Équilibrage sur site des cylindres de laminage, des cylindres de calandre et des cylindres d'impression

Le cylindre obéit à des règles particulières. Impossible de toucher à la surface de travail : la masse de correction va donc aux extrémités, dans les bouchons de réglage d'origine ou sur le flasque d'entraînement. Le cylindre chauffe de l'intérieur et change de forme, il travaille accouplé à un second cylindre sous pression, et le résultat se lit non seulement sur l'appareil, mais aussi sur le produit. Nous arrivons avec un analyseur à deux voies, plaçons des capteurs sur les chapes et les paliers, et répondons d'abord à la question principale : s'agit-il vraiment d'un balourd ?

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

Symptômes : le cylindre écrit son diagnostic sur le produit

Sur cette famille de machines, la vibration se manifeste rarement par un ronflement. Elle se manifeste par un défaut. Une bande en travers de la bobine avec un pas égal à un tour du cylindre, une épaisseur irrégulière de la feuille, un dédoublement à l'impression, une ondulation à l'enroulement. L'opérateur voit le défaut avant que le vibromètre n'affiche un niveau d'alerte.

C'est pourquoi la première question que nous posons est celle-ci : à quel pas se répète le défaut. Si la période correspond à la circonférence d'un cylindre précis, le cercle des suspects se réduit à celui-ci. Ensuite nous mesurons et regardons ce que donne ce pas : balourd, faux-rond du corps du cylindre ou godronnage du revêtement.

• Défaut périodique sur le produit avec un pas égal à la circonférence de l'un des deux cylindres de la paire.
• Épaisseur irrégulière de la bande ou de la feuille, qui disparaît quand on réduit la vitesse.
• Après un changement de cylindre ou une rectification, une vibration est apparue là où il n'y en avait pas.
• Le niveau aux chapes a augmenté après un rechapage du revêtement ou une réparation de tourillon.
• On ferme le pincement entre les cylindres, et la vibration change brusquement.
• Le cylindre chauffant se comporte différemment froid et chaud, les chiffres ne se reproduisent pas d'un démarrage à l'autre.

L'équilibrage ne réduit que la composante 1x — la vibration à la fréquence de rotation du cylindre, exactement une fois par tour ; c'est elle, et elle seule, que produit le balourd. Sur les cylindres, c'est particulièrement net : le niveau global additionne ici l'entraînement, l'engrenage et le nip — la ligne de pincement entre les deux cylindres. Le rapport entre vibration globale, 1x et phase est détaillé dans un article séparé ; sur le terrain, nous mesurons simplement la part de 1x et indiquons quelle portion de votre niveau les masses vont supprimer.

Conception : d'où vient le balourd sur un cylindre

Un cylindre sort rarement d'usine déséquilibré. C'est l'exploitation et la réparation qui le rendent tel.

Où sont réellement autorisés les plans de correction sur ce type de cylindre

C'est la question centrale de tout le travail, et elle se règle avant les essais. La surface de travail est intouchable. Le soudage modifie la dureté et amorce une fissure sous le revêtement, le perçage détruit le profil du corps du cylindre et son bombé — la convexité d'usine du corps vers le centre —, le pointage au poinçon laisse une marque qui ressortira sur le produit dès le tour suivant. La masse ne va que là où le fabricant l'a prévu.

C'est pourquoi nous demandons le plan du cylindre, ou au moins des photos des extrémités, avant le déplacement. S'il existe une rainure annulaire pour des inserts coulissants ou un cercle de perçage avec des bouchons filetés, le travail est prévisible. S'il n'y en a pas, la discussion porte sur le flasque d'entraînement, le demi-accouplement et le tourillon hors zone de roulement, et elle se termine parfois par un refus honnête.

Tous les cylindres n'ont pas d'emplacements de réglage d'origine. S'il n'y en a pas et qu'il n'existe aucun endroit sûr pour ajouter de la masse, l'équilibrage sur site n'est pas réalisé. Nous le disons d'après le plan et les photos, avant le déplacement, pas après trois essais.

