EPRIUVE DE TIPE - PARTIE D Temps de préparation : 2h 15 Temps

EPRIUVE DE TIPE - PARTIE D
TITRE '. Etude elesvibrcûions pour la maintenance conditionnelle
Tempsde préparation: 2h 15
Tempsde présentaûon
devantle jury : 10minutes
Entretienavecle jury : l0 minutes
GUIDE POUR LE CANDIDAT:
Le dossierci-joint comporte:
Documentprincipal: l1 pages
Documentscomplémentaires
: 0 page
Divers : 0 page
Travail sugqéréau candidat :
'
Faire une synthèsedu texte ;
'
Dégager I'intérêt de la méthode ;
'
Montrer les limites des principes exposés.
CONSEILS GENERATIX POUR LA PREPARATION DE L'EPREUVE :
-
Lisez en entier dans un temps raisonnable.
Réserr,'ezdu temps pour préparer I'exposédevant le jury.
Notedu professeur:
Lors de I'exposé,il estconseilléde s'appuyerle plus souventpossiblesurles exemplesconcretsévoquésdansle
document.
Etude des vibrations oour la maintenanceconditionnelle
tr Vl BRATIONS-MAINTENANCE.doc page lll2
1. - Les étudesdesvibrations
Toutesles machinesen fonctionnementproduisentdesvibrations. La détériorationdu
fonctionnementsetraduit par une < modificationde répartitionde l'énergievibratoire > conduisant
le plus souventà un accroissementdu niveaudesvibrations. En observantl'évolution de ce niveau,
il est par conséquentpossibled'obtenirdes informationstrès utiles sur l'état de la machine.
L'utilisationdesvibrationspour surveillerles machinesn'estpasnouvelle- puisqueles mécaniciens
posaientautrefoisleur tournevissur un moteurpour en < écouterles mouvementsinternes- mais
cestechniques< sensitives> se sont aujourd'huimoderniséesgrâceà I'apparitionde matériels
nouveaux,au point de faire de l'étudedesvibrations,un desoutils les plus utiles à la maintenance
moderne.
1.1 - Générulités
Le principede I'analysedesvibrationsestbasésur I'idéeque les structuresde machines,excitées
par des efiorts dynamiques,donnentdes signauxvibratoiresdont la fréquenceest identiqueà celle
desefforts qui les ont provoqués; et la mesureglobaleprise en un point est la sommedesréponses
vibratoiresde la structureaux différentsefforts excitateurs.On peut donc,grâceà des capteurs
placésen despoints particuliers,enregistrerles vibrationstransmisespar la structuresde la machine
et, grâceà leur analyse,identifier I'origine desefTortsauxquelselle est soumise.
De plus, si I'on possèdela < signature> vibratoire de la machinelorsqu'elleétait neuve,ou réputée
en bon état de fonctionnement,on pourra,par comparaison,apprécierl'évolution de son état ou
décelerI'apparitiond'efforts dynamiquesnouveauxconsécutifsà une dégradationen cours de
développement.
La mesured'unevibration transmisepar la structured'unemachinesousI'effet d'effortsdynamiques
serafonction de multiples paramètresque I'on peut sépareren trois groupes
In' groupe
. Masse,rigidité et coefficientd'amortissement
de la structurequi véhicule les vibrations.
. Caractéristiques
de fixation de la machinesur le sol qui opposedesréactionsaux
vibrations et modifie I'intensité.
. Positionnementde la prise de mesure.
Ces élémentssont généralementregroupéssousle terme de < fonction de transfert >>
caractéristiquede la structure.
2èmegyoupe
. Position et fixation du capteursur la machine.
. Caractéristiques
du capteur.
. Préamplificationet transmissiondu signal.
. Performancede I'appareilanalyseur.
de la chaînede mesureque I'on doit s'efforcerde
Ces paramètresconcernentles caractéristiques
rendre invariablesd'une mesureà I'autre.
3èmegrottpe
. Vitessede rotation et puissanceabsorbée.
. Etat desliaisonsde la chaînecinématique(alignement,balourd,engrenages,
roulements,
etc.).
