Des pieds anti-vibratoires sont installés afin de réduire le transfert des forces d’excitation entre la masse vibrante et ses fondations ou sa structure porteuse. Ils fonctionnent comme un ressort qui, sous pression (force appliquée), accumule de l’énergie. L’énergie est libérée lorsque la force appliquée est supprimée. Les pieds anti-vibrations sont conçus de manière à ce que l’énergie libérée par le ressort contrecarre efficacement les forces exercées par le mouvement de vibration externe. C’est ainsi que le ressort réduit la force transmise aux machines et isole les vibrations qu’il crée. Lors de l’installation du pied anti-vibration, le rapport de fréquence entre la machine générant les vibrations et le ressort qui les absorbe doit être respecté. Plus le rapport de la fréquence d’excitation à la fréquence propre est grand, plus l’isolation est efficace. Le caoutchouc à partir duquel les ressorts sont fabriqués se caractérise par une grande élasticité, c’est pourquoi c’est un matériau qui fonctionne parfaitement dans les pieds anti-vibrations, les amortisseurs et les ressorts en caoutchouc.
Caoutchouc – quelles sont ses propriétés ?
Le caoutchouc, en plus d’une élasticité et d’une flexibilité élevées, possède également d’autres propriétés, grâce auxquelles il a de nombreuses applications.
La polyvalence du caoutchouc
- isole des vibrations, du bruit et des chocs
- résistant à la température de -40 ° C à + 300 ° C
- c’est de l’isolation électrique
- résistant aux intempéries
- c’est du plastique – il peut prendre n’importe quelle forme
- résistant au carburant, aux huiles et aux acides
- propriétés d’auto-extinction
- imperméable aux gaz
- disponible en plusieurs couleurs
La dureté du caoutchouc
L’échelle de dureté Shore A et l’IRHD déterminent la dureté des matériaux en caoutchouc. Plus la dureté est élevée, plus la résistance à l’indentation du matériau est élevée. Il existe sur le marché des alliages anti-vibrations d’une dureté allant de 30sh (caoutchouc souple) à 75sh (caoutchouc dur).
Raideur
Le caoutchouc est un matériau qui, comme le fluide, est un matériau incompressible. L’espace libre dans la gomme a un impact significatif sur la rigidité de la fixation, qui est liée à sa fréquence propre. La rigidité est mesurée en kg / mm. Il s’agit d’une mesure de la force nécessaire pour dévier le support pour une déviation donnée.
Crawl
Il s’agit d’un changement de forme du caoutchouc (déformation) sous une charge statique constante et à long terme qui augmente avec le temps. Il est supposé que la majeure partie de la déformation se produira dans les deux premiers jours à partir du moment où la charge est appliquée. Le fluage se produit plus rapidement avec l’augmentation de la température.
Compression
Le caoutchouc soumis à des contraintes constantes et à long terme ne reviendra pas à son état d’origine après son retrait.
Propriétés dynamiques
La compression cyclique à long terme du caoutchouc dissipe une partie de l’énergie due à l’étirement et à la compression (hystérésis), la transformant en chaleur. L’hystérésis mesure la différence entre la production d’énergie et la perte d’énergie. Le caoutchouc naturel a une faible hystérésis, ce qui le rend très élastique. La haute résilience offre d’excellentes propriétés d’absorption des vibrations. La déformation cyclique due aux vibrations augmente la force nécessaire pour obtenir une déviation statique. Cette augmentation correspond à la raideur dynamique qui est supérieure à la raideur statique (selon le type de caoutchouc).
Fatigue de la gencive
La fatigue est définie comme la modification des propriétés du caoutchouc qui, à la suite de charges cycliques à long terme, accumule de la chaleur en raison de l’hystérésis, réduisant ainsi sa grande élasticité. Les conditions atmosphériques, la propagation mécanique des fissures peuvent modifier la rigidité du caoutchouc, ce qui à son tour contribue, entre autres, à pour la croissance dynamique des fissures. Si la contrainte à la fin de la fracture est constante et n’augmente pas, une autre fracture est arrêtée C’est possible avec du caoutchouc naturel qui cristallise. Dans le cas du caoutchouc non cristallisant (SBR, EPDM, NBR), aucun cristal ne se forme à l’extrémité de la fissure, ce qui empêchera la poursuite de la croissance de la fissure. Même sous une charge constante, la fracture continuera à se développer. Les caoutchoucs non cristallins fonctionnent bien, par exemple, lors du montage d’un radiateur, assurant une bonne durée de vie.
Comment sont fabriqués les pieds anti-vibrations?
Les pieds anti-vibrations sont constitués de composants en caoutchouc et en métal. Ils sont fabriqués selon l’une des deux méthodes suivantes : moulage par injection ou compression.
Vérifiez comment les éléments vibrants sont fabriqués, étape par étape :
Préparation du métal
Avant de commencer le processus de formage du caoutchouc, toutes les pièces métalliques doivent être dégraissées. Le dégraissage du métal assure la force de liaison appropriée entre celui-ci et le caoutchouc. Ceci est suivi d’un grenaillage ou d’un traitement chimique du métal, c’est-à-dire phosphatation.
