Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Une des fonctions principales d’une suspension de machine est d’absorber les efforts transitoires subis par la machine et d’amortir l’énergie vibratoire en la dégradant en chaleur. Cet article a pour objectif d’aider à la présélection des composants les plus adaptés, pour le découplage et la suspension, parmi la grande diversité des concepts et des formes existant sur le marché, notamment les supports élastiques. C’est ensuite une analyse très précise de l’application recherchée qui déterminera le choix final.
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-
Bernard GARNIER : Chef du Service Projets à la société MÉTRAVIB RDS
INTRODUCTION
Rappelons les différentes fonctions demandées conjointement à une suspension de machine :
-
supporter le poids de l’ensemble suspendu, moyennant une déflexion permanente dite statique ;
-
assurer la connexion d’éléments tels que les arbres de transmission (accouplements élastiques), les lignes de fluides (manchons élastiques, flexibles d’échappements...), etc. ;
-
compenser les effets des vibrations, corriger les désalignements, rattraper les jeux ;
-
absorber les efforts transitoires, les à-coups, les chocs, en étalant la restitution d’énergie ;
-
amortir l’énergie vibratoire en la dégradant en chaleur du fait de la structure moléculaire de l’élastomère choisi ;
-
découpler la machine de son environnement pour minimiser la propagation des vibrations et la génération de bruit par les structures environnantes à moins qu’il ne s’agisse du cas inverse où l’on souhaite se protéger d’une machine voisine générant de fortes vibrations, ou d’un environnement susceptible de générer des chocs (séismes), etc. 3.
Pour assurer de manière fiable et durable toutes ces fonctions, on aura donc tout avantage à employer des composants de suspension déjà industrialisés.
La première impression qui peut se dégager de la consultation des catalogues des principaux manufacturiers d’éléments de découplage [Doc. B 5 142] est la très grande diversité des concepts et des formes. Enjeu parfois de très grandes séries (supports pour le marché automobile en particulier), l’inventivité des industriels est basée à la fois sur les progrès de la maîtrise des élastomères et de leur mise en œuvre (en particulier l’adhésion des élastomères sur les embases métalliques), sur une politique de protection industrielle et de brevets – donc aussi de contournement de brevets – tout comme sur le recours à des perfectionnements subtils de la géométrie ou des concepts amortissants pour en accroître les performances.
Sans prétendre à l’exhaustivité, le paragraphe 1 vise à familiariser le lecteur aux diverses formes de base, à leurs avantages spécifiques et donc, avant tout, à guider la présélection des composants les plus adéquats. Il donne une place prépondérante aux supports élastiques qui représentent la majeure partie des applications. Le paragraphe 2 traitera de l’étape finale de sélection des éléments requis en fonction de l’analyse très précise de l’application.
Le lecteur se reportera utilement à l’article Isolation antivibratoire et antichoc. Définitions. Principes physiques, ainsi qu’à l’article [R 3 140] Vibrations des structures industrielles dans le traité Mesures et Contrôle.
L’auteur remercie particulièrement la société Lord SA pour lui avoir permis d’utiliser largement sa documentation technique dans cet article.
L'expertise technique et scientifique de référence
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Ingénierie d’une suspension de machine1. Solutions technologiques
1.1 Supports élastiques
Sous cette dénomination, considérons tous les éléments permettant de supporter un équipement et une machine, au sens étymologique d’en reprendre le poids.
Les supports élastiques doivent en outre satisfaire les objectifs suivants, à un niveau de priorité qui varie selon l’application :
-
compenser les erreurs ou tolérances entre la géométrie des points d’attache côté machine et côté support ;
-
compenser des variations relatives entre ces deux géométries du fait de dilatations différentielles en fonction de la température ;
-
compenser les déformations de la machine ou de l’équipement liées à son fonctionnement ;
-
et, bien sûr, filtrer les vibrations et /ou les chocs, grâce au grand contraste de raideur entre le support élastique et les structures « amont » et « aval » (article Isolation antivibratoire et antichoc . Définitions. Principes physiques ) et à sa capacité à supporter de grandes déformations statiques et dynamiques.
1.1.1 Choix d’un mode de déformation
L’élasticité des supports est obtenue en jouant à la fois sur le choix d’un matériau et d’un facteur de forme. On classe en général les modes de déformation de l’élément élastique en termes :
-
de compression (figure 1a ) : dans ce cas, comme le matériau est lui-même quasi incompressible au sens d’une réduction de volume en fonction de la pression, la déformation de l’élément élastique est obtenue par expansion vers ses flancs.
-
Cette déformation est très dépendante du rapport hauteur/ largeur, et conduit à des supports raides et non linéaires, la rigidité devenant très grande à partir d’un écrasement donné (figure 1b ) ;
-
de traction (figure 1a ), où...
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Solutions technologiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BUZDUGAN (G.) - Dynamique des fondations de machines. - Eyrolles (1992).
-
(2) - DEN HARTOG (J.P.) - Mechanical vibrations. - MacGraw-Hill (1956).
-
(3) - CREDE (C.E.) - Vibration and shock isolation. - John Wiley & Sons (1965).
-
(4) - NASHIF (A.D.), JONES (D.I.G.), HENDERSON (J.P.) - Vibration damping. - John Wiley & Sons (1985).
-
(5) - LEISSA (A.W.) - Vibrations of plates. - 1969 éd. NASA, additif 1982 (JSV, 80, no 1, p. 145-154, NASA SP-160).
-
(6) - LEISSA (A.W.) - Vibrations of shells. - NASA (1973).
-
(7) - LINDLEY (P.B.) - Le calcul des...
NORMES
-
Vibrations et chocs. Vocabulaire. - NF ISO 2041 - 6-93
-
Vibrations et chocs. Détermination expérimentale de la mobilité mécanique. Partie 1 : Définitions fondamentales et transducteurs. - ISO 7626-1 - 1-86
-
Partie 2 : mesurages avec utilisation d’une excitation de translation en un seul point, au moyen d’un générateur de vibrations solidaire de ce point. - ISO 7626-2 - 2-90
-
Vibrations et chocs mécaniques. Vibrations des bâtiments. Lignes directrices pour le mesurage des vibrations et évaluation de leurs effets sur les bâtiments. - ISO 4866 - 12-89
-
Vibrations et chocs mécaniques. Fixation mécanique des accéléromètres. - ISO 5348 - 5-98
-
Vibrations mécaniques des machines non alternatives. Mesurages sur les arbres tournants et critères d’évaluation. Partie 1 : directives générales. - ISO 7919-1 - 7-96
-
Vibrations mécaniques des...
ANNEXES
(liste non exhaustive)
HAUT DE PAGE1.1 Systèmes et plots antivibratiles et antichocs
Freudenberg
GERBHutchinsonLordPaulstrahttp://www.paulstra-vibrachoc.com
SandowSocitecStenflexTrelleborgWattelez HAUT DE PAGE1.2 Études et réalisations spécifiques
01dB-Metravib
Décibel FranceGERBPaulstrahttp://www.paulstra-vibrachoc.com
...
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