Etude des vibratons pour la maintenanceconditonnelle
H VIBRATIONS-MAINTENANCE.doc
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1.2 Nature des vibrations
Les vibrations mécaniquessont desmouvementsoscillantautourd'uneposition moyenne
d'équilibre. Ces mouvementsoscillantscaractéristiques
de I'effort qui les génère,peuventêtre,soit
périodiques,soit apériodiques(transitoiresou aléatoires)selonqu'ils se répètentou non,
identiquementà eux-mêmesaprèsune duréedéterminée.
.
Les vibrationspériodiquespeuvent
correspondreà un mouvementsinusoïdalpur
commecelui d'un diapasonou, plus
généralement,à un mouvementcomplexe
périodiqueque I'on peut décomposeren une
sommede mouvementssinusoidaux
élémentaires,
plus facilesà analyser.
Fréquencefondamentale
ou premierharmonique
Les mouvements sinusoïdauxélémentairessont appelés< composantesharmoniques) et leurs fréquences
sont des multiples entiers de la fréquencedu mouvement étudié qui est appelée<fréquencefondamentale>
ou fréquencede I'harmoniqued'ordre l.
Les vibrations transitoires (comme par exemple
la vibration provoquéepar un marteaupilon) sont
généréespar desforcesdiscontinues(chocs).
Elles peuventprésenterou non un aspect
oscillatoirerevenantà une position d'équilibre
aprèsamortissement.Lorsqu'il existedes
oscillations,comme pour une structurequi vibre
aprèsun choc et pour laquelle le coefficient
d'amortissementest faible. on dit qu'il y a un
amortrssement
sub-critique,et le mouvementest
pseudo-périodique.Si l'amortissementest très
important, la structure revient à sa position
d'équilibresansoscillation,on dit alors que
I'amortissementest sur-critique et le mouvement
est apériodique.
amortissement
critique
_ amortissement
Ces deux types de mouvementstransitoirespeuventêtre décritspar desfonctionsmathématiques
Etude des vibrations pour la maintenancecondiûonnelle
Hl \IIBRATIONS-MAINTENANCE.doc
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r
Les vibrationsaléatoires(commepar exemplela vibration généréepar le phénomènede
cavitationsur une pompe) sont caractérisées
par un mouvementoscillantaléatoirequi ne se
produit pasidentiquementà lui-même comme les mouvementspériodiques.Les vibrations
aléatoiresne peuventêtre représentées
mathématiquement
que par une sériede relationsde
probabilitéscar il faudraitthéoriquementun tempsinfini pour les analyser,mais on peut
considérerque la fonction aléatoireest une fonction périodiquedont la périodicitéest égaleà
I'infini et que cettefonction est constituéed'uneinfinité de fonctionssinusoidalesdont la
fréquencevarie de laçon continue.
Cesvibrationscaractéristiques
sont donc toutesidentifiableset mesurables.La tendanceà
I'accroissement
de leur intensitéest représentative
de l'évolutionde I'effort qui les génèreet
révélatricedu défautqui se développe.
1.3
Représentation du signul vibratoire
1.3.I Représentationspectrale(ou fréquentielle)
Le spectreest le conceptfondamentalde I'analyseen fréquence. C'estla représentationd'un signal
dont I'amplitudene seraitplus donnéeen fonction du tempsmais en fonction de sa fréquence.
Si I'on décrit mathématiquement
un signal sinusoidal,nous obtenons
A(t; = A sin(root+@o)
où A est I'amplitudemaxi du signal
o la pulsationen rdls ( coo= 2nfo)
Snla phaseà I'instantt : 0.
Pour décrirecomplètementce signal,
il suffit de connaître.
