tranchant provoque à la fois un balourd et un accident.

Un repère chiffré. Un granulateur avec un rotor de 200 kg à 600 tr/min, en classe G6,3, a un balourd résiduel admissible d'environ 100 g·mm par kilogramme, soit environ 20 000 g·mm pour tout le rotor. Un seul couteau plus lourd de 100 g que son opposé, à un rayon de 250 mm, donne 25 000 g·mm et consomme à lui seul toute la tolérance. Nous prenons la classe et le calcul de tolérance dans la partie applicable de l'ISO 21940, en précisant l'édition.

Sources : ISO 21940-11:2016

Régime et entraînement : ce que changent un régime bas et l'hydraulique

La plage de régime de cette famille de machines est plus large que pour toute autre : de 10 tr/min sur un déchiqueteur biarbre à plusieurs milliers sur un désintégrateur. La force centrifuge croît avec le carré du régime, donc la même masse excédentaire sur un granulateur à 600 tr/min produit une force cent fois plus grande que sur un arbre lent à 60 tr/min. Plus le rotor est lent, moins le balourd est visible, et moins souvent il pose problème.

Un arbre lent se heurte aussi à la physique de la mesure. À 120 tr/min, la fréquence de rotation est de 2 Hz, ce qui est déjà à la limite basse de la bande de mesure : le signal de vitesse vibratoire est faible à ces fréquences, la mesure doit être allongée, et la limite basse de la bande abaissée. Nous savons le faire, mais nous prévenons honnêtement : en dessous d'environ 100 à 150 tr/min, un équilibrage fiable sur la composante 1x sur site est à la limite du possible, et le besoin s'en présente extrêmement rarement. Le choix de la bande et de la résolution est expliqué dans notre article sur les réglages de mesure.

L'entraînement hydraulique des gros déchiqueteurs est un cas à part. Le régime du moteur hydraulique varie avec la température de l'huile et la charge de la pompe, et le calcul de la correction exige que l'amplitude et la phase de la composante 1x — l'angle indiquant où se trouve le point lourd sur le rotor — soient relevées au même régime. Nous convenons donc à l'avance avec l'exploitant d'un régime stabilisé pendant la durée des mesures : consigne fixe, huile chaude, chambre vide. L'inversion du sens de rotation du rotor ne gêne pas la mesure ; nous travaillons dans un seul sens de rotation.

Ce que nous vérifions avant la première masse

La première heure de l'intervention est consacrée à la mesure et à l'inspection, et une partie des demandes se règle sans poser une seule masse. Nous comparons la vibration globale (le niveau total sur toutes les fréquences) à la composante 1x, et nous examinons systématiquement le signal temporel : les à-coups de coupe, le frottement du couteau contre le contre-couteau et les chocs dans le réducteur y apparaissent comme des pics superposés à une sinusoïde, et ne se confondent pas avec le balourd.

• Jeu de couteaux : masses selon le registre d'affûtage, intégrité des tranchants, couple de serrage des boulons, homogénéité des cales.
• Enroulement sur l'arbre au niveau des joints d'extrémité et encrassement sur les porte-couteaux : le rotor doit être propre avant l'équilibrage.
• Jeu couteau-contre-couteau sur toute la longueur de la chambre, et fixation de la contre-lame.
• Tamis et grille : fissures, fixation desserrée, traces de frottement.
• Paliers : jeu, bruit, température, état de la graisse et des joints, là où s'accumulent poussière et fibres.
• Entraînement : alignement des arbres pour le réducteur et l'accouplement, tension et état des poulies pour les courroies, stabilité du régime pour l'entraînement hydraulique.
• Fixation au châssis et à la fondation : ancrages, pied mou (appui mal plaqué), état des plots antivibratoires.
• Comportement de l'amplitude et de la phase 1x au ralentissement libre : contrôle de résonance du châssis et de la plateforme.

Un désalignement après le remplacement du réducteur ou du moteur hydraulique ressemble à un balourd sur les chiffres de mesure, mais se traite tout autrement : par un alignement des arbres. L'ordre est strict : appui des pieds, alignement des arbres, puis masses. La façon de distinguer l'un de l'autre est détaillée dans notre article séparé.

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

Comment se déroule l'intervention sur site

Une intervention sur une seule machine occupe une équipe complète. Les mesures elles-mêmes sont rapides, le temps est surtout consacré aux arrêts et à l'accès : sur la plupart des déchiqueteurs et granulateurs, on atteint le rotor par la chambre d'alimentation, et chaque itération coûte un cycle complet d'arrêt, de consignation et de redémarrage.

1. Étape 1

   Sécurité et accès à la chambre d'alimentation

   Avant le début des travaux, l'entraînement est coupé et consigné selon votre procédure LOTO (lockout/tagout — consignation par cadenas et étiquettes personnels), et la pression de l'accumulateur est purgée sur l'entraînement hydraulique. Ce n'est pas une formalité : un rotor à couteaux déséquilibré, une fois la consignation levée, tourne de lui-même, côté lourd vers le bas, et le fait soudainement. Avant d'intervenir dans la chambre, nous bloquons le rotor contre toute rotation et gardons les mains hors de la ligne des couteaux : les tranchants fraîchement affûtés coupent comme des lames.