Collage
L’adhésif chimique peut être appliqué à la main au pinceau, par trempage ou par pulvérisation. Il est appliqué pour lier physiquement le caoutchouc au métal, ce qui se produit pendant le processus de moulage, où la chaleur provoque une réaction chimique.
Durcissement du caoutchouc
Le durcissement du caoutchouc (vulcanisation) est le processus de création de liens croisés entre les molécules de polymère. Le résultat des liaisons est un matériau thermodurcissable qui conserve pleinement ses propriétés mécaniques et élastiques (reprend sa forme d’origine après avoir été chargé). Le durcissement du caoutchouc est réalisé dans une étape au cours de laquelle le caoutchouc et les additifs sont soumis à la pression et à la chaleur (étape de moulage).
Moulage par compression
Les éléments en caoutchouc sont créés à la suite d’une pression sur les moitiés supérieure et inférieure du moule, dans lequel se trouvent des produits semi-finis en caoutchouc. Pendant ce temps, le moule est chauffé pour vulcaniser le caoutchouc.
Moulage par transfert
Le piston exerce une pression sur les éléments en caoutchouc placés dans le récipient qui se trouve au-dessus des cavités du moule. Le caoutchouc crée la pièce finie en la poussant dans les cavités du moule à l’aide de trous de transfert. Comme pour le moulage par compression, le moule est également chauffé ici pour durcir ou vulcaniser le caoutchouc. Un meilleur mélange de caoutchouc se traduit par de meilleures propriétés mécaniques, ce qui rend les pièces moulées par injection meilleures pour les applications de flexion et de dynamique.
Moulage par injection
Les éléments en caoutchouc sont créés en l’injectant sous une certaine pression au centre du moule, ce qui leur donne la forme souhaitée. La pression et la température auxquelles le caoutchouc est soumis sont plus élevées que pour le moulage par compression. Le processus de moulage par injection est un système de production entièrement automatisé qui garantit des temps de production courts, une productivité plus élevée et une finition esthétique du produit.
Taille
Parfois, une petite quantité de caoutchouc s’écoule à travers l’un des trous, provoquant des fuites. Cela provoque l’apparition d’un excès de caoutchouc à la surface de la pièce finie. Pour améliorer l’esthétique du produit fini, l’excès de gomme est éliminé par rognage manuel, moussage cryogénique ou culbutage..
Finitions protectrices
La protection des éléments métalliques exposés (par exemple galvanisation, phosphorisation) les protège contre les effets néfastes de l’environnement et empêche la formation de rouille. Le fait de ne pas protéger le métal contre la corrosion peut réduire la force de liaison.
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Que sont les vibrations ?
Chaque machine, quel que soit son poids, génère des vibrations et des vibrations lors de son fonctionnement. Ils diffèrent en intensité et en amplitude.
Fréquence propre (fn)
En fonctionnement, la machine est soumise à une force d’excitation et se met à vibrer librement à sa fréquence propre jusqu’à ce qu’elle ne puisse plus s’arrêter. La fréquence et la vitesse des vibrations sont proportionnelles à la raideur, à la masse et à l’inertie du ressort. Si la masse est suspendue librement sans aucune restriction, la direction d’oscillation (vibration) peut être dans trois directions : longitudinale, latérale, transversale. Les vibrations peuvent également avoir lieu en mouvement de rotation. Lorsque les fréquences sont couplées, il est possible qu’un corps propulsé dans une direction déclenche d’autres modes de vibration, ce qui n’est pas conseillé. L’installation de ressorts anti-vibrations permet de séparer les fréquences les unes des autres, et ainsi d’éviter une augmentation de l’amplitude des vibrations du système vibrant.
Fréquence forcée
Un corps constamment soumis à la force d’excitation vibrera à la fréquence à laquelle il est excité. Les vibrations et les oscillations transmises à la structure porteuse peuvent être réduites tant que le rapport de fréquence entre le corps qui produit les vibrations et les oscillations et le ressort qui les absorbe est maintenu. Plus le rapport de fréquence est élevé, plus l’isolation est importante. On suppose que la fréquence naturelle (fn) des éléments de montage doit être au moins 1,41 fois (c’est-à-dire √2) inférieure à la fréquence d’excitation.
Isolation des vibrations
Tous les calculs d’isolation des vibrations doivent être effectués par un spécialiste. Si l’on veut amortir efficacement les vibrations, il est nécessaire de prendre en compte les éléments qui ont un impact significatif sur celle-ci. L’un d’eux est la nécessité d’éviter la résonance des pièces structurelles. La fréquence naturelle et la fréquence forcée ne peuvent pas être les mêmes car cela provoque l’amplification de la vibration. Les éléments anti-vibrations en caoutchouc naturel se caractérisent par une faible hystérésis et donc une grande élasticité. Ils présentent également un faible coefficient de rigidité statique par rapport à la dynamique.