A amplitudemaxi
fo fréquencedu signal
Amplitude
$ophase
1.4 - Méthodes d'étude des vibrations
Une ondevibratoire peut-êtreétudiéepar plusieursméthodesqui correspondentà des niveaux
differentsde connaissance
du phénomèneet à I'utilisationde matérielsd'analyseplus ou moins
sophistiqués
:
. Mesurede la valeur globale
. Techniquede résonance
. Analyse spectrale
Etude des vibrations pour la maintenanceconditiorurelle
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1.4.1Mesurede la valeurglobale
La mesurede la valeur globale est une méthodeapproximative d'analysedu signal qui fait abstractiondu
paramètrefréquentiel pour ne mesurerque I'amplitude évaluée :
'
sn valeur crêteà crête(l) c'està dire en mesurantI'amplitudemaximum de I'ondefondamentale,mesure
utile par exemple lorsque le déplacementvibratoire d'une machine est critique en regard des contraintes
de charge maximale ou de jeu mécanique.
r en valeur crête(2\, mesureintéressante
pour indiquerpar exemplele niveau d'un choc de courte durée.
'
en valeur efficace(3), mesurequi tient comptede l'évaluationde la valeur descomposantesharmoniques
et directement reliée au contenu énergétiquede la vibration.
A noter que ces valeurs d'amplitudesd'utilité complémentairepeuvent représenterun déplacement,une
vitesseou une accélération,car vitesseet accélérationsont aussidesfonctionssinusoidalesobtenuesaprès
dérivation dc la fonction déplacement.
ntveau
efiicace
Signal
simple
temps
Différentes manières
de mesurer I'amplitude
en valeur globale :
Signal
complexe
Note:
Valeur effrcace =
if "'(t) dt
Niveau
efficace(3)
Ternpr
Valeurmoyenne:
ffFt'1a'
Valeur
moyenne
1.4.2Techniquesde résonanceutiliséespour le dépistagedesdéfautsde roulements
Les fréquencesengendréesau-delàde 20000 Hz sontdesfréquencesduesprincipalement.sur une machine
tournante, à un défaut de roulement ou d'engrenage,à I'exclusion des défauts de balourd, désalignement.
problèmesélectriques,forceshydrauliqueset aérodlmamiques.
La méthodede mesurepar techniquede résonanceest donc baséesur I'utilisationd'un filtre éliminant les
fréquencesinférieures à 20000 Hz et d'un capteur de vibrations dont la fréquencepropre (ou résonance)est
de I'ordrede 30000 Hz et dont on mesureI'excitation,< pointesd'énergie) ou (( ondesde choc >. La mesure
de l'évolution de cetteonde de choc caractéristiquedespaliersdéfectueuxpermet de suivreavec précision
l'état d'un roulementsansse préoccuperde la complexitéde I'ensemblede la machine.
A noter que cettetechniqueest valablepour des machinesrelativementcalmescomme des moteurs
électriques.mais plus aléatoirepour despompes(qui ont desturbulencesà hautesfréquencesct des
cavitations) ou pour des boîtes de vitessescomplexesdont les harmoniquesd'engrènementsont à haute
fréquence.
Etude des vibrations pour la maintenanceconditionnelle
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1.4.3Analyse spectrale(ou analr-seen fréquence)
Commenous l'avonsvu, dansla
plupart desmesuresde
vibrations,il est beaucoupplus
aisé de travailler dansle domaine
des fréquencesque dansle
domainedestemps. De ce fait
est née I'idéede I'analyseen
fréquence(spectrale)où le signal
amplitude/temps
estconrerti en
signalamplitude/fréquence.
Le spectre,outil de cette analyse,
se présentesousforme d'un
graphique montrant I'amplitude
de la vibration à chaque
fréquence.
1 x RPM {rotalronrpar minurcr}
Exempletypiquedu tracéd'un spectre
Comme on le voit dansun spectre,toutesles composantesdu signalvibratoire sont représentées
sousforme de < Pics > et I'on peut suivreindividuellementune variation d'amplitudesansqu'il y ait,
comme dansla mesureglobale,d'effet de masquequi risqued'estomperla mise en évidenced'un
défauten développement.
A partir des caractéristiques
d'unemachinesurveillée,et desfréquencesauxquellesapparaissent
les
anomalies,il est donc possible,comme le montrentles tableauxci-aprèsreprésentant
un ensemble
moteur-multiplicateur-compresseur,
de détecterI'origined'un défaut et d'en suivre l'évolution.
