Qu’est-ce qu’une machine d’équilibrage ?
Les machines d’équilibrage sont des instruments de mesure destinés à mesurer les vibrations rotatives des pièces en rotation.
Lorsque les pièces tournantes sont usinées et assemblées, le centre de rotation et le centre de gravité ne coïncident pas toujours en raison d’erreurs d’usinage et de désalignement lors de l’assemblage. Par conséquent, si elles sont utilisées telles quelles, des vibrations rotatives se produiront au cours de leur utilisation. Les vibrations rotatives ne sont pas seulement source d’inconfort pendant l’utilisation, elles peuvent également entraîner des pannes et des dommages sur la machine.
Les machines d’équilibrage mesurent les vibrations et indiquent l’ampleur de la disproportion, ou montant de correction, afin que les vibrations rotatives puissent être maintenues dans la valeur de référence.
Utilisations des machines d’équilibrage
Les machines d’équilibrage sont utilisées dans la fabrication de nombreux produits rotatifs.
Un produit familier est le pneu d’une voiture. Le pneu se compose d’une partie en caoutchouc à la périphérie et d’une roue au centre. Il existe un désalignement des centres de gravité au moment de la fabrication de chaque partie, qui subsiste même après leur assemblage. Si le pneu est monté tel quel sur le véhicule, des vibrations se produisent dans le volant et dans l’ensemble de la carrosserie du véhicule à grande vitesse. Comme contre-mesure, le défaut d’alignement est mesuré à l’aide d’une machine d’équilibrage avant le montage et corrigé à l’aide de poids.
Outre les pneus, d’autres composants importants tels que les essieux, les vilebrequins de moteur et les volants d’inertie font toujours l’objet d’une mesure de la disproportion.
Principe des machines d’équilibrage
Outre les vibrations provoquées par un déplacement du centre de gravité global, les corps rotatifs ayant une longueur telle qu’un arbre génèrent également des vibrations provoquées par les différents centres de gravité aux deux extrémités de l’arbre. Les vibrations de force même ne peuvent pas être mesurées lorsque le corps en rotation est immobile, elles doivent donc être mesurées en le faisant tourner.
La mesure du déplacement s’effectue en fixant les deux extrémités d’un objet à tester, tel qu’un arbre, à l’arbre rotatif d’une machine d’équilibrage. L’arbre rotatif est équipé d’un capteur d’angle et d’un capteur de déplacement, qui mesurent l’angle et la quantité de déplacement survenant au cours de la rotation. En utilisant des capteurs de déplacement différents à chaque extrémité, il est possible de mesurer le désalignement des centres de gravité aux deux extrémités, qui est à l’origine des vibrations au ralenti. C’est ce qu’on appelle la mesure du déséquilibre bilatéral.
Il existe deux types de systèmes pour mesurer le déplacement pendant la rotation : le type dur et le type mou. Le type dur comporte un arbre rotatif avec un support très rigide, ce qui permet une mesure stable même à des vitesses de rotation élevées. Le type souple, en revanche, soutient l’arbre rotatif à l’aide d’un ressort à lame ou d’un dispositif similaire, moins rigide mais capable de détecter les vibrations les plus légères et de permettre une mesure de haute précision.
En raison des caractéristiques des vibrations générées lors de la rotation, il faut veiller, lors du choix d’une machine d’équilibrage, à ce que la vitesse de rotation à mesurer et le point de résonance de la machine d’équilibrage ne coïncident pas.