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1 1 L’analyse vibratoire pour la maintenance Les indicateurs d’une surveillance fiable

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L’analyse vibratoire

pour la maintenance

Les indicateurs d’une surveillance fiable

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SOMMAIRE

� Introduction

� Contexte

� Définitions

� Les types d’indicateurs

�Indicateurs énergétiques et typologiques

�Choix d’un indicateur

� Quelques cas concrets

� Synthèse

�Bibliographie

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INTRODUCTIONVibration : mouvement d'oscillation autour d'une position d'équilibre stable ou d'une trajectoire moyenne.

Principe fondamental de la dynamique :

L’origine du mouvement d’une structure résulte de l’application de différents efforts statiques et dynamiques.

L’analyse vibratoire a pour but de déterminer les forces internes ou externes qui sont appliquées à une installation donnée et de statuer sur la gravité de leur présence et/ou de leur amplitude.Elle s’est aujourd’hui très fortement répandue dans l’industrie en y trouvant sa place (et à juste titre) au sein des stratégies de maintenance conditionnelle.

Pourtant, aussi répandue soit-elle, les méthodes et les techniques utilisées sont très différentes d’un site à l’autre, évoluant au gré de l’intuition des utilisateurs et des politiques commerciales des constructeurs. Alors que les bases théoriques existent mais sont d’une part trop peu enseignées car souvent récentes et d’autre part rébarbatives pour les utilisateurs, très sensibles à l’empirisme.Il nous paraît donc intéressant de présenter un panorama de l’existant, voire du possible, en termes d’indicateurs et de critères, de mettre en évidences les carences de la pratique et de proposer des solutions.

²

².

dt

xdmF

rr=

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44

Evolution des paramètres de suivi "Maintenance"

307

43,629,2

0

63

238

111122

116 131

94

81

131127132,2

6,87,86,26,99,19,17,4

87,0100,6

61,6 58,0 66,5

60,0

0

50

100

150

200

250

300

350

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Heu

res

Nbre d'heures arrêt (Non programmé) Nbre de pannes MTTR MTBF

CorrectiveSystématique

Conditionnelle

INTRODUCTION

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Les stratégies de surveillance sont organisées de la manière suivante :

- Un ensemble d’équipements constituant un parc machines est placé sous surveillance,

- Des indicateurs, les outils de l’analyse vibratoire sontdéfinis pour représenter de manière fiable l’état mécanique des installations.

- L’évolution de ces indicateurs est tracée au rythme des campagnes de mesures (de quelques heures à plusieurs mois),

CONTEXTE

- Cette évolution est analysée et permet de mettre en évidence l’apparition ou l’aggravation d’un défaut suite aux efforts anormaux et donc aux vibrations qu’il génère,

- En fonction de la pertinence des diagnostics, les limites, seuils et gabarits de ces indicateurs sont ajustés et optimisés.

L’utilisation d’indicateurs est à la base de la surveillance et du diagnostic vibratoire.

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DEFINITIONS

Qu’est-ce-qu’un indicateur ?

Un indicateur est le résultat d’une mesure ou d’un calcul représentant un ou plusieurs aspects de l’état ou de la performance d’un équipement et dont l’évolution ou la transformation est significative de l’aggravation ou de l’apparition d’un défaut.

Il en existe quatre types :

- indicateurs scalaires,

- indicateurs spectraux,

- indicateurs vectoriels,

- indicateurs temporels.

En fonction de leur paramètres ils peuvent qui appartenir à deux familles aux propriétés

très distinctes :

- énergétiques,

- typologiques.

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Incidences du choix d'un indicateur :

Le choix d’un indicateur est loin d’être neutre. Chaque paramètre le définissant a une signification physique propre (accélération, vitesse, déplacement, valeur efficace, valeur crête, bande fréquentielle de définition, temps d’observation…) et correspond à un aspect particulier du comportement vibratoire. De ce fait, ce choix privilégie la détection de l’apparition d’un défaut ou d’une famille de défauts en éludant souvent la détection des autres.

Prenons pour exemple l’indicateur scalaire représentant la valeur efficace de la vitesse vibratoire mesurée dans la bande [10-1000 Hz ]. Cet indicateur n’est pas sensible aux défauts ayant une influence sur le premier ordre de la fréquence de rotation si cette dernière est inférieure à 600 tr/mn !

DEFINITIONS

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INDICATEURS SCALAIRES

Un indicateur scalaire associe à un signal brut ou ayant fait l’objet d’un traitement préalable (filtrage, démodulation), une grandeur caractéristique de son amplitude (valeur efficace, amplitude crête, taux de modulation…), de sa distribution d’amplitude (facteur de crête, kurtosis) ou de sa composition spectrale (amplitude d’une composante spectrale, valeur efficace d’une famille de composantes, taux d’harmoniques…).

Leur utilisation très répandue s’explique aisément par leur facilité d’utilisation : ils se réduisent à un nombre, se prêtent facilement à l’automatisation de leur gestion (archivage, courbes d’évolution, comparaison à des seuils).

Exemples :

- Niveau Global Accélération [0-20]kHz

- Niveau Global Vitesse [10-1 000]Hz

- Kurtosis

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INDICATEURS SPECTRAUX

Un indicateur spectral associe à un signal une représentation spectrale de ce dernier (spectre, zoom, cepstre, spectre de fonction de modulation, fonction de transfert…).

Ces indicateurs présentent le grand intérêt d’être sensibles aussi bien aux évolutions de la forme d’un signal qu’à celles de son énergie, et de ce fait, sont insensibles aux effets de masque à condition que les résolutions d’analyse choisies pour les élaborer soient en adéquation avec les fréquences de répétition des phénomènes recherchés. Ils offrent donc des perspectives extrêmement intéressantes dans le cadre de la surveillance des machines. Ils constituent par ailleurs un progrès considérable dans l’adéquation entre indicateur et défaut et la facilité de leur comparaison graphique par rapport à un état de référence favorise grandement l’interprétation de leurs évolutions.

Exemples :

- Spectre [0-10]kHz

- Zoom

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INDICATEURS VECTORIELS

Un indicateur vectoriel associe à des signaux issus de plusieurs capteurs de vibration une représentation dans l’espace du mouvement vibratoire. Ces indicateurs sont peu familiers, l’orbite en est le plus connu. Mais l’utilisation de déformées partielle ou globale, encore anecdotique, est certainement riche d’avenir en tant qu’indicateur typologique de comportement. Cette notion est d’ailleurs souvent abordée indirectement, lorsque certains spécialistes utilisent les déphasages entre points et directions de mesure pour essayer de se représenter à une fréquence donnée le mouvement dans l’espace d’une ligne d’arbres ou de ses paliers.

Exemples :

- Déformée opérationnelle

- Orbite

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INDICATEURS TEMPORELS

Un indicateur temporel associe à un signal une forme particulière de sa représentation temporelle obtenue après filtrage ou démodulation. Ils offrent l’avantage être directement accessibles àl’interprétation humaine. Ils permettent d’obtenir des informations difficilement accessibles dans le domaine spectral telles que le nombre de dents écaillées d’un engrenage, la durée d’un phénomène impulsionnel périodique ou la forme d’un phénomène de modulation….

Exemples :

- Profil d’engrènement

- Fonctions de modulation

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DEUX FAMILLES D’INDICATEURS

En fonction de leur nature ou de leur paramétrage on va distinguer :

- les indicateurs énergétiques qui représentent l’énergie du signal vibratoire mesurée dans une bande fréquentielle plus ou moins étendue sans relation identifiée avec les forces dynamiques dont la machine est le siège,

- les indicateurs typologiques qui sont en relation directe avec ces dernières et, de ce fait, en bien meilleure adéquation avec les défauts susceptibles de l’affecter.

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LES INDICATEURS ENERGETIQUES

Ce sont bien souvent des indicateurs scalaires représentatifs de l’énergie partielle ou totale du signal et dont les valeurs dépendent du choix :

− de la grandeur physique représentative du comportement vibratoire (accélération, vitesse, déplacement),

− du mode de quantification de cette grandeur (valeur efficace, crête…),

− de la bande de fréquences dans laquelle il est mesuré ou calculé. Selon l’étendue de la bande fréquentielle considérée, on parle alors d’indicateurs scalaires « large bande » ou de « niveaux globaux » ou d’indicateurs scalaires « bande étroite » voire « bande fine »,

− du temps d’observation du signal qui doit impérativement être adapté à la périodicité des phénomènes que l’on cherche à identifier.

Le terme niveau global est l’appellation consacrée des indicateurs scalaires « larges bandes ».

Il est assimilé à l’énergie vibratoire lorsque la grandeur cinématique représentée par le signal est la vitesse vibratoire.

Ce terme est également utilisé pour quantifier le déplacement et l’accélération.

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Inconvénients liés aux indicateurs énergétiques « larges bandes »

Ces indicateurs présentent plusieurs inconvénients majeurs qui de fait limitent considérablement leur fiabilité d’utilisation et leur capacité de détection de défauts à un stade précoce dans le cadre de la surveillance des machines :

− La forte dépendance de la sensibilité avec la nature des défauts.

− L’absence de relation formelle entre gravité du défaut et l’énergie vibratoire induite à cause notamment de la nature du défaut, du transfert mécanique et de la très forte influence de la vitesse de rotation de la ligne d’arbre présentant le défaut.

− Le manque de pertinence de la notion de seuil dès qu’elle est dissociée de la cause qui engendre le phénomène vibratoire, de la nature de la machine, de ses conditions de fonctionnement et de son environnement. Ainsi, une valeur efficace de la vitesse vibratoire [10 – 1000 Hz] de 6 mm/s ne présente pas le même degré de gravité si elle est la conséquence d’un déséquilibre, d’un désalignement ou d’un écaillage de bague de roulement, si la machine est un ventilateur ou une rectifieuse de précision et si elle repose au niveau du sol sur une fondation lourde ou en hauteur sur une charpente métallique par l’intermédiaire de plots élastiques.

LES INDICATEURS ENERGETIQUES

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- L’effet de masque qui entache fortement la sensibilité des indicateurs larges bandes lorsque l’énergie vibratoire induite par l'apparition d'un défaut n’est pas prépondérante devant celle induite par l'ensemble des forces dynamiques générées par le fonctionnement de la machine et des défauts déjà existants.

A titre d’exemple, si la valeur efficace de la vitesse vibratoire [10 – 1000 Hz] pour un ventilateur est de 4 mm/s, l’augmentation de l’amplitude de la composante d’ordre 2 de la fréquence de rotation de 0,3 mm/s à 3,0 mm/s suite à l’apparition d’un désalignement, se traduit seulement par une augmentation de 25% de la valeur de cet indicateur. Cette augmentation risque d’être considérée comme non significative, alors que l’état de cet équipement vient considérablement de se dégrader.

LES INDICATEURS ENERGETIQUES

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Bref, ce ne sont pas les considérations scientifiques qui justifie la vogue des indicateurs scalaires énergétiques larges bandes.

Ces inconvénients sont tout aussi graves dans le cadre d’une recette où la prise en compte de la spécificité de la machine est fondamentale et où l’identification de défauts latents devrait être la justification de l’opération.

Fiabiliser la surveillance par indicateurs scalaires énergétiques nécessite de minimiser les incidences de l’effet de masque et de différencier les seuils en fonction de la nature des défauts. Pour cela, il suffit de réduire la gamme fréquentielle dans laquelle ces indicateurs sont mesurés ou calculés en la rendant compatible avec l’étendue spectrale « utile » de la manifestation vibratoire du défaut recherché et en lui associant des seuils adaptés à la nature de ce dernier.

On parle alors d’indicateur scalaire « bande fine ou bande étroite » par opposition à « bande large », appellation déjà plus explicite que le vocable de « niveau global ». Cette approche conduit à une multiplication du nombre d’indicateurs à considérer pour assurer la surveillance d’une machine ou en diagnostiquer son état et introduit de fait la notion d’indicateurs typologiques ou comportementaux.

LES INDICATEURS ENERGETIQUES

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Cette famille regroupe tous les indicateurs scalaires autres que les indicateurs énergétiques "larges bandes", les indicateurs spectraux, vectoriels ou temporels représentatifs d’une force générée par le fonctionnement de la machine, d’un aspect précis de son comportement ou d’un symptôme d’une pathologie donnée.

La définition de ces indicateurs :

− nécessite au préalable une connaissance approfondie des différentes forces susceptibles d’être générées par le fonctionnement de la machine ou d’interférer avec le procédé, et des symptômes de chaque défaut susceptible de l’affecter,

− fait appel à des techniques de traitement du signal variées et parfois très sophistiquées (filtrage passe-bande, analyse spectrale basique, cepstre, zoom, analyse de réponses de résonances hautes fréquences (HFRT), démodulation (DAFP), analyse temps fréquence, reconstitution de mouvement vibratoire dans l’espace…) dont le choix dépend des symptômes et des pathologies à identifier dans les signaux vibratoires et de la précocité de détection souhaitée.

Par exemple, l'amplitude de la composante d'ordre 1 ou 2 de la fréquence de rotation, le déphasage, pour un même palier, des composantes RV/RH d’ordre 1 de la fréquence de rotation, le taux de modulation d’amplitude de l’intensité du courant d’alimentation... sont quelques exemples simples d'indicateurs scalaires typologiques.

LES INDICATEURS TYPOLOGIQUES

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Malgré les avantages indéniables qu’ils présentent et en dépits des possibilités de traitements des signaux offertes par la plupart des produits actuellement commercialisés, l’utilisation des indicateurs typologiques et comportementaux reste encore très marginale.

Les causes de ce manque d’engouements sont multiples :

l’aspect culturel et le manque de connaissance de la plupart

des utilisateurs sont indéniables, les lourdeurs inhérentes à

leur élaboration et à leur gestion en sont les prétextes,

l’absence de logiciels conçus spécialement à cet effet et de

promotion de ces approches de la part des constructeurs

d’outils de surveillance et de diagnostic en sont les causes profondes.

LES INDICATEURS TYPOLOGIQUES

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Que doit prendre en compte un indicateur ?

Les spécificités de la machine et des manifestations dynamiques du défaut recherché

Le concept d’indicateur tel que nous l’avons défini est très large et les règles d’élaboration données offrent un choix quasi illimité à l’utilisateur.

Quel que soit le contexte : recette, bilan dans le cadre de la préparation d’un arrêt préventif d’unité, diagnostic ponctuel, surveillance périodique, l’utilisateur pour faciliter ces choix, doit se poser et répondre à un certain nombre de questions sur la nature de l’équipement et les défauts susceptibles de l’affecter :- La nature de l’équipement : ventilateur, pompe, compresseur à vis, à pistons, centrifugeuse, broyeur, laminoir, machine à papier, groupe hydroélectrique…. ?- Le mode d’entraînement : moteur électrique, moteur hydraulique, turbine à vapeur, à gaz, groupe Diesel… ?- L’énergie fournie : électricité (fréquence fixe, variable, courant continu), vapeur, eau … ?- Le mode de transmission : accouplement direct, par cardan, courroies, par engrenages, par coupleur hydraulique… ?- La vitesse de rotation : fixe, variable, élevée, classique, faible ? Sa plage de variations : continue, par palier à vitesse fixe, étroite ou étendue ?

METHODOLOGIE DU CHOIX D’UN INDICATEUR

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2020

- Quel défaut veut-on identifier ou en détecter l’apparition ? S’agit-il d’un déséquilibre, d’un désalignement, d’un desserrage, d’un jeu de palier, d’un défaut d’engrènement, de roulement, de centrage rotor/stator… ? Induit-il des forces sinusoïdales ou impulsionnelles ? Ces dernières sont-elles périodiques ou aléatoires ? Quelle est la fréquence de répétition du phénomène ?

- Quelle est l’étendue spectrale des forces d’excitation ? Les forces d’excitation sont–elles susceptibles d’être modulées ?

- Quelle est la grandeur vibratoire (accélération, vitesse, déplacement) ou autre grandeur dynamique (intensité du courant d’alimentation, vitesse de rotation instantanée…) la mieux adaptée pour adapter pour identifier le défaut ou en détecter l’apparition à un stade précoce ?

- Quel quantificateur (valeur efficace, facteur de crête, kurtosis, taux de modulation, taux d’harmoniques… ) utilisé ?

Les réponses à toutes ces questions permettent de définir les indicateurs les mieux adaptés à chaque situation.

METHODOLOGIE DU CHOIX D’UN INDICATEUR

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L’environnement de la machineLe comportement vibratoire d’une machine dépend fortement de son « environnement » qui est caractérisé par le procédé de production dans lequel elle s’intègre et les structures auxquelles elle est physiquement reliée.

Ces facteurs d’influence se classent en deux catégories, selon leur mode d’action :

- l’environnement actif (alimentation en énergie, procédé, sources extérieures (machines voisines, équipements statiques tels que four, chaudière, réacteurs chimiques susceptibles d’induire des excitations vibratoires spécifiques dues notamment à des résonances acoustiques…) influe sur les forces internes de la machine souvent en les modulant ou génère des forces extérieures qui affectent son comportement.

LES FACTEURS D’INFLUENCE

- l’environnement passif composé des éléments et structures (structure support, liaisons, structure d’accueil, fondation, éléments rapportés (tuyauterie, gaines, capacités…) dont les liaisons avec la machine affectent son transfert vibratoire.

Accélérance

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2222

Ces facteurs d’influence sont spécifiques à chaque machine, à chaque structure d’accueil, à chaque procédé et de fait, ils annulent toute pertinence à l’utilisation de critères « standards » même définis par types de machines et classes de structure d’accueil.

De plus, leurs effets sont loin d’être des constantes : des liaisons peuvent se desserrer, des structures supports peuvent se fissurer, des défauts de régulation peuvent apparaître et modifier de ce fait considérablement le comportement vibratoire de l’équipement. L’absence de référence lors de la mise en service et la non-surveillance fréquente de ces facteurs d’influence rendent difficile la formulation d’un diagnostic et ont pour effet souvent de suspecter voire d’incriminer l’équipement lui-même alors que c’est l’évolution de son environnement qui est la cause des désordres apparus.

LES FACTEURS D’INFLUENCE

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2323

Le transfert force /vibrationEn associant un défaut à un indicateur ou à une image vibratoire, beaucoup d’opérateurs en viennent àassimiler les vibrations aux forces ou aux défauts qui les engendrent. On parle par exemple de « balourd »en évoquant le niveau radial élevé de la composante d’ordre 1 de la vitesse de rotation ou de « désalignement » en évoquant la prépondérance de l’amplitude de la composante d’ordre 2. Cette assimilation par abus de langage est en réalité très dangereuse. Elle tend à faire oublier l’un des fondements mêmes de la physique des vibrations : une vibration n’est qu’une manifestation extérieure ou image d’une force d’excitation donc éventuellement d’un défaut recherché. Or, cette « image » peut être profondément affectée par de multiples influences qui « éloignent » parfois considérablement la forme du signal vibratoire de celle des phénomènes recherchés qui l’induisent, à savoir les forces dynamiques dont la machine est le siège. Le transfert vibratoire de la structure n’a pas seulement pour effet d’altérer les images spectrales des forces d’excitation en amplifiant ou en atténuant l’amplitude d’une ou l’autre de ces composantes, il peut aussi rendre complètement illisible le caractère impulsionnel périodique d’une force d’excitation et les fonctions de modulation des composantes vibratoires peuvent être totalement différentes de celles des forces qui les induisent. Le transfert vibratoire joue donc un rôle considérable tant au niveau des images des défauts qu’il peut considérablement altérer qu’au niveau des critères d’évaluation puisque la relation entre les rapports entre les amplitudes vibratoires et celles des forces d’excitation ne sont pas des constantes. Ces rapports dépendent fortement du transfert vibratoire et notamment des écarts entre fréquences d’excitation et fréquences propres des modes excités.

LES FACTEURS D’INFLUENCE

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2424

Le principe de la surveillance ou du diagnostic repose fondamentalement sur la comparaison de la valeur ou de la forme d’un indicateur à un critère qui permet de savoir si cette dernière est normale ou anormale. Ce principe introduit de ce fait une certaine part de subjectivité. Il laisse donc le champ libre à des interprétations d’autant plus contradictoires que, compte tenu des spécificités de chaque machine, de chaque structure d’accueil, de chaque procédé et de chaque défaut, il est impossible de définir un nombre restreint de critères standards simples et utilisables en toute circonstance.

LES CRITERES

Les critères énergétiques associées aux indicateurs scalaires « larges bandes »

La fiabilité des indicateurs scalaires énergétiques larges bandes a été largement évoquée plus haut. Elle se heurte principalement aux effets de masque et à la sensibilité différentiée de ces indicateurs en fonction de la nature des défauts et des phénomènes vibratoires qu’ils engendrent.

De ce fait, la très forte dépendance de l’énergie vibratoire globale induite avec la nature du défaut, sa gravité, la vitesse de rotation de la ligne d’arbre affectée et le transfert vibratoire, enlève à la notion de seuil toute pertinence.

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Les critères associés aux indicateurs typologiques et comportementaux

Cette approche est essentiellement basée sur la connaissance des forces dont la machine est le siège et les manifestations dynamiques des défauts susceptibles de les affecter et sur le caractère "normal" ou "anormal" des amplitudes des composantes vibratoires induites ou de leur simple présence.

Malheureusement, les critères de qualification des forces internes et externes et des défauts sont loin d'être formalisés, exception faite du déséquilibre pour lequel les normes définissent des classes d’équilibrage et pour chaque classe des balourds résiduels admissibles. Rien de semblable n’existe pour l’alignement, les forces électromagnétiques induites par des défauts de centrage, les forces d’engrènement, le montage des roulements…

Dans le cadre d’une surveillance, d’un bilan préventif ou d’un diagnostic ponctuel, l’approche est simple si on dispose de références correctement établies lors de la recette de mise en service. En effet, il suffit simplement d’interpréter les évolutions en s’assurant que le transfert vibratoire et les conditions de fonctionnement sont inchangés ou en pondérant les évolutions des indicateurs en fonction des modifications constatées.

LES CRITERES

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2626

Indicateur typologique et indicateur énergétique large bandeDiagnostic de l’état des roulements d’un former d’une machine à papier avant arrêt préventif.

QUELQUES CAS CONCRETS

18RL190318RL1904

18RL190218RL1901

FORMER

Table de fabrication

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2727

Le former est constitué de 4 rouleaux identiques. Il s’agit des 4 paliers CC. La vitesse de rotation d’un rouleau est de 356 tr/mn. Le former est entraîné par une transmission par moto réducteur via un cardan au niveau du rouleau 1901. Cinq indicateurs ont été sélectionnés :

- la valeur efficace de la vitesse mesurée dans la bande [3 – 1 000 Hz]

- la valeur efficace de l’accélération mesurée dans la bande [0 – 200 Hz]

- la valeur efficace de l’accélération mesurée dans la bande [200 – 2 000 Hz]

- la valeur efficace de l’accélération mesurée dans la bande [2000 – 20 000 Hz]

- la présence dans le cepstre issu d’un spectre [0 – 1000 Hz] de composantes dont les quéfrences correspondent aux fréquences de défaut des roulements 23228 équipant les paliers de la sécherie.

Les fréquences de défaut de roulement (à savoir la fréquence de défaut d’éléments roulants et de bague externe) ne sont identifiables par le cepstre uniquement dans les spectres vibratoires du palier CC du rouleau 1802.

Comme le montre le tableau ci-dessous, les valeurs des indicateurs énergétiques ne permettent nullement de considérer le roulement de ce palier défectueux. Seul ce roulement a été remplacé, le démontage confirme une forte corrosion du roulement.

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2828

145119382

NGA

[2 000-20 000]Hz

mg eff

17114517734

NGA

[200-2 000]Hz

mg eff

57122927

NGA

[0-200]Hz

mg eff

1,01,00,63,3

NGV

[3-1000]Hz

mm/s eff

1904190319021901Rouleau

Cet exemple illustre l’intérêt de l’approche par indicateur typologique et le manque de performance des indicateurs scalaires énergétiques « larges bandes » même ici dans leur fonction de crible.

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2929

Bague extérieure

Un des éléments roulants

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3030

Indicateur énergétique large bande et analyse du courant d’alimentation

1

2

3

4

CT

QUELQUES CAS CONCRETS

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3131

Après remplacement du cardan, les indicateurs énergétiques large bande sont corrects et valident le remplacement du cardan. Pourtant, …

Plateau côté presse

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3232

0,2

Cardan aligné

2,36,1

Taux de modulation de l’intensité du

courant d’alimentation dû au

défaut de cardan

(%)

Cardan remplacé

InitialEtat

Le réducteur présentait un défaut de lignage de 15 mm par rapport au palier de la presse, expliquant d’ailleurs l’origine de la première dégradation du cardan.

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3333

QUELQUES CAS CONCRETS

Défaut rotorique d’un moteur de ventilateur

163 kW à 1 500 rpm

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3434

QUELQUES CAS CONCRETS

« Bruit de roulement » du palier CA du ventilateur dû à un défaut de graissage

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3535

Les indicateurs énergétiques usuels ne permettent pas de mettre en évidence l’important défautrotorique à l’origine de la modulation en fréquence de la fréquence de rotation (24,86 Hz) par la fréquence de passage de pôles (0,46 Hz)…

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3636

… et la modulation en amplitude du courant d’alimentation du moteur par le même phénomène :

Fréquence de passage de pôles : 1,15 %)

Défaut rotorique

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3737

Il est pure utopie de vouloir croire en l'existence d'un indicateur universel sensible à tous les défauts susceptibles d'affecter le comportement vibratoire d'une machine, dont la sensibilité serait indépendante de la nature du défaut et dont la valeur du seuil associé serait-elle aussi indépendante de la nature du défaut, du type de machine et de ces conditions de fonctionnement.

Contrairement aux pratiques courantes, la description du comportement vibratoire d'une machine, la surveillance de son évolution, la formulation d’un diagnostic nécessitent de faire appel à de très nombreux d'indicateurs et critères. Nous avons vu que ces indicateurs, de degré d’élaboration plus ou moins complexe, pouvaient être regroupés en deux grandes familles : -les indicateurs scalaires énergétiques,-les indicateurs typologiques ou comportementaux.

Les premiers quantifient l’énergie vibratoire sans relation directe avec les forces dynamiques qui l’induisent. Les seconds quantifient essentiellement les manifestations vibratoires de chaque force et défaut dont la machine est le siège en tenant compte des spécificités dynamiques de chaque machine, de son transfert vibratoire qui est lui est aussi spécifique et des interactions avec le procédé. Les exemples donnés montrent clairement les limites en terme de performance et de fiabilité des approches classiques et l’intérêt de l’approche par indicateurs typologiques ou comportementaux qui se fonde sur des bases techniques et scientifiques beaucoup plus crédibles et fiables.

SYNTHESE

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3838

Malheureusement, cette approche se heurte, d’une part aux habitudes et aux manques de connaissances du plus grand nombre d’utilisateurs qui, de ce fait, jouent un rôle très passif qui ne pousse nullement les constructeurs de matériel d’investigation à innover, mais aussi à un certain nombre de chapelles constituées par des constructeurs en position de monopole qui continuent àpromouvoir des méthodologies techniquement dépassées, voire même simplistes et qui ne proposent aujourd’hui aucun produit permettant de rendre beaucoup plus conviviales et simples l’élaboration et la gestion des indicateurs typologiques.

Seule la rigueur technique et scientifique est susceptible d’asseoir une technique d’investigation prometteuse et performante que les pratiques courantes actuelles basées sur une approche très simpliste des problèmes tentent plutôt de décrédibiliser par ces résultats que de promouvoir jusqu’àfaire considérer aux décideurs que l’acte de mesure vibratoire est un acte aussi banal que la mesure de la température ou d’un jeu de palier.

SYNTHESE

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3939

A. BOULENGER, C.PACHAUD : « Diagnostic vibratoire en maintenance préventive » (Dunod, Paris, octobre 1999).

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P.CANETTO, C.PACHAUD : « Critères contractuels et réception de machine » Vibrations Actualitén°20 (Dynae, Vienne France, avril 2000).

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BIBLIOGRAPHIE