Moteur
Multiplicateur
{glf
Compresseur
tlÉn
62 dentr
1{80 È,'bn
93
d.trta
Amplitude
dupic
1o L-"- '-
mnvsI I
lll
lKHz
2
Frequence
Etudedesvibrationspour la maintenance
conditiorurelle H VIBRATIONS-MAINTENANCE.doc
pug gn
Fréquencede la vibration en Hertz
328 Effet d'aubesdesrotorsdu compresseur
moteur
rotor
Fondamental
25
(engrènement)
656 Effet d'aubesdesrotorsdu compresseur
50 Alignement moteur/multiplicateur
(harmonique)
du
roue/pignon
54.6 Rotaton vis entraînéedu compresseur 2415 Engrènement
multiplicateur
du 50M Enregistrementpignon/rouedes 2 rotors
motrice
82 Fondamental vis
du compresseur
compresseuret arbreG.V du réducteur
multiPlicateur/
1 æ Alignement
comDresseur
On voit, ù2075 hertz,un pic d'amplitudeimportantecorrespondantà la fréquenced'engrènement
roue/pignondu multiplicateur,et significatif d'uneanomalieprobable.
1.5
Détection pur l'analyse spectrale desprincipules unomulies
Les anomaliesspectralespeuventêtre classéesen 3 catégories:
' Pics apparaissantà desfréquencesmultiplesou sousmultiplesde la vitessedu rotor
. Pics apparaissantà desvitessesindépendantes
de la vitessedu rotor
. Densité spectraleprovenantde composantesaléatoiresde la vibration.
sontliéesà cellesdu rotor
provoquantdesPicsdont les fréquences
1.5.1Phénomènes
de mauvaisserrage
Ce sont principalementles phénomènesde balourd,de désalignement"
mécanique,d'avaried'engrenage,de tourbillonnementde film d'huile, d'excitationhydrodynamique,
de mauvaisétat de courroiede transmission...
.
Balourd
C'estla causede vibrationsla plus communeet la plus fréquemmentrencontrée.En dépit
du soin apportéà la constructiondesrotors,il est donc impossiblede les équilibrer
parfaitementet il existedonc toujoursune vibration à la fréquencede rotation dont
I'amplitudeest directementproportionnelleà I'importancedu balourd et au carréde vitesse
à une
de rotation. Une modification brusquede I'amplitudecorrespondsystématiquement
partie
la
peut-être
rupture
déformation
d'une
une
ou
I'origine
modification du balourd dont
du rotor (ailettesde turbine par exemple). Si cettemodification d'amplitudeest plus lente,il
de la partietournante(suie,dépôt,etc.).Le
peut s'agird'uneusureou d'un encrassement
phénomènese caractérisepar une vibration radialeimportanteà la fréquencede rotation.
.
Désalignement
Un désalignementprovoquedesvibrationsà la fréquencede rotationainsi qu'aux
harmoniquesd'ordre2,3 et parlois 4 (double,triple, quadruplede la fréquencede rotation et
parfois même davantageen particulierpour les accouplementsà dentureoù I'on rencontre
les harmoniquesliés au nombrede dentset à la fréquencede rotation) La composante
axiale de la vibration est particulièrementimportantepour I'harmoniqued'ordre2.
.
Mauvais serragemécanique
Lorsqu'unpalier est desserréou présenteune possibilitéde mouvementpartiel dansle plan
radial, il apparaîtune vibration radialeà une fréquenceégaleà deux fois la vitessede
rotation. Cettevibration se produit sousI'effet du balourd initial et elle peut prendreune
du palier.
amplitudeélevéeen fonction du degréde desserrage
Etude des vibratons pour la maintenanceconditonnelle
H VIBRATIONS-MAINTENANCE.doc
pageTlI2
.
Avarie d'engrenage
Dans le phénomèned'engrènement,
il se produit un choc chaquefois qu'unedent menante
est en contactavecune dent menée. Ceci génèreune vibration dont la fréquenceest égaleà
la vitessede rotationdu pignon multipliée par son nombrede dents. S'il y a déformationdu
profil de la denture,la fluctuationde la chargesur la ou les dentsdonnenaissanceà des
fluctuationsde vitesseet aboutit aussià une modulationde fréquence(ou de phase).