2. Étape 2

   Capteurs et repère de phase

   Nous plaçons deux accéléromètres (capteurs de vibration) sur les paliers du rotor, au magnet sur une surface nettoyée, au plus près des roulements et dans une seule direction, en général radiale horizontale. Nous collons le repère réfléchissant sur l'arbre du rotor lui-même : sur un granulateur, le régime du moteur et celui du rotor diffèrent à cause de la transmission par courroie, sur un déchiqueteur à cause du réducteur, et un repère sur le moteur donnerait à l'appareil la mauvaise fréquence.

3. Étape 3

   Mesure initiale

   Démarrage au régime de travail, chambre vide. Nous relevons la vibration globale en mm/s RMS, l'amplitude et la phase de la composante 1x, le régime, le spectre (la répartition de la vibration par fréquences) et le signal temporel sur les deux voies. Sous charge de matière, la phase ne reste pas stable à cause de la charge de coupe aléatoire, c'est pourquoi tous les démarrages d'équilibrage se font à vide. C'est aussi là que nous décidons s'il est utile de poser des masses.

4. Étape 4

   Démarrages d'essai

   Nous fixons par boulon une masse temporaire de valeur connue dans un trou d'origine du disque d'extrémité, à un rayon connu, puis démarrage ; nous la déplaçons ensuite sur le second plan et répétons l'opération. L'appareil calcule les coefficients d'influence — de combien et dans quel sens une masse connue modifie la vibration de votre système précis : rotor, paliers, châssis. Un démarrage d'essai valable modifie l'amplitude 1x de 20 à 30 % ou la phase de 20 à 30 degrés.

5. Étape 5

   Correction

   Le logiciel indique la masse et l'angle pour chaque plan, ou le numéro de position si nous travaillons sur la grille de trous boulonnés du disque. Nous posons les masses sur une fixation filetée avec frein-filet, ou retirons du métal par perçage de la face non travaillante ; le soudage n'est utilisé que là où il est admissible compte tenu de la poussière et de l'acier du rotor.

6. Étape 6

   Démarrage de contrôle et rapport

   Mêmes régime, points et capteurs. Si la tolérance n'est pas atteinte du premier coup, le logiciel calcule un complément aux masses déjà posées. Nous conservons les coefficients d'influence : après le prochain réaffûtage des couteaux, l'équilibrage trim se fait à partir d'eux, sans démarrages d'essai et avec moins d'arrêts.

Sources : Manuel d’utilisation Balanset-1A · Spécifications fabricant Balanset-1A

Plans de correction et fixation des masses sur le rotor à couteaux

Le tambour à couteaux est allongé, le rapport longueur/diamètre est supérieur à un, nous travaillons donc sur deux plans de correction — des sections du rotor où sont posées les masses. L'écart de masse des couteaux sur la longueur du rotor crée un balourd de moment : les points lourds situés aux deux extrémités pointent dans des directions différentes, et une seule masse ne peut pas l'éliminer. Nous prenons les plans de correction sur les disques ou brides d'extrémité du rotor, hors de la zone de coupe. On y accède généralement par la trémie d'alimentation ou tamis déposé. Si l'extrémité côté entraînement est fermée par le réducteur ou le moteur hydraulique, nous reportons le second plan sur le disque de porte-couteaux accessible le plus proche à l'intérieur de la chambre : la méthode des coefficients d'influence n'exige pas que les plans coïncident avec les extrémités. Un désintégrateur à disque se contente plus souvent d'un seul plan, avec contrôle de la vibration sur les deux paliers.

La fixation des masses sur cette famille de machines connaît une contrainte stricte : la poussière. Les poussières de plastique, de caoutchouc et de bois sont combustibles, et les travaux à chaud sont le plus souvent interdits dans un atelier de recyclage. La méthode principale ici est donc le boulonnage, et non le soudage comme sur les broyeurs de matières minérales.

• Masses boulonnées dans les trous d'origine des disques d'extrémité : plaques ou jeux de rondelles sur fixation filetée, filetage freiné. Méthode principale.
• Rondelles-masses sous les boulons des porte-couteaux aux positions d'extrémité, avec contrôle du couple de serrage de la fixation d'origine.
• Retrait de métal : perçage de la face non travaillante du porte-couteau ou du disque d'extrémité au point lourd. Le logiciel calcule le diamètre et la profondeur pour la masse voulue. Nous ne perçons pas près des logements de couteaux ni sur une paroi mince.
• Soudage : uniquement hors de la chambre de broyage, avec une nuance d'acier confirmée, un permis de travail à chaud et la poussière évacuée. Nous ne soudons pas les rotors en acier traité ou trempé : le cordon créerait une zone fragile.
• À l'intérieur de la chambre, la masse ne doit pas faire saillie dans le flux de matière : une plaque en saillie accumule enroulement et encrassement et annule l'équilibrage. Nous la posons affleurante ou sur les faces externes.
• Option de correction à coût nul : la permutation des couteaux par masse. Nous la vérifions en premier, elle est gratuite et règle souvent la question.