Chauffage, refroidissement et flèche thermique

Un cylindre chauffant froid et le même cylindre en fonctionnement sont deux rotors différents. Le corps du cylindre se dilate, la flèche change, le fluide caloporteur interne se redistribue. Équilibrer sur une machine froide n'a pas de sens : la correction trouvée le matin sur un cylindre non chauffé ne fonctionnera plus à midi.

Nous amenons la machine à son régime de travail, en vitesse et en température, et nous attendons que les chiffres cessent de dériver. Le critère est simple : l'amplitude de la 1x et la phase — la position angulaire de la vibration par rapport au repère sur le cylindre — se reproduisent d'un démarrage à l'autre. Si la phase tourne en rond à vitesse constante, vous avez affaire à une flèche thermique ou à un frottement, et les masses n'y changeront rien. Un chauffage inégal sur la longueur du corps du cylindre est tout aussi trompeur : le niveau suit la température, pas la vitesse, et se corrige en ajustant le fluide caloporteur.

• Nous équilibrons uniquement sur un cylindre chaud, dans son régime de travail de température et de vitesse.
• Nous vérifions l'alimentation en fluide caloporteur : un canal bouché crée un déséquilibre qu'il serait incorrect de compenser par une masse.
• Nous purgeons les condensats des cavités et des canaux, sinon les mesures dérivent d'un démarrage à l'autre.
• Nous relevons la température du corps du cylindre afin que la mesure de contrôle se fasse dans les mêmes conditions.
• Si le cylindre fonctionne selon plusieurs régimes de température, nous calculons la correction pour le régime principal et signalons la dispersion attendue sur les autres.

La flèche thermique et le frottement sont détaillés dans un article séparé. Sur le terrain, ce qui compte n'est pas le mécanisme mais le critère : tant que la phase ne s'est pas stabilisée, il est trop tôt pour poser une masse d'essai.

Le couple de cylindres et le nip : ce qu'on mesure sous charge, et ce qu'on mesure sans elle

Un cylindre travaille presque toujours accompagné. Il est pressé contre un cylindre voisin, et le nip — la zone de pincement entre les deux cylindres — change tout : la rigidité du système, la charge sur les paliers, le chemin de transmission de la vibration. Le niveau à cylindres écartés et le niveau sous pincement sont deux chiffres différents, et on ne peut pas les comparer entre eux.

Voici l'ordre à suivre. On mesure et on équilibre d'abord nip ouvert ou sous pincement minimal : la composante 1x s'y lit proprement, et les coefficients d'influence — la réponse du cylindre à la masse d'essai, à partir de laquelle le logiciel calcule la correction — y sont stables. Ensuite on ferme le nip à l'effort de travail et on refait une mesure de contrôle aux mêmes points. Les deux états figurent dans le protocole. On distingue les deux cylindres de la paire par leur fréquence de rotation, puisque les diamètres diffèrent, et la fréquence du pic indique aussitôt à qui appartient le balourd.

• Mesure nip ouvert — la base du calcul des masses.
• Mesure sous pincement de travail — ce que la machine subit réellement.
• Séparation des deux cylindres de la paire par leur fréquence de rotation dans le spectre (la répartition de la vibration par fréquences), pour ne pas équilibrer le balourd d'un autre cylindre.
• Vérification du godronnage du revêtement : une ondulation périodique produit une vibration qui ne coïncide pas avec la 1x et que les masses ne suppriment pas.
• Évaluation de la contribution de l'entraînement : la fréquence d'engrènement et ses harmoniques n'ont rien à voir avec le balourd.
• Un saut de niveau lors d'un changement d'effort de pincement indique plus souvent une résonance de structure qu'un problème de masse.

Ce que nous vérifions avant les essais

Sur un cylindre, nous sortons le comparateur avant les masses. L'équilibrage agit sur la répartition de la masse, pas sur la forme, et sur un cylindre de précision, cette distinction coûte le plus cher si on l'ignore.