L'analysespectralede ce phénomènemontre desbandeslatéralessituéesde part et d'autrede
la fréquenced'engrènement.
.
Tourbillonnement
de film d'huile
Ce phénomèneapparaîtsur les palierslisseslaiblementchargés,lubrifiés en graissage
hydrodynamique.Il se produit légèrementen dessousde la moitié de la fréquencede
rotation de I'arbre(de0.42 à 0.48 fois la fréquencesuivantles caractéristiques
du palier).
Ceci, associéà un balourd du rotor et à une fréquencedu résonancevoisine de la vitessede
rotation, conduit au phénomènede fouettementdu rotor.
.
Excitationhydrodynamique
Les variationsde pressionengendrées
par les ailettesd'uneturbine passantdevantdes
ailettesfixes vont créerdesvibrationsdont la fréquenceseraégaleà la vitessede rotation
multipliée par le nombred'ailettestournanteset le nombred'ailettesfrxes.
.
Courroie de transmissionen mauvaisétat
Le mauvaisétat d'unecourroieen < V > (variation de largeur,déformation)créedes
variationsde tensionsusceptiblesd'induiredesvibrationsde fréquenceégaleà celle de la
rotation de la courroie. Si les pouliesne sont pasbien alignées,il y auraune composante
axiale inhérenteà cettevibration.
1.5.2Phénomènes
créantdespics à desfréquences
non liéesà celledu rotor
. Vibrations de machinesvoisines
Le sol et les soclesde fixation peuventtransmettreles vibrationsd'unemachineà l'autre. Si
I'on arrêtela machinevoisine mise en cause,le pic spectraldisparaît.
.
Vibrations d'origineélectrique
Les vibrations despartiesmétalliquesdu statoret du rotor sousI'excitationde champs
électromagnétiques
produisentdespics à desfréquenceségalesà celle du secteuret à ses
harmoniques.
L'augmentationde cespics peut être le signede la dégradationdu moteur (par exemple
variation de I'entrefer). Cespics disparaissent
bien évidemmentavecla coupuredu courant.
.
Résonancede la structureou du rotor
Chaquesous-ensemble
de la machinepossèdeune fréquencepropre de résonancequi est
fonction de paramètresmultiplestels que la rigidité, la masse,la forme géométrique...
Si une excitationquelconquepossèdeune fréquencevoisine de celle de la résonance,un pic
apparaîtdansle spectre.
Les machinessont toujoursconçuespour que cesfréquencesde résonancene se rencontrent
que dansles régimestransitoireset non au régimede fonctionnement.
Etude des vibrations pour la maintenancecondiûonnelle
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aléatoiresdu spectre
1.5.3Phénomènes
créantdesmodificationsdescomposantes
'
Cavitation
Ce phénomènehydrodynamiqueinduit desvibrationsaléatoiresqu'il faut pouvoir
reconnaîtrepour les éliminer en modifiant les caractéristiques
d'aspirationde la pompe. Il se
reconnaîtégalementpar un bruit caractéristique.
.
Ecaillagedesroulements
L'écaillaged'unepiste de roulementsprovoquedeschocset une résonancedu palier qu'il est
facile d'identifier avecun appareilà mesured'ondesde chocs. En analysespectrale,ce
phénomèneapparaîtaux hautesfréquencespar une densitéspectralequi augmenteau fur et
à mesureque les roulementsse détériorent.
Si I'avariedu roulementne comportaitqu'un seulpoint, on pourrait voir apparaîtreun pic à
une fréquenceliée à la vitessedu rotor et aux dimensionsdu roulement(diamètrede pistes
intérieureset extérieures,nombrede billes). Ceci est en fait extrêmementrare, car un seul
point de détériorationne tarde pas à se propagersur la surfacede la piste et sur les autres
piècesdu roulement,créantainsi une vibration de type aléatoire.
I
Frottements
Le frottementde surfacescomportantdesaspéritésgénèredesvibrationsd'unefréquence
généralementélevée. L'état de surlaceet la naturedes matériauxen contacta une influence
sur I'intensitéet la fréquencedesvibrationsainsi créées.
