Connaissance de la broche

Défaut d’équilibrage

On entend par défaut d'équilibrage une répartition inégale de la masse d'un corps par rapport à son axe de rotation. Dans le cas d'un mouvement de rotation, les défauts d'équilibrage entraînent des forces centrifuges, des vibrations et des bruits, qui sont davantage perceptibles aux vitesses élevées. [AUSWUCHTEN] On parle de défaut d'équilibrage dynamique lorsque l'axe de rotation ne coïncide plus avec l'un des axes principaux d'inertie. Un défaut d'équilibrage statique est un cas particulier du défaut d'équilibrage dynamique. Dans ce cas, l'axe de rotation est parallèle à l'axe principal d'inertie correspondant. Un autre cas particulier est un défaut d'équilibrage des moments. Dans ce cas, l'axe de rotation croise l'axe principal d'inertie correspondant au centre de gravité.
Si un mouvement de rotation fait entrer en résonance un corps présentant un défaut d'équilibrage, le corps tourne à une vitesse critique car le système vibre.
Les défauts d'équilibrage indésirables sur les pièces rotatives de la machine ont un effet négatif sur la durée de vie et la sécurité de la machine, ainsi que sur la qualité du processus de la machine.
Afin de compenser les défauts d'équilibrage sur les corps, ceux-ci doivent être équilibrés. Ceci est réalisé par un équilibrage positif (ajout de masse) ou négatif (suppression de masse) de la répartition des masses. Les tolérances d'équilibrage sont normalisées dans la norme DIN ISO 1940.
Selon la norme DIN ISO 1925, l'équilibrage est un "processus au moyen duquel la répartition de la masse d'un rotor est vérifiée et, si nécessaire, corrigée, afin de s'assurer que le défaut d'équilibrage résiduel ou les vibrations de rotation des bouts d'arbre et/ou les forces des paliers à la vitesse de fonctionnement sont dans des limites définies". Encore d'après la norme, le défaut d'équilibrage est un "état qui existe dans un rotor lorsque des forces ou des mouvements de vibration sont transmis à ses paliers comme conséquence de forces centrifuges".
Notamment dans les plages élevées de la vitesse de rotation des broches porte-outil, même un léger défaut d'équilibrage provoque des vibrations indésirables, pouvant aller jusqu'à l'entrée en résonance de la machine-outil. Les conséquences sont des précisions de travail insuffisantes et une usure accrue de la machine. Les broches à rotation rapide sont équilibrées selon la norme DIN ISO 1940-1 B.