Nous consignons dans le rapport la masse, le rayon, la position et le mode de fixation de chaque masse. Une erreur de rayon est directement une erreur de masse. Le nombre de plans et la règle du L/D sont détaillés dans notre article sur le choix entre un ou deux plans.

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

Quand l'équilibrage sur site ne sera pas possible

Sur les machines à couteaux, nous refusons de poser des masses plus souvent que sur les ventilateurs, et nous le disons dès la première mesure. Les causes sont classiques, et presque toutes peuvent être levées par vos soins avant notre venue, voire à sa place.

• Le jeu de couteaux s'est dispersé en masse après réaffûtage. La balance et l'ajustement du jeu d'abord, l'appareil ensuite. Les masses ne réparent pas cela : tout reviendra après le prochain affûtage.
• Enroulement ou encrassement sur le rotor. L'équilibrage figerait un état de surface aléatoire, qui changera dans l'équipe suivante. Nettoyage d'abord, mesure ensuite.
• Couteau ébréché ou cassé, porte-couteau arraché. C'est une réparation, pas un équilibrage : remplacement et inspection de la chambre d'abord, mesure ensuite.
• Régime du rotor inférieur à environ 100-150 tr/min. La fréquence de rotation est à la limite basse de la bande de mesure, et la contribution du balourd à la vibration est faible : nous cherchons la vraie cause dans le réducteur, l'engrenage et les fixations.
• L'entraînement hydraulique ne tient pas le régime. Sans fréquence de rotation stable, la phase 1x dérive et le calcul de correction n'est pas fiable. Nous convenons d'un régime stabilisé à l'avance, sinon l'intervention se limitera à un diagnostic.
• Fissures du tambour, portée du rotor sur l'arbre endommagée, jeu des porte-couteaux : la phase ne se répète pas d'un démarrage à l'autre.
• Roulements ou réducteur usés : la vibration globale est plusieurs fois supérieure à la 1x, avec des composantes non multiples du régime du rotor dans le spectre.
• Pas d'accès aux extrémités du rotor à l'arrêt, ou réception exigée sur banc selon une classe G : il est alors plus honnête de déposer le rotor en atelier.

Si la vibration vient de l'état général de la machine, vous recevrez une mesure, des spectres, des signaux temporels et un diagnostic avec priorités, au lieu de masses. Nous avons un article séparé sur les cas où l'équilibrage ne résout pas le problème.

Sources : ISO 20816-1:2016 · ISO 13373-3:2015

Ce que vous obtenez et comment commander une intervention

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. 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 pour votre machine. Il est avantageux de regrouper plusieurs machines d'un même site en une seule intervention.

À l'issue des travaux, il vous reste un rapport : vibration globale et 1x pour chaque palier, avant et après, aux mêmes points et au même régime, spectres et signaux temporels, masses, rayons et positions de toutes les masses avec leur mode de fixation, calcul du balourd résiduel par classe G si nécessaire, évaluation par zones de vibration avec indication de la partie et de l'édition applicables de la norme, et une liste de remarques sur la mécanique, y compris des recommandations pour ajuster le jeu de couteaux après le prochain réaffûtage.

• Type de machine : granulateur, broyeur plastique, déchiqueteur monoarbre ou biarbre, désintégrateur, et ce que vous broyez.
• Régime du rotor et type d'entraînement : courroie, réducteur, moteur hydraulique. Pour l'hydraulique : tient-il un régime fixe.
• Masse approximative du rotor, nombre de couteaux, masse d'un couteau et rayon des tranchants.
• Date du dernier affûtage ou remplacement des couteaux, et si le jeu a été pesé.
• Chiffres de mesure en mm/s et points de mesure, si vous avez déjà mesuré.
• Accès aux extrémités du rotor : trémie, tamis démontable, partie basculante du carter.
• Autorisation ou non des travaux à chaud sur le site, ou présence de poussière combustible dans l'atelier.
• Photos du rotor, des paliers et de la plaque signalétique de la machine : elles nous permettent de voir à l'avance les plans de correction et le mode de fixation des masses.

Si vous souhaitez le faire vous-même après chaque réaffûtage : nous vendons le même appareil que nous utilisons. Balanset-1A : deux accéléromètres, capteur de phase laser par repère réfléchissant, module USB à deux voies et logiciel sur ordinateur portable. Équilibrage sur un ou deux plans par la méthode des coefficients d'influence, vibration globale et 1x, phase, régime, spectre FFT et signal temporel, positions fixes et calcul de perçage, coefficients sauvegardés, équilibrage trim, tolérance par classes G, archives et rapports. Nous vous aidons à installer les capteurs sur votre machine.

Sources : Spécifications fabricant Balanset-1A · Manuel d’utilisation Balanset-1A

Questions fréquentes

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