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Technique des vibrations

Les vibrations provoquées par les machines et les appareils sont gênantes. La réduction des transmissions de vibrations impose aujourd’hui des contraintes de plus en plus élevées aux constructeurs ou aux exploitants de machines. Une lutte ciblée contre les vibrations est donc devenue une obligation.

Eléments de base

Figure 1: Vibration harmonique

La figure 1 représente une vibration harmonique non amortie. Les termes essentiels en technique des vibrations sont la fréquence f, l’amplitude A et l’amortissement D; la fréquence propre et la résonance en font égale ment partie.

La fréquence f est une mesure du nombre de vibrations par seconde   

Les bruits de structure sont des vibrations qui se propagent dans un corps solide. Dans le cas des basses fréquences, on parle de vibrations mécaniques.

L’amplitude est le débattement vibratoire autour de la position de repos. Elle détermine l’intensité des vibrations

L’amortissement D désigne le taux de réduction de l’amplitude de la vibration d’un ensemble ressort masse vibrant librement sous l’effet du frottement. L’amortissement se base sur la conversion d’énergie en chaleur.

La fréquence propre f0 d’un corps est la fréquence à laquelle il vibre librement autour de son centre de gravité sans effet extérieur. Chaque corps possède sa fréquence propre, mais celle-ci ne peut être calculée que dans les cas les plus simples. Elle peut toutefois généralement être mesurée sans difficultés au moyen d’une stimulation par choc ou impulsion. Si cette fréquence propre est proche de la fréquence d’excitation fE ou si elle y coïncide, il se produit une résonance. L’amplitude augmente alors, ce qui pourrait entraîner une destruction du système.

Isolation antivibratoire

Figure 2: Isolation antivibratoire d’un système dynamique
Figure 3: Facteur de transmission de force en fonction du rapport des fréquences

L’isolation antivibratoire d’un système dynamique consiste à l’isoler de l’environnement par le biais d’un corps élastique qui présente une fréquence propre f0 différente de la fréquence d’excitation fE du système.

La figure 2 représente schématiquement un tel système avec une isolation. Les grandeurs intéressantes en pratique sont la force résiduelle FR encore délivrée ou le rapport entre cette force résiduelle et la force d’excitation originelle. Ce rapport, appelé facteur de transmission de la force VK, est représenté dans la figure 3 en fonction du rapport des fréquences  

Avec η = √2, VK redevient égal à 1. L’effet isolant commence au-dessus de η = √2. Plus le rapport entre la fréquence d’excitation fE et la fréquence propre f0 devient élevé, meilleure est l’efficacité de l’isolant J = 1 – VK.

En utilisant des matériaux élastiques, il a été constaté que les valeurs de l’accélération vibratoire sont réduites même au-dessous de la plage de résonance d’environ η = 0,5 et qu’il existe ainsi un effet isolant. La fréquence propre en fonction de la charge spécifique pour les élastomères est à déterminer par des mesures en laboratoire. La diminution mesurable de l’épaisseur des plaques est judicieusement appelée déformation sous pression.

Support de machine isolé aux vibrations

Les exigences imposées à l’installation d’une machine sont presque toujours contradictoires. La machine doit être posée sur une base solide et stable, mais bien isolée aux vibrations. Elle doit pouvoir être montée (et démontée) facilement et rapidement, mais ne doit pas glisser. Et elle doit aussi pouvoir être mise et remise à niveau facilement, mais sans se dérégler.
Seule la longue expérience pratique d’AirLoc Schrepfer AG permet ici de trouver une solution individuelle appropriée.

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Date d'impression: 08.12.2016