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وزارة التعليم العالي و البحث العلمي BADJI MOKHTAR ANNABA-UNIVERSITY جامعت باجي

وزارة التعليم العالي و البحث العلمي BADJI MOKHTAR ANNABA-UNIVERSITY جامعت باجي مختار عنابت UNIVERSITE BADJI MOKHTAR ANNABA Année :2017 FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIEUR DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE MEMOIRE PRESENTE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER INTITULE DOMAINE : SCIENCES ET TECHNIQUES FILIERE : MASTER SPECIALITE : MECANIQUE AVANCEE PRESENTE PAR : HAMMAS TOUHAMI DIRECTEUR DU MEMOIRE : Mr GOUASSMI SASSI Le : 18 - 06 – 2017 DEVANT LE JURY PRESIDENT : - Pr. BEY K EXAMINATEURS : - Dr. CHEMMAMI A - Dr. BENAMIRA M - Pr. HAIAHEM A Contribution à l’étude vibratoire du comportement dynamique d’un mécanisme bielle-manivelle Remerciements Je remercie dieu tout puissant pour m’avoir aidé à réussir, Toute ma famille (mes parents, mes oncles et mes tantes) d’avoir toujours été là pour moi et je n’oublie pas mes cousins et mes amis. En mémoire à ma maman ... Résumé Dans un mécanisme en rotation, il existe des charges dynamiques supplémentaires, qui sont provoquées par les forces d’inertie des répartitions asymétriques des masses. Nous nous attèlerons à déterminer et évaluer ces charges dynamiques supplémentaires et nous montrons leurs conséquences désastreuses dans les couples cinématiques (jeu, bruit, usure,…) et sur la fondation Donc il est impératif et nécessaire d’éliminer ces charges dynamiques supplémentaires en procédant à leurs équilibrages. Sommaire  Remerciements ............................................................................................................... /  Sommaire ....................................................................................................................... /  Introduction ................................................................................................................... /  Chapitre1 : Généralités ................................................................................................ 1  1.1 : Déséquilibre-balourd .......................................................................................... 1 1.1.a) Définitions .............................................................................................. 1 1.1.b) Types de déséquilibre ........................................................................... 3 1.1.c) Équilibrage .............................................................................................. 4 1.1.d) Types d’équilibrage .............................................................................. 8 1.1.e) Pratique de l’équilibrage ..................................................................... 11  1.2 : Machines à équilibrer ........................................................................................ 13 1.2.a) Définition ............................................................................................. 13 1.2.b) Types de machines à équilibrer .......................................................... 13  1.3 : rotors rigides ....................................................................................................... 15 1.3.a) Définitions ............................................................................................. 15 1.3.b) Composition d’un vilebrequin ............................................................ 17 1.3.c) Assemblage d’un vilebrequin .............................................................. 18 1.3.e) Vilebrequin monobloc .......................................................................... 18 1.3.f) Défauts de serrage ................................................................................ 18  Chapitre2 : Etudes Théoriques  2.1 Détermination des grandeurs cinématiques ...................................................... 19 2.1.a)Méthode graphique ............................................................................... 19 2.1.b) Méthode analytique ............................................................................. 21  2.2 Étude dynamique.................................................................................................. 25 2.2. a) Détermination des forces d’inertie ................................................... 25 2.2. b) Méthode des points auxiliaires ......................................................... 27  Chapitre3 : équilibrage des couples cinématiques .................................................. 37  3.1 : Équilibrage des masses tournantes ................................................................... 37 3.1.a) Présentation du problème .................................................................. 37 3.1.b) Détermination des pressions sur l’axe d’un corps en rotation ....... 37  3.2 : EQUILIBRAGE D’UN VILEBREQUIN ........................................................ 43  3.3 Modélisation des vibrations d’un moteur ........................................................... 45  Conclusion ...................................................................................................................... /  Bibliographie .................................................................................................................. / Introduction INTRODUCTION : L’équilibrage est considère aujourd’hui comme absolument nécessaire pour pratiquement tous les rotors, que ce soit pour prolonger la durée de vie de la machine, améliorer son fonctionnement ou pour utiliser l’absence de vibrations comme un argument supplémentaire de vente. Bien que des nombreux responsables soient persuadés de cette nécessité, le processus «équilibrage » n’est que rarement intégré harmonieusement dans le déroulement de fabrication. Très souvent, sauf pour la fabrication en grande série, la procédure d’équilibrage est considérée comme coûteuse bien qu’inévitable ; elle est mise en œuvre sans préparation comme le tournage , toutes les données importantes sont disponibles - type de machine-outil , prise de pièce , vitesse de