Connaissance de la broche

Vibrations

En plus de la dynamique nécessaire au fonctionnement d'une machine, il existe également une dynamique indésirable. Lorsqu'un système d'une machine, constitué de pièces élastiques et de pièces présentant une certaine masse, est exposé à des forces variables dans le temps ou à des mouvements imposés, des vibrations se produisent dans ce système. Dans le cas de la broche, il peut s'agir d'un outil insuffisamment équilibré. Bien que ces mouvements soient relativement faibles par rapport aux mouvements requis, ils peuvent, dans certaines circonstances, être dangereux pour la machine car ils provoquent des vibrations sur l'ensemble de celle-ci. Les phénomènes de résonance, pour lesquels la fréquence d'excitation correspond à la fréquence propre de la machine et conduit ainsi à une augmentation des amplitudes de vibration, représentent une charge dynamique très forte pour une machine. Les vibrations auto-excitées, qui sont maintenues par une source d'énergie interne à la machine, représentent également une forte charge dynamique pour une machine. Des vibrations excessives de la machine peuvent entraîner des dommages si elles entraînent un dépassement des valeurs de contrainte admissibles d'un matériau ou des déformations inadmissibles. Par exemple, les vibrations du rotor d'un moteur électrique ne doivent pas être si fortes au point que l'entrefer entre le rotor et le stator soit court-circuité. Un danger supplémentaire dû à des vibrations excessives existe pour les périphériques raccordés et les joints.
En plus de la sollicitation des matériaux, les vibrations des machines représentent également une charge pour l'environnement. Ceci ne s'applique pas seulement aux mouvements vibratoires proprement dits, mais aussi et surtout au bruit (bruit de structure) provoqué par les vibrations. De plus, les vibrations ont une influence négative sur la précision d'un processus de fabrication et donc sur la qualité des pièces.
Les vibrations provoquées par un corps en rotation résultent toujours d'un défaut d'équilibrage. Le défaut d'équilibrage peut être considéré, de façon imagée, comme un axe de rotation ou un axe de corps excentrique. Un corps présentant une excentricité se stabilise toujours sur la même position angulaire, tandis qu'un système parfaitement équilibré ne s'arrête qu'en raison des effets de frottement, si bien qu'il ne résulte pas de position angulaire claire à l'arrêt. Le défaut d'équilibrage étant un élément central de la durée de vie et de la précision de travail, il est soumis à un certain nombre de normes et de réglementations.
Pour ce faire, des masses variables sont déplacées vers le centre de rotation ou éloignées de ce dernier. Grâce à la nouvelle répartition des masses, les masses manquantes peuvent être corrigées, par exemple, par des alésages ou des masses externes.