Qu'est-ce qu'un diagramme de Campbell ?

Un diagramme de Campbell (ou diagramme d'interférence) représente les fréquences d'excitation (harmoniques de la vitesse de fonctionnement) en fonction des fréquences propres. À l'intersection des lignes harmoniques et des lignes de fréquences propres, il existe une résonance potentielle ou une vitesse critique.

Que sont les ordres harmoniques ?

Les harmoniques représentent des multiples de la vitesse de rotation. L'harmonique 1× est la fondamentale (une fois par tour), l'harmonique 2× est deux fois par tour (fréquente en cas de défaut d'alignement), et les harmoniques d'ordre supérieur sont liées au passage des pales, à l'engrènement, etc.

Comment puis-je déterminer les vitesses critiques à partir du diagramme ?

Les vitesses critiques sont atteintes à l'intersection des lignes d'ordre harmonique et des lignes de fréquence naturelle. La vitesse de rotation à ce point d'intersection est donnée par : RPM = fn × 60 / ordre, où fn est la fréquence naturelle en Hz et ordre est le numéro de l'harmonique.

Pourquoi les vitesses critiques sont-elles dangereuses ?

Aux vitesses critiques, une excitation harmonique coïncide avec une fréquence naturelle, provoquant une résonance. Ceci entraîne une amplification des vibrations, des dommages structurels potentiels et une usure accélérée des roulements et des composants.

Comment éviter les vitesses critiques ?

Assurez-vous que la vitesse de fonctionnement soit à au moins 20% de toute vitesse critique. Les options incluent la modification des fréquences naturelles (modifications de la rigidité/de la masse), l'ajout d'amortissement ou l'ajustement de la plage de vitesses de fonctionnement.

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.

Jusqu'à 5 fréquences naturelles Harmoniques 1×–10× Vitesses critiques

Franchissements de vitesse critique

Nombre total de passages dans la plage de vitesse

—

Plage de vitesse

—

Fréquences naturelles

—

Diagramme de Campbell

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	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

Exemple — Pompe centrifuge

Compte tenu de ce qui précède : f_n1 = 25 Hz, f_n2 = 48 Hz, Harmoniques : 1×, 2×, 3×

1× franchissement à f_n1: tr/min = 25 × 60 / 1 = 1500 tr/min

2× franchissement à f_n1: tr/min = 25 × 60 / 2 = 750 tr/min

1× franchissement à f_n2: 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.