• Faux-rond du corps du cylindre au comparateur, en plusieurs sections sur la longueur, en rotation lente, et faux-rond des tourillons séparément.
• Profil du corps du cylindre et bombé : usure, conicité, traces de la dernière rectification.
• État du revêtement : ondulation, godronnage, décollement, absorption d'humidité, dureté irrégulière sur la longueur.
• Ensembles de paliers et chapes : jeu de la chape dans la fenêtre du bâti, usure des glissières, état des roulements.
• Fixation des supports et des montants, patte molle (un appui qui ne repose pas parfaitement à plat sur le bâti), état du bâti de la calandre ou de la cage.
• Alignement de l'entraînement. Un désalignement demande un alignement des arbres, pas un équilibrage, et il se masque particulièrement facilement à basse vitesse.
• Cavités et canaux : eau, condensats, orifices bouchés.
• Spectre en régime de travail : part de la 1x, fréquence d'engrènement de l'entraînement, harmoniques, pics haute fréquence des roulements.
• Fréquence de rotation. Entre 60 et 200 tr/min, la composante 1x se situe en dessous de 3,5 Hz, c'est pourquoi nous élargissons la limite basse de la plage de mesure.

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

Comment se déroule l'intervention sur site

1. 01

   Mesure avant travaux

   Nous plaçons deux accéléromètres sur les paliers du cylindre à équilibrer, sur les chapes ou les corps de palier, au plus près du roulement, sur des surfaces nettoyées. Direction horizontale-radiale, identique d'une mesure à l'autre. Nous collons un repère réfléchissant sur le bout du cylindre, sur un tourillon ou sur le flasque d'entraînement. Nous relevons le niveau global, la 1x, la phase, la vitesse de rotation et le spectre en régime chaud.

2. 02

   Décision : équilibrage ou réparation

   Nous calculons la part de la composante 1x, comparons la période du défaut sur le produit avec le tour du cylindre, vérifions le faux-rond et les jeux. Si ce n'est pas le balourd qui domine, nous nous arrêtons là et remettons un diagnostic.

3. 03

   Validation des plans de correction

   Nous déterminons, sur plan et sur place, où la masse peut être posée : rainure en bout, bouchons d'origine, alésage en bout, flasque d'entraînement, demi-accouplement. Le mode de fixation et le rayon sont consignés par écrit, avant la première masse d'essai.

4. 04

   Masse d'essai sur le premier plan

   Nous posons une masse pesée à un rayon connu et effectuons un démarrage dans le même régime. Nous considérons la réponse comme valable à partir de 20 à 30 % de variation d'amplitude ou d'angle. Une réponse faible est une raison d'augmenter la masse, pas de calculer une correction sur du bruit.

5. 05

   Masse d'essai sur le second plan

   Nous déplaçons la masse sur la seconde extrémité et répétons le démarrage. Le logiciel obtient les coefficients d'influence des deux plans et indique la masse et l'angle pour chacun.

6. 06

   Correction et démarrage de contrôle

   Nous posons les masses aux emplacements validés. Pour les bouchons et rainures d'origine, nous travaillons en mode positions fixes : au lieu d'un angle et d'un rapporteur, vous obtenez un numéro de position et une masse. Nous retirons la masse d'essai, effectuons un démarrage de contrôle, et ajoutons si nécessaire une petite masse en mode trim.

7. 07

   Mesure sous pincement et protocole

   Nous fermons le nip à l'effort de travail et répétons la mesure aux mêmes points, dans la même direction, à la même température. Nous consignons les chiffres avant et après, les masses, les rayons, les numéros de position. Nous conservons les coefficients d'influence : l'ajustement après la prochaine rectification se fera 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, calcul de perçage, tolérance par classes de qualité G (les classes de qualité d'équilibrage), archive et protocoles. Si l'atelier de cylindres dispose d'une machine à équilibrer avec une ancienne partie mesure, le Balanset-1A OEM sans coffret peut s'y intégrer.

