Equilibrage d'un arbre tournant

Résumé du document

Définition des types de balourds qui peuvent avoir lieu sur un axe tournant, leurs remèdes, les résolutions de différentes manières. Des essais ont été réalisés par l'intermédiaire d'un logiciel.

Extraits

[...] Conclusion Comme nous l'avons remarqué, l'intérêt de l'équilibrage réside dans le fait de pouvoir corriger les défauts de rotation d'un arbre (rotor). Un exemple très courant : c'est l'équilibrage des roues de voitures après essayages des roues et vérification s'il y a balourd ou pas. Notamment, le balourd influe sur la stabilité, le silence, la tenue de route et la durée de vie des autres éléments (comme les roulements) d'un véhicule : c'est un phénomène vibratoire et heureusement il a ses remèdes. [...]

[...] Pour de tels équilibrages, les machines à équilibrer verticales sont les mieux adaptées. Balourd couple Deux balourds (représentés ici par des flèches) peuvent certes avoir la même valeur, mais être décalés exactement de 180° l'un par rapport à l'autre dans leur position angulaire. Cette répartition du balourd ne peut plus être détectée par oscillation, le rotor au repos n'ayant plus de position préférentielle. Le rotor en rotation entraîne un mouvement de culbute autour de son axe giratoire (perpendiculaire à l'axe de rotation), car les deux balourds exercent un couple. [...]

[...] Dans cet essai, et après avoir placé la masse, on lance notre logiciel, et on met notre moteur en marche. La masse que nous avons placée est 22.77 à un rayon R=55mm Le logiciel affiche les résultats suivants : Référence masse : 2.277 0.1 g Compensation masse : 16.10 g Compensation phase : 315.00 deg 45.00 deg) Compensation position : 302.38 43.2 mm) Ces résultats diffèrent un peu des valeurs mesurées et ceci est compréhensible puisqu'il existe toujours des défauts géométriques, ou bien carrément un autre balourd initial. [...]

[...] Les machines à équilibrer horizontales et verticales conviennent pour de tels cas. Résolution du problème : étude statique et dynamique On applique le principe fondamental de la dynamique : avec On obtient finalement : Pour éviter le bruit et les vibrations, il faut rendre l'action mécanique de S0 sur S la plus constante possible, indépendante du mouvement de S0 par rapport à S. Donc : Condition d'équilibrage statique : Condition d'équilibrage dynamique : Pour la réalisation pratique de cet équilibrage : La position du centre d'inertie G' est donné par : L'équilibrage statique est obtenu que si G' se trouve sur l'axe donc : L'équilibrage dynamique n'est obtenu que si l'axe est un axe principal d'inertie pour donc : Il faut se fixer 4 inconnues puisque le système admet une infinité de solutions, par exemple pour l'équilibrage dynamique d'une roue de véhicule, en coordonnées cylindriques, on écrit : Et en imposant les valeurs de z1,r1,z2,r2 on peut résoudre notre système. [...]

[...] Si l'on pose un tel rotor sur deux couteaux, il oscillerait jusqu'à ce que le point lourd se situe en bas. C'est pourquoi on appelle ce balourd agissant aussi sans rotation, balourd statique Cela provoque un déplacement du point central des masses par rapport au milieu géométrique et fait vibrer le rotor en fonctionnement parallèlement à son axe de rotation. Un balourd statique est compensé de préférence dans le plan du centre de gravité. Pour cela, on enlève de la matière au point lourd ou on en ajoute à l'opposé. [...]