Il convient de localiser la perturbation depuis sa source à travers la machine avant de choisir un support de montage, un accouplement ou un pare-chocs.

Une machine d'emballage a émis un bourdonnement aigu suite à une augmentation de sa cadence de production. La première solution envisagée consistait à installer des pieds plus souples. Une mesure a révélé que la vibration principale provenait d'une tête de rotation, traversait le châssis via un support et excitait un panneau de protection. Des pieds plus souples auraient modifié le mouvement de la machine sans pour autant intervenir sur le panneau bruyant.

La réduction du bruit en automatisation est optimale lorsque le chemin de la perturbation est connu. Le caoutchouc peut isoler une source, dissiper une partie de l'énergie, interrompre une propagation par la structure ou amortir un impact. Ces fonctions sont différentes et nécessitent souvent une géométrie différente.

Commencez par l'excitation

L'accélération du servomoteur, l'engrènement des engrenages, les pulsations de la pompe, le balourd, la commutation des vannes et l'impact des butées produisent des contenus fréquentiels différents. Un support choisi uniquement en fonction de la masse de la machine peut isoler une bande de fréquence et en amplifier une autre à proximité de la résonance. Enregistrez la vitesse de fonctionnement, les phénomènes transitoires et les directions des forces.

La structure de la machine influe également sur le résultat. Un panneau flexible peut émettre du son même en cas de faible mouvement de la source. Une liaison rigide peut court-circuiter un isolateur souple. Les tuyaux, les chemins de câbles, les ancrages et les protections doivent être pris en compte lors d'une analyse des vibrations de la machine.

L'isolation dépend du rapport de fréquence

Les supports antivibratoires en caoutchouc se déforment sous charge statique et créent une fréquence naturelle supportée. L'isolation efficace n'est généralement effective que lorsque la fréquence d'excitation est nettement supérieure à cette fréquence naturelle. Un support trop rigide peut transmettre les vibrations, tandis qu'un support excessivement souple peut engendrer un débattement inacceptable ou une instabilité.

Le support doit donc prendre en compte la charge par position, le centre de gravité, la fréquence de perturbation, la déflexion disponible et les limites de mouvement. Des charges inégales peuvent entraîner une compression légère d'un support et une surcharge d'un autre. La dureté sélectionnée n'est qu'un paramètre parmi d'autres ; le facteur de forme et la surface chargée influent également sur la rigidité.

L'amortissement contrôle le passage à niveau

Lors du démarrage et de l'arrêt, une machine peut entrer en résonance. Les composants d'amortissement en élastomère convertissent une partie de l'énergie de déformation cyclique en chaleur et peuvent limiter le pic. Un amortissement accru n'équivaut pas toujours à une meilleure isolation à vitesse normale ; il convient donc de distinguer les exigences en régime transitoire et en régime permanent.

La température, la fréquence, l'amplitude de déformation et la formulation du composé modifient la rigidité et l'amortissement dynamiques. Les données mesurées sur un petit échantillon de laboratoire à une fréquence donnée ne peuvent être directement transposées à un grand support collé fonctionnant à proximité d'un moteur chaud.

Impact des besoins de déplacement et de rigidité progressive

Un amortisseur placé en fin de course d'un vérin doit absorber l'énergie pendant sa course. S'il bute contre du métal, la force maximale est restituée. Les formes coniques, creuses ou nervurées peuvent créer une rigidité progressive, mais les impacts répétés à haute fréquence génèrent également de la chaleur et de la fatigue à la base de la géométrie.

L'isolation des vibrations industrielles à proximité d'un arrêt doit être évaluée en tenant compte de la masse et de la vitesse réelles en mouvement. La compression statique seule ne permet pas de détecter le rebond, l'échauffement ni l'effet d'un impact mal aligné. Un amortisseur fixé peut s'avérer plus sûr qu'un tampon non fixé lorsque des fragments risquent de pénétrer dans l'équipement.