Sources : Manuel d’utilisation Balanset-1A

Quand l'atelier, la rectification et la machine à équilibrer sont nécessaires

Renoncer à l'équilibrage sur site est aussi un résultat de l'intervention, et cela arrive plus souvent sur les cylindres que sur les ventilateurs. La raison est toujours l'une de ces deux-là : soit la géométrie, soit l'absence d'endroit où poser la masse.

• Le corps du cylindre présente un faux-rond, une conicité ou un bombé perdu. Rectification d'abord, puis équilibrage sur la géométrie restaurée.
• Le revêtement s'est ondulé, se décolle ou a absorbé de l'humidité. Après rechapage et rectification, l'équilibrage est obligatoire : la masse du revêtement a changé.
• Le revêtement a développé un godronnage. Ce n'est pas un balourd, mais une trace de vibration au nip, et cela se corrige par rectification, plus l'élimination de la source.
• Il n'y a pas d'emplacement de réglage d'origine, et la surface de travail est interdite au toucher. Le cylindre est déposé et équilibré sur machine, sur ses tourillons.
• Le cylindre est long et flexible, la vitesse de travail est proche de la première vitesse critique. Sur site, le résultat tient mal ; un banc de lancement est nécessaire.
• Une réception selon une classe de qualité G avec calcul du balourd résiduel en g·mm/kg est exigée. Sur site, nous donnons une estimation ; la classe garantie se confirme sur machine.
• Les roulements sont détériorés ou la chape a du jeu dans la fenêtre du bâti. L'équilibrage masquerait le niveau sans redonner de la durée de vie.

La comparaison entre intervention sur site et atelier est détaillée dans un article séparé. Pour les cylindres, la règle est simple : si le cylindre doit de toute façon être déposé pour rectification, il est plus logique de l'équilibrer sur place, et de réserver au site la mesure de contrôle et l'ajustement fin.

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

Ce que vous obtenez, le prix et comment commander

Le résultat principal, ce sont des chiffres que vous pouvez présenter aux services voisins et au fabricant du cylindre. Mesure avant et après aux mêmes points, dans le même régime, à la même température et au même effort de pincement. Sans ces précisions, la comparaison ne tient pas sur des cylindres.

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 le montant exact. 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.

• Type de cylindre : laminage, calandre, impression, presseur ou sécheur.
• Diamètre du corps du cylindre, longueur, masse et vitesse de travail de la machine, ou vitesse de rotation du cylindre.
• Plan des extrémités ou photos : rainures, cercles de perçage, bouchons d'origine, flasque d'entraînement.
• Le revêtement, son état et la date de la dernière rectification.
• Le régime de chauffage ou de refroidissement et la température de travail du corps du cylindre.
• Le défaut observé sur le produit et son pas de répétition, s'il existe.
• Les contraintes : ce qu'il est interdit de toucher, la fenêtre d'arrêt, les exigences d'accès au site.

• Un protocole avec la vibration globale et la composante 1x pour chaque palier, avant et après l'intervention, nip ouvert et sous pincement.
• Les masses posées, les rayons, les angles ou les numéros de positions et de bouchons d'origine.
• Le spectre et une évaluation de l'état : roulements, chapes, fixations, entraînement, signes de désalignement et de résonance.
• Une conclusion sur la géométrie : faux-rond du corps du cylindre et des tourillons, état du revêtement, remarques pour la prochaine rectification.
• Une évaluation selon la partie applicable de l'ISO 20816 à titre de repère et, si nécessaire, le calcul du balourd résiduel selon la classe G choisie.
• Les coefficients d'influence conservés pour ce cylindre précis.

Une bonne préparation réduit presque de moitié la durée de l'intervention : accès aux deux paliers, surfaces nettoyées pour les capteurs, point visible pour le repère du capteur de phase, possibilité de chauffer la machine et de l'arrêter le nombre de fois nécessaire. La liste de contrôle se trouve dans l'article sur la préparation de l'équipement avant équilibrage.

Sources : ISO 20816-1:2016 · ISO 21940-11:2016 · Spécifications fabricant Balanset-1A

Questions fréquentes

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