Ces phénomènessont souventsporadiqueset donc difficiles à analyseret à surveiller.
1.6
Le matériel (Chaîne de mesure)
La chaînede mesuredoit remplir les fonctionssuivantes
r transformerla vibration mécaniqueen signalélectrique. C'estle rôle du capteurdont le
signal seraéventuellementamplifié pour le rendreexploitable.
I transmettrele signal ou le mettre en mémoire. C'estle rôle desappareils
d'enregistrement
ou desappareilsde numérisationdu signal.
. analyserle signal. C'estle rôle de I'analyseur.
1.6.1Les capteurs
Selonla gammedes fréquencesétudiéesils doivent mesurersoit le déplacement,soit la vitesseou
I'accélération.
Il existedes capteursspécifiquesà chacunde cesparamètresmais I'accéléromètreou capteur
d'accélérationest le type de sondele plus utilisé en raisonde sa largegammede fréquences
d'utilisation(il peut mesurerun déplacement
ou une vitesse)et de sesfaiblesdimensions.
I .6.2Les enregistreurs
Jusqu'àI'apparitionrécented'appareilsnumérisantle signaldès la prise de mesure,on était contraint
de collecterles informationssur un magnétophoneportatif. Ces appareilsà enregistrement
analogiqueont maintenanttendanceà être supplantéspar des appareilsà enregistrementnumérique
qui sont souventd'un encombrementplus faible et qui permettentla programmationde la tournée
du technicienchargéd'effectuerles mesures.
Etude des vibrations pour la maintenanceconditiorurelle
H VIBRATIONS-MAINTENANCE.doc
page 9l12
1.6.3Les analyseurs
Appareils de mesureglobale
En effet, il se
Lt.rqu'on effectuerÀ" -.r.r.. globale,la fonction de l'analyseurest assezsommaire.
signal
bornq dansce cas,à donnerunà valeur crêteou une valeur efficacede I'amplitudedu
mesuré.
Appare i ls à filtre accordab Ie
De ce fait' on
cïtype d'appareildonnedesmesuresfrltréessur une gammede fréquencechoisie .
de
p"riàuoi, une idée approximativede la forme du spectre.Pour diminuerla duréed'exploitation
plutôt
à pourcentageconstant
iu gu--. complètedesfréquences,on utilise desfiltres passe-bande
que les filtres à largeurconstante.
'
Filtre à pourcentageconstant
Sa largeurest proportionnelleà la fréquencemoyenned'accord. Un filtre à 40Âaurapar
Hz et de 40
.*.*pl. une lâ.gËu.de bandepassantede 4Hz pour une fréquencecentralede 100
Hz pour une fréquencecentralede 1000Hz.
mais ne
Ce iype de filtre permetde scruterbeaucoupplus rapidementles hautesfréquences.
défauts
des
p...èt pas,généialement,de décelerles bandeslatéralessignificatives
du fait de la largeurde bandetrop importante.
d'engrènement,
.
Filtre à largeurde bandeconstante
Ce type de filtie comme son nom I'indiquepossèdeune largeurconstante.Il présente
I'inconvénientde nécessiterbeaucoupde tempspour couvrir les hautesfréquences.
Analyseurs du spectre en tempsréel
et
L'anâlyseurde ipectre en tempsréel convertit les donnéestemporellesen donnéesfréquentielles
donc
Il
effectue
p"r."i de voir tàus les changômentsintervenusdansle domainedesfréquences.
par un système
automatiquementla transfoÀation de Fourier, soit par un systèmeanalogique,soit
digital
AJtuellement,les analyseursde spectremodernessont construitsautourd'un micro processeur
numériser
utilisant I'algorithmeFFT (FastFàurier Transformation)pour lequel il est nécessairede
le signal. Ce sont donc des analyseursdigitaux.
T,esignal
Desippareils récentsont vu leur taille diÀinuer de façon, à devenirréellementportables.
I'allure
est numérisédès la prise d'informationset un écrande faiblesdimensionspermetde voir
généraledu spectre. Ces appareilspeuventmettreen mémoireun certainnombre de mesurequ'ils
iestituerontensuiteà un oràinateurpour traitementet archivage.Une analyseplus précisede
spectrepeut alors être effectuéeainsi que des comparaisonsavecles spectresprécédents.