Un exemple concret d'éolienne

La documentation de Parker sur l'énergie éolienne présente des supports à collage central qui isolent les vibrations, absorbent les chocs et minimisent le bruit structurel. Elle décrit également les accouplements élastomères de la transmission utilisés pour réduire les vibrations de torsion, compenser les défauts d'alignement et protéger les engrenages et les roulements.

Cette publication ne présente pas de spectre de vibrations d'une éolienne avant et après intervention ; elle illustre donc une application existante et non un client avec des résultats quantifiés. Le principal conseil de conception réside dans le positionnement différent des supports et des accouplements le long de leur trajectoire.

Le guide technique de Parker souligne également ce point. Il définit l'isolation comme l'action de protéger l'équipement contre les vibrations ou les chocs. Il précise que les supports caoutchouc-métal sont utilisés en fonction de la charge, de la fréquence, de la direction de la charge et des conditions environnementales.

Pesez vos instruments : la source de vibrations, le chemin intermédiaire et le puits de vibrations.

Commencez par placer les capteurs aux points d'intérêt : à l'origine des vibrations, au niveau de l'accouplement et sur la structure cible. Enregistrez les données de fonctionnement et la vitesse de rotation (tours par minute). Une valeur de vibration unique peut masquer un pic étroit, source de bruit, ou un impact bref susceptible d'endommager le capteur.

La norme ISO 20816-1 décrit de manière générale la mesure et l'évaluation des vibrations sur les machines complètes. La version 2016 est publiée et en cours de révision. Elle ne constitue pas une limite d'acceptation absolue pour toutes les machines automatiques ; il appartient au constructeur de spécifier les points concernés, les états de fonctionnement des machines et les limites d'acceptation.

Test de qualification des composants

Soumettez les supports antivibratoires en caoutchouc candidats à des cycles de température représentatifs ou exposez-les à des huiles, des liquides de refroidissement et des produits de nettoyage susceptibles de modifier leur rigidité ou leur adhérence. Testez le tassement statique, la transmissibilité en fonction de la vitesse et le mouvement du véhicule d'arrêt d'urgence.

Sur les pièces d'amortissement en élastomère, l'échauffement, les fissures, les défauts de collage et les déformations permanentes doivent être inspectés après le nombre de cycles requis. Ensuite, les mêmes essais acoustiques ou vibratoires doivent être effectués selon un programme de travail identique à celui de la référence. Une perception subjective d'un fonctionnement plus silencieux est utile, mais ne saurait se substituer à des preuves mesurables.

On peut, par exemple, combiner une source équilibrée, un panneau plus rigide, un support modifié et un élastomère optimisé pour obtenir un contrôle optimal des vibrations de la machine. Toutefois, l'élément en caoutchouc doit être attribué uniquement à la part d'amélioration constatée lors de l'expérience contrôlée.

L'isolation des vibrations à l'échelle industrielle nécessite également une vérification lors de la mise en service. Un tuyau serré, une tresse de mise à la terre ou un câble de sécurité peuvent constituer une solution de contournement rigide et parallèle autour de l'isolateur de base. Il convient d'examiner la machine finale, une fois ancrée, afin de vérifier que le châssis du prototype et les connexions des utilités de production transmettent des forces différentes.

Il est conseillé de refaire les mesures une fois que la machine aura bénéficié d'un rodage suffisant et aura atteint sa température optimale. Lors de la mise en service, la rigidité du caoutchouc varie en fonction de la température de la machine, et les fixations peuvent se desserrer. Les données relatives à une machine en bon état de fonctionnement doivent inclure la position du capteur, le programme de fonctionnement, la charge et l'état du sol, afin que l'équipe de maintenance puisse reproduire les conditions de référence.

Pour obtenir une analyse détaillée de Yida sur la réduction du bruit dans l'automatisation, veuillez fournir les informations suivantes : poids de la machine, coordonnées de montage, direction de la force, intervalle de vitesse de fonctionnement, énergie d'impact, température, fluides et course. Grâce à ces données, les concepteurs et les formulateurs de caoutchouc pourront créer la géométrie et le composé adaptés au profil de perturbation mesuré, évitant ainsi de privilégier systématiquement le matériau le plus souple.