rotation , vitesse de coupe , avance , profondeur de passe, temps nécessaire pour l’équipement et la fabrication – pour l’équilibrage on laisse tout le processus entre les mains de l’ « équilibreur »ou du contremaitre . Ces derniers doivent décider sur la base de leurs expériences, de leurs connaissances et de leurs intuitions ce qui doit être fait, et de quelle manière. En effet, malgré tous les travaux d’information et de normalisation réalisés par les ingénieurs et les spécialistes dans ce domaine depuis des décennies, les bases générales de la technique d’équilibrage ne font pas encore partie de la culture technique générale. L’évaluation des méthodes et des connaissances est souvent ignorée, et le travail est effectué selon des procédures et principes traditionnels, en n’utilisant que très imparfaitement les potentialités actuelles. Aucun constructeur expérimenté ne se risquerait aujourd’hui à concevoir une pièce de machine sans prendre en compte les possibilités de fabrication et indiquer les tolérances techniques acceptables. L’équilibrage est, en revanche, fréquemment oublié, alors que les conditions essentielles pour une procédure d’équilibrage réalisable et économique se préparent souvent dès le bureau d’études. De la même manière, il règne une certaine méconnaissance de l’offre du marché des machines à équilibrer, qui permettent pourtant de résoudre efficacement les différents problèmes d’équilibrage. Alors nous nous sommes penchées sur la technique d’équilibrage du mécanisme bielle manivelle Introduction La procédure de l’équilibrage est connue depuis longtemps mais les nouvelles techniques et les développements de la technologie aident cette technique devenir de plus en plus intéressante et nécessaire pour le monde industriel. CHAPITRE 1 : Généralités 1 Chapitre 1 : Généralités 1.1 : déséquilibre-balourd 1.1 a) Définitions :  Le déséquilibre : État dans lequel se trouve un rotor quand, par suite de forces centrifuges, une force ou un mouvement vibratoire est communiquée à ses paliers. Figure 1  Le balourd : Une des principales causes de vibration sur les machines tournantes ; Un balourd est par définition, une répartition irrégulière de la masse d’un rotor lors de sa rotation autour d’un axe. Figure 2 CHAPITRE 1 : Généralités 2  Valeur du balourd : La mesure quantitative du balourd d'un rotor est obtenue en faisant le produit de la masse de déséquilibre m par la distance r qui la sépare de l'axe de l'arbre (dans le cas de paliers rigides, l'axe de rotation est l'axe de l'arbre). La valeur ainsi calculée est appelée valeur du balourd U où U = mr. Les unités de valeur du balourd sont les grammes millimètres (g · mm) et les onces pouces. Exemple : Une valeur du balourd de 200 g · mm indique que la "partie lourde" du rotor est équivalente à une masse de 10 grammes à un rayon de 20 millimètres de l'axe de l'arbre ou à une masse de 20 grammes à un rayon de 10 millimètres, comme il est montré à la figure suivante De même, la valeur du balourd produit par une masse donnée varie en fonction de sa distance par rapport à l'axe de l'arbre. Figure 3 CHAPITRE 1 : Généralités 3 1.1.b) Types de déséquilibre :  Déséquilibre statique : Etat de déséquilibre tel que l’axe central principal d’inertie est uniquement déplacé parallèlement à l’axe de l’arbre. Figure 4  Déséquilibre couple : Lorsque l’axe central principal d’inertie coupe l’axe de l’arbre au centre de masse, l’état de déséquilibre est caractérisé par un couple de balourds. Figure 5 CHAPITRE 1 : Généralités 4  Déséquilibre dynamique : Etat dans lequel l’axe central principal d’inertie se trouve dans n’importe quelle orientation par rapport à l’axe de l’arbre, il peut être parallèle à l’axe de l’arbre, ou encore couper celui-ci. Figure 6 1.1.c) Equilibrage : L'équilibrage est le procédé par lequel on tente d'améliorer la répartition de la masse d'un rotor de façon que le rotor tourne dans ses paliers sans créer de forces centrifuges non compensées. L'équilibrage des rotors contribue à prolonger la vie utile des équipements. Il peut être réalisé sur une machine à équilibrer (fixe) ou encore à l'aide d'un analyseur de vibrations (portatif). L'information nécessaire pour réaliser l'équilibrage provient des mesures de vibrations des paliers causées par le déséquilibre du rotor. Les valeurs obtenues servent au calcul de la masse de correction requise pour réduire le déséquilibre et les vibrations qui en résultent. Les mesures sont effectuées au moyen d'un appareillage portatif incluant au minimum un analyseur de vibrations, un accéléromètre, une sonde photo-électrique et un programme d'équilibrage. CHAPITRE 1 : Généralités 5  Définition de l’équilibrage : Méthode par laquelle la répartition de la masse d’un rotor est vérifiée, et, si nécessaire corrigée de façon à garantir que le balourd résiduel ou la vibration des tourillons et/ou que les forces sur les paliers sont dans des limites spécifiées pour une fréquence correspondant à la vitesse de service. L'équilibrage est le procédé par lequel on tente d'améliorer la répartition de la masse d'un rotor de façon que le rotor tourne dans ses paliers sans créer de forces centrifuges non compensées. L'équilibrage des rotors contribue à prolonger la vie utile des équipements. Il peut être réalisé sur une machine à équilibrer (fixe) ou encore à l'aide d'un analyseur de vibrations (portatif).  Equilibrage d’un vilebrequin : Comme tout élément tournant, un vilebrequin doit être équilibré de façon statique et dynamique. L’équilibrage du vilebrequin est nécessaire pour réduire les vibrations des moteurs, causés par les forces et les moments produits par les pièces en mouvement alternatif et de rotation, et pour diminuer les charges exercées sur les coussinets de la ligne d’arbre. Le vilebrequin est soumis à deux types de forces qui sont provoquées par les pièces en mouvement qui sont reliées au vilebrequin. Ce sont la force centrifuge et la force alternative. Il est cependant impossible d’obtenir un équilibrage parfait, on fait donc appel à uploads/Geographie/ hammas-touhami.pdf