Fonctions auxiIiaires
Les analyseursde spectreet les logiciels qui leur sont associés,lorsqu'intervientI'utilisationd'un
ordinateur,permettentd'effectuerun certainnombred'opérations
r
zoom
Cette fonction permetd'affrcherune bandede fréquenceréduite sur toute la largeurde
l'écranafin d'examinerplus facilementcertainsphénomènes,tels que les bandeslatérales.
. différenciationet intégration
Des donnéesprélevéespar accéléromètrepeuventêtre convertiespar intégrationen vitesse
et déplacem"nt.t inveriementde déplacementou vitesseen accélérationpar différenciation
Etude des vibrations pour la maintenanceconditionnelle
El VIBRATIONS-MAINTENANCE.doc
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I
comparaisonde spectres
Les comparaisonsde spectressont possiblesgrâceà la mise en mémoiredes informationset
à leur exploitationpar le logiciel.
I
comparaisonde spectresaveccorrectionde vitessede rotation
La comparaisonde spectresne peut s'effectuervalablementque s'ils ont été échantillonnésà
la même vitessede rotation. En effet, un écartde celle-cidécaleles pics du spectrequi ne
peuventdonc plus être comparéspar soustraction.Certainslogicielspeuventmaintenant
effectuerautomatiquementcettecorrection.
1. 7 Exemple d'upplication
A titre d'exempled'utilisationdesanalysesvibratoires,voici la résolutiond'un problèmede
désalignemententreune pompeGuinard et son moteur d'entraînement,
survenuen 1983à I'usine
Rhône-Poulencde Chalampé.
1.7.1 Caractéristiques
de la machine
Moteur électrique
Asyncbrone
Pompe
GuinardSMK 2*4*l3h
110Kw - 380v
Rotor avec2 impulseurs
2960tr/mn
Pressionaspiration: 0.3 bar
Bipolaire
Pressionrefoulement: l8 bars
Palier A
Palier Butée C
RoulementSKF NU 318 MC 3
RoulementNU 312 SI(F
Palier B
PalierD
Roulement,SI(F6316
Roulemenl73ll BG SKF
Accouplement:
...Marque: SFAC - Batignolles
,..Type: ZYzà denture+ pièced'espacement
Châssis: Acie!- mécano-soudé,
scellésur massifen béton
Etude des vibratons pour la maintenanceconditonnelle
HVIBRATIONS-MAINTENANCE.doc
oasell/12
1.7.2
Diagnostic
'
Lors d'un relevé périodique, I'agentd'entretienpréventif du
'
'
secteura signaléune augmentationdu
niveau global de vibration.
Suite à ce constat. le responsabled'entretiena demandéun diagnostic de la machine par analyse
vibratoire.
Les graphesdu niveauvibratoire en fonction de la fréquence,relevéssur le palier B du moteuren
vertical (V) et en axial (Ax), sont représentéssur les figures ci-après :
bv{S!--
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Sur les deux graphes,nous constatonsun pic importantà 100Hz. Or le moteur de la pompetourne à 3000
tours/mn soit 50 tours/sou 50 FIz.
'
Le désalignementse traduit par une vibration dominante à deux fois la vitesse de rotation. ceci tant cn
radial qu'enaxial. Par ailleurs,s'il y a désalignement,son pic est généralementsupérieurau pic du
balourd qui est, lui, calé sur la fréquencede rotation.
Toutes ces conditions étant réunieson peut constatersur les graphesqu'il y a désalignemententre I'arbre
du
moteur et celui de la pompe.
1.7.3
r
Conclusion
Les graphesci-dessousont été enregistrésaprèsréalignementde la machine. On constateque le
niveau du pic < désalignement> à 100 Hz a été diminué par un facteur 5 et le niveau globai par
un
facteur 4
--r'rr*'
a^LÀ.
a..,
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Etude des vibrations pour la maintenanceconditiorurelle
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El \fIBRATIONS-MAINTENANCE.doc
page l2/I2