QUE SONT-ILS LES SUPPORTS ANTIVIBRATOIRES?
Les supports antivibratoires sont des éléments importants pour la réduction du bruit et des vibrations dans des machines et des équipements industriels.
Ils isolent les vibrations et le bruit des machines tout en réduisant l’usure de leurs composants internes. Les supports antivibratoires peuvent fournir le coût le plus bas par dB réduit. Ils sont très efficaces et largement utilisés dans de nombreuses applications.
Typologie et composition des supports antivibratoires.
Les supports antivibratoires sont également souvent appelés supports AV, isolateurs de vibrations ou silentbloc. Il existe de nombreux matériaux différents qui sont utilisés comme résilients en fonction de l’application et des performances requises. Le matériau utilisé désigne le type de support antivibratoire, chaque matériau a ses avantages particuliers et aussi ses inconvénients.
Les solutions à des ressorts métalliques sont couramment utilisées lorsque des applications où de grandes déflexions statiques sont requis. Ils offrent des fréquences naturelles basses au système, étant également bénéfiques en cas de température élevée. Un inconvénient d’un isolateur à ressort en acier peut être le manque d’amortissement, il faut donc veiller à ce que la stabilité du système soit contrôlé en cas de choc.
Les ressorts pneumatiques donnent des avantages lorsqu’une isolation à basse fréquence est requise ; Ils peuvent être utilisés même dans des applications semblables que les ressorts métalliques, mais sans certains inconvénients de ce dernier. Ce type de système est généralement employé pour des applications spéciales qui nécessitent une conception particulière.
SUPPORTS ANTIVIBRATOIRES ÉLASTOMÈRES
Le type d’isolateur le plus couramment utilisé est fabriqué avec un matériau
élastomère,
c’est-à-dire en
caoutchouc naturel ou en matériau synthétique. Tels supports antivibratoires peuvent supporter de grandes déformations et revenir ensuite à leur état d’origine approximatif sans pratiquement aucun dommage. Les supports antivibratoires en élastomère
nécessitent moins d’espace et moins de poids pour une quantité donnée
d’élasticité, de capacité de déflexion, de stockage d’énergie et de dissipation. Ils peuvent également être moulés dans de nombreuses formes et tailles différentes pour s’adapter aux performances requises de chaque application, généralement à un
coût inférieur à celui des autres types de solutions.
Les élastomères ont une déformabilité exceptionnelle, ils peuvent être utilisés pour des allongements allant jusqu’à environ 300%, avec des allongements extrêmes de certains élastomères à environ 1000%. Ils peuvent être sollicités jusqu’à 1000 - 1500 psi (0,145 - 0,218 Pa) ou plus avant que leur limite d’élasticité ne soit atteinte. Leur grande capacité de stockage d’énergie leur permet de tolérer un stress élevé, lors de la libération de la contrainte, il y a une récupération pratiquement complète de la déformation.
L’amortissement inhérent des élastomères est souvent utile pour éviter des amplitudes de vibration excessives lors d’une condition de résonance, l’amplitude est beaucoup plus faible que si par exemple un ressort métallique était utilisé. Les matériaux élastomères peuvent également fournir une excellente résistance à la transmission du bruit à travers les structures en raison de leur impédance acoustique spécifique relativement faible, une considération importante lorsque les exigences acoustiques sont un facteur clé.
Parmi les différents élastomères, le caoutchouc naturel incarne probablement la combinaison la plus favorable de propriétés mécaniques, telles qu’une déflexion minimale, une résistance maximale à la traction et un allongement maximal à la rupture. Son utilité est limitée par sa résistance à la détérioration sous l’influence des hydrocarbures, de l’ozone et des températures d’utilisation élevées.
Le néoprène et le butadiène (nitrile) présentent une résistance supérieure aux hydrocarbures et à l’ozone. Le butadiène est particulièrement bénéfique pour des applications impliquant des températures d’utilisation relativement élevées.
Le caoutchouc de silicone est l’un des élastomères les plus coûteux. Ses propriétés sont remarquablement stables et il offre une isolation efficace sur une très large plage de température : -54ºC à 177ºC (-65 à +350ºF). D’ailleurs, l’utilisation du néoprène est limitée à une plage d’environ -20 ºC à 93 ºC (-4 ºF +200 ºF). La limite supérieure de température dépend des propriétés du composé particulier, tel que le degré de détérioration admissible du fait d’une exposition continue à des températures élevées et sa durée. Pour la silicone, une température supérieure à 149 °C (300 ºF) est admissible pendant plusieurs heures. En revanche, leur résistance mécanique, leur résistance à la déchirure et leur résistance à l’abrasion sont inférieures par rapport au caoutchouc naturel.
Les isolateurs vibratoires fabriqués à partir d’élastomères ont un comportement complexe en raison de leur nature viscoélastique inhérente (quelque part entre celle d’un solide et celle d’un liquide). Leurs performances peuvent être complexes à déterminer en raison de leur limite d’élasticité indéfinie, car leurs propriétés physiques varient avec le temps, la température et l’environnement.
Par exemple, le caoutchouc est un matériau substantiellement incompressible (il a un coefficient de poisson d’environ 0,5).
Par conséquent, la raideur d’un élément en caoutchouc lorsqu’il est sollicité par compression dépend dans une large mesure de la surface disponible pour la dilatation latérale. Cependant, la raideur d’un élément en caoutchouc en cisaillement est substantiellement indépendante de la forme de l’élément en caoutchouc. Généralement, on peut considérer que la raideur axiale d'un plot en caoutchouc est cinq fois supérieure à la raideur en cisaillement. La raideur de compression maximale peut être bien supérieure si la dilatation latérale du caoutchouc est contrainte.
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