Outil d'ingénierie gratuit — #015
Calculateur de diagramme de Campbell
Représenter graphiquement les interférences entre les ordres d'excitation harmonique et les fréquences naturelles. Identifier les points de croisement des vitesses critiques pour les machines tournantes.
Franchissements de vitesse critique
Principe du diagramme de Campbell
Le diagramme de Campbell représente la fréquence d'excitation en fonction de la vitesse de rotation. Pour chaque ordre harmonique k, la fréquence d'excitation à la vitesse n est:
Un passage (vitesse critique) se produit lorsqu'une excitation harmonique correspond à une fréquence naturelle :
Ordres harmoniques communs
| Ordre (harmonique) | Source |
|---|---|
| 1× | Balourd, voilure, excentricité |
| 2× | Désalignement, palier elliptique, jeu |
| 3× | Défauts d'alignement (graves), défauts de couplage |
| k× (passage de pale) | Nombre de pales × tr/min |
| k× (engrenage) | Nombre de dents × tr/min |
Exemple pratique
Compte tenu de ce qui précède : fn1 = 25 Hz, fn2 = 48 Hz, Harmoniques : 1×, 2×, 3×
1× franchissement à fn1: tr/min = 25 × 60 / 1 = 1500 tr/min
2× franchissement à fn1: tr/min = 25 × 60 / 2 = 750 tr/min
1× franchissement à fn2: tr/min = 48 × 60 / 1 = 2880 tr/min
⚠️ Remarque : Maintenez la vitesse de fonctionnement à au moins 20 % d'écart par rapport à toute vitesse critique. Si une vitesse critique doit être franchie pendant la montée en régime, traversez rapidement la zone de résonance.
Un diagramme de Campbell représente les fréquences d'excitation (harmoniques de la vitesse de rotation) en fonction des fréquences propres. Les intersections indiquent des résonances potentielles — c'est-à-dire des vitesses critiques où des vibrations amplifiées peuvent apparaître.
Les ordres harmoniques sont des multiples de la fréquence de rotation de l'arbre. 1× = une fois par tour (balourd), 2× = deux fois par tour (délignage), les ordres supérieurs sont liés au passage des pales, à l'engrènement, etc.
Vitesse critique en RPM = fn × 60 / ordre. Par exemple, si fn = 50 Hz et l'ordre = 2×, la vitesse critique = 50 × 60 / 2 = 1500 RPM.
Aux vitesses critiques, la fréquence d'excitation coïncide avec une fréquence propre, provoquant une résonance, des vibrations amplifiées, d'éventuels dommages structurels et une usure accélérée des paliers.
Maintenez une marge de séparation d'au moins 20%. Solutions possibles : modifier la raideur ou la masse (décaler les fréquences propres), ajouter de l'amortissement, modifier la plage de vitesse de service ou franchir rapidement la résonance lors des phases de montée/descente en vitesse.
Les procédures décrites sur cette page ont été développées et testées sur le terrain par l'équipe Vibromera à l'aide du Balanset-1A, un équilibreur portable à deux canaux et analyseur de vibrations pour l'équilibrage des rotors sur site.
Identifiez les vitesses critiques et les résonances sur le terrain grâce à des analyseurs de vibrations professionnels. Utilisés dans plus de 50 pays.
