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Auteur(s)
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Bernard GARNIER : Chef du Service Projets à la société MÉTRAVIB RDS
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La suspension élastique des machines pour réduire la transmission des vibrations indésirables à leur environnement est devenue une pratique courante, tout comme le montage souple des systèmes fragiles ou sensibles aux vibrations afin de mieux les protéger. La mise en œuvre de ces dispositifs pourrait sembler assez simple, dès lors qu’on suit bien les indications des constructeurs ; et pourtant nombreux sont les cas qui requièrent une attention particulière pour éviter des résultats malencontreux, allant jusqu’à des usures ou des ruptures prématurées.
Pour résumer les facteurs qui conduisent à ce regain d’attention lors du choix d’une isolation antivibratoire ou antichoc, on citera en particulier :
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la volonté d’alléger et de réduire la taille des machines tout en accroissant leur puissance, ce qui amène les constructeurs à choisir des vitesses de rotation plus rapides, des carters et des arbres moins rigides, des bâtis moins surdimensionnés ;
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la volonté de décliner des gammes standardisées de moteurs, de boîtes et de transmissions, d’accouplements, de génératrices, de pompes, etc., ce qui multiplie les possibilités de combinaisons lors d’une mise en groupe sans que le constructeur ait pu toutes les valider sur le plan dynamique et vibratoire, d’où des configurations parfois délicates à opérer ;
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une volonté de modularité et de souplesse d’aménagement des ateliers de production, ce qui va amener les utilisateurs à implanter des instruments de contrôle ou des bureaux au plus près de certaines machines, donc à contrôler et réduire davantage les sollicitations vibro-acoustiques qu’elles génèrent, ou à minimiser l’interférence de diverses unités de production autrefois disjointes ;
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une préoccupation d’ergonomie et de protection des travailleurs, ce qui, après avoir imposé le port de protections individuelles ressenti souvent comme inconfortable, impose maintenant de spécifier des niveaux acoustiques ambiants dans les ateliers directement acceptables sans pour autant que des systèmes trop complexes de capotages et de mise en cabines ne gênent les flux de production ni les interventions de maintenance.
Une isolation antivibratoire bien conduite peut répondre à tout cela, moyennant l’application attentive des concepts et méthodes détaillés et illustrés dans le présent article et dans l’article , qui abordent successivement :
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Définitions et principes physiques ;
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Solutions technologiques et industrielles.
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5. Suspension antivibratoire d’un objet rigide
5.1 Modélisation
Soit un objet de masse M et de centre de gravité G, pour lequel on définit des axes Gx, Gy, Gz, disposé sur une suspension élastique. Les déplacements indépendants de cet objet autour de sa position d’équilibre (vibrations), rendus possibles par la souplesse de ses liaisons à son environnement, sont au nombre de six :
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translation suivant Gx : mouvement longitudinal ;
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translation suivant Gy : mouvement transversal ;
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translation suivant Gz : mouvement vertical (pompage) ;
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rotation autour de Gx : mouvement de roulis ;
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rotation autour de Gy : mouvement de galop (ou de tangage) ;
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rotation autour de Gz : mouvement de lacet.
On définira donc la suspension par six coefficients élastiques globaux, ramenés au centre de gravité (figure 11).
Les raideurs suivant les axes Gx, Gy, Gz sont respectivement Kx , Ky , Kz . Les raideurs de torsion ou couples de rappel autour de Gx, Gy, Gz sont respectivement C x , C y , Cz .
La raideur globale de la suspension est la somme des raideurs :
Par contre, les couples de rappel dépendent non seulement de la raideur des supports, mais aussi de leur position et de leur orientation par rapport au centre G.
De même, on définira pour chacun de ces coefficients élastiques un coefficient d’amortissement permettant de traduire la tendance des oscillations naturelles de la masse M selon le degré de liberté en question à s’amortir période après période (figure 12) : chaque coefficient élastique est ainsi figuré par un symbole représentant en parallèle...
Suspension antivibratoire d’un objet rigide
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