Mesures vibratoires et stratégie de maintenance

Résumé du document

Toutes les machines en fonctionnement produisent des vibrations. Images des efforts dynamiques engendrés par les pièces en mouvement, ces vibrations occupent une place privilégiée parmi les paramètres à prendre en considération pour effectuer un diagnostic. Leur place est d'autant plus justifiée que la modification d'une signature vibratoire de la machine constitue souvent la première manifestation physique d'une anomalie, cause potentielle de dégradations, voire de pannes.
Ces caractéristiques font de la surveillance par l'analyse des vibrations, un outil indispensable pour une nouvelle stratégie de maintenance moderne : la maintenance prédictive
En effet, la maintenance préventive entraînant des surcoûts d'exploitation et un risque de panne non négligeable, les industriels se sont dirigés vers la maintenance prédictive, qui, elle, est basée sur l'état réel de la machine. L'état peut être évalué par toute analyse permettant de quantifier la dégradation des organes de la machine :
- l'analyse d'huile pour retrouver des éléments d'usure...
- l'analyse de courant pour la détection de barres rotoriques cassées sur un moteur...
- la thermographie pour la détection de fuite, de mauvais serrage...
- l'analyse vibratoire pour la détection de défauts mécaniques...

L'objectif principal de l'analyse vibratoire est d'éviter un maximum de pannes, c'est pourquoi plusieurs entreprises (de l'industrie lourde) ont adopté un nouveau système de maintenance conditionnelle qui est basé sur le suivi de surveillance des machines tournantes, et ceci par analyse vibratoire.

Extraits

[...] On observe souvent à la fois les balourds statiques et dynamiques. En conséquence, le déphasage autour de l'arbre peut donc varier. Plus on a d'harmoniques, plus le balourd est important. Si le balourd double, la vibration également le comportement est linéaire. Si le comportement est erratique, les harmoniques vont être plus influencées Désalignement : ( Désalignement parallèle (offset) décalage d'arbre : ( Désalignement angulaire : Le désalignement est traditionnellement associé à la composante de seconde harmonique qui selon certaines sources est due à 2 fois la contrainte inverse au cours d'un tour de rotation. [...]

[...] Chapitre 1 Notions de base sur les vibrations 1. Qu'est ce qu'une vibration ? Définitions : Une Vibration est une oscillation où la quantité est un paramètre définissant le mouvement d'un système mécanique. Une Oscillation est une variation, normalement dans le temps, de la magnitude d'une quantité en regard d'une référence spécifiée, lorsque cette magnitude est alternativement plus grande où plus petite que la référence Types de vibrations et grandeurs caractéristiques Les différents formes de vibrations : On classe généralement les vibrations d'après l'évolution de la variable considérée dans le temps (périodicité). [...]

[...] La représentation en vitesse n'accentue pas les basses et les hautes fréquences. Il faut également noter qu'il existe une relation mathématique entre déplacