Qu’est-ce qu’un vibrateur industriel ?
Un vibrateur industriel est un dispositif d’essai utilisé pour appliquer des vibrations à un produit afin de vérifier sa résistance et sa fiabilité face aux vibrations.
Les vibrateurs industriels sont également appelés secoueurs, agitateurs, excitateurs ou générateurs de vibrations. Ils sont principalement utilisés dans les domaines du génie mécanique, du génie civil et de l’architecture pour mener des expériences sur l’ébranlement des structures.
Dans les domaines du génie civil et de l’architecture, il est nécessaire d’évaluer pleinement la sécurité des structures face aux secousses induites par les tremblements de terre. Il est donc important de choisir le vibrateur industriel approprié en fonction de la taille de la structure.
Utilisations des vibrateurs industriels
Les vibrateurs industriels sont utilisés dans le développement et l’assurance qualité de divers produits industriels, ainsi que dans le génie civil et la construction.
Par exemple, lorsqu’un véhicule est en mouvement, la carrosserie du véhicule est constamment soumise à diverses vibrations, et les différentes pièces doivent conserver leur fonction sans se briser sous l’effet des vibrations. En particulier, les composants intérieurs peuvent générer des bruits dus aux vibrations, ce qui peut donner lieu à des plaintes.
C’est pourquoi des tests sont effectués, au cours desquels diverses vibrations sont appliquées et des changements de température sont également appliqués en plus des vibrations. Dans les secteurs du génie civil et de la construction, cette méthode est souvent utilisée pour évaluer la durabilité de bâtiments entiers.
L’évaluation de la durabilité de produits individuels tels que les charpentes, les matériaux de couverture, les portes et les châssis est également réalisée en construisant une maison sur un grand vibrateur et en la soumettant à des vibrations qui simulent un tremblement de terre.
Principe des vibrateurs industriels
Le principe d’un vibrateus industriel nécessite une compréhension de l’équipement d’essai de vibration électrocinétique. Les bancs d’essai de machines électroniques dynamiques génèrent des vibrations selon le même principe que les haut-parleurs, qui sont des équipements audio.
Le son est généré par les vibrations de l’air, et un haut-parleur peut être considéré comme un excitateur qui génère des vibrations. La force utilisée pour générer des vibrations dans les bancs d’essai dynamiques pour machines électroniques est générée par la “règle de la main gauche de Fleming”. Cette règle décrit la relation entre le champ magnétique, le courant et la direction de la force générée lorsqu’un courant traverse un conducteur dans un champ magnétique.
En faisant varier le courant, on peut également contrôler l’ampleur de la force. Dans un vibrateur industriel, la vibration réelle générée est détectée tout en contrôlant le courant pour générer la vibration souhaitée.
Un circuit de rétroaction permet de déterminer si la vibration souhaitée est générée et de la corriger si une vibration différente est générée.
Types de vibrateurs industriels
Les types de vibrateurs industriels comprennent les vibrateurs mécaniques, hydrauliques, électrodynamiques et piézoélectriques. Ils vont des grands vibrateurs industriels de grande capacité aux petits vibrateurs industriels.
1. Vibrateur mécanique
Les vibrateurs mécaniques sont utilisés pour tester la résistance et l’endurance d’objets de grande taille tels que les cadres et les composants de châssis. Ils sont capables de produire des forces vibratoires élevées à des fréquences très basses.
2. Vibrateur hydrauliques
Les vibrateurs hydrauliques sont utilisés pour les essais de vibration, de résistance et d’endurance des carrosseries, des châssis et de nombreux composants, ainsi que pour les secoueurs multi-axes des simulateurs de route. Malgré leur taille compacte, ils fournissent des forces d’excitation importantes et peuvent être utilisés à partir de très basses fréquences jusqu’à environ 1 kHz. Une autre caractéristique est la facilité avec laquelle des formes d’ondes arbitraires peuvent être générées.
3. Vibrateurs électrodynamiques
Les vibrateurs électrodynamiques ont une force vibratoire inférieure à celle des secoueurs hydrauliques, mais peuvent atteindre des fréquences de plusieurs kilo-Hz et sont utilisés pour secouer des objets de petite et moyenne taille.
4. Vibrateurs piézoélectriques
Les vibrateurs piézoélectriques peuvent atteindre des fréquences de plusieurs dizaines de kilo-Hz, mais la force vibratoire est relativement faible par rapport aux autres types de vibrateurs. En général, lorsque des fréquences de vibration élevées sont requises, on utilise des vibrateurs électrodynamiques et d’autres types de vibrateurs électriques.
Autres informations sur les vibrateurs industriels
Types d’essais de vibration
Il existe différents types d’essais de vibration avec des vibrateurs industriels. La vibration varie en fonction de l’amplitude, de la fréquence et de la forme de l’onde, et le type de vibration donne son nom à l’essai.
1. Essai de balayage
Il s’agit d’un test dans lequel la fréquence varie continuellement d’une fréquence à l’autre. Par exemple, lorsqu’une voiture accélère, le régime du moteur change continuellement, de sorte que les vibrations générées dans la carrosserie doivent également être évaluées en changeant continuellement la fréquence.
2. Essais ponctuels
Dans un essai ponctuel, une onde sinusoïdale avec une composante de fréquence d’une certaine fréquence est appliquée en continu. Cette méthode est utilisée lorsque les vibrations générées sont évidentes dans l’environnement dans lequel le produit sera utilisé.
3. Essai de vibration par ondes aléatoires
Il s’agit d’un test au cours duquel diverses vibrations sont appliquées de manière aléatoire, plutôt qu’à une fréquence ou une amplitude spécifique. Au cours de l’essai, il est également possible de détecter des phénomènes de résonance, c’est-à-dire lorsqu’une vibration particulière fait trembler le produit de manière significative.
4. Essai de vibration par ondes de choc
Reproduit des conditions dans lesquelles des vibrations de grande amplitude se produisent sur une courte période, par exemple lorsqu’un produit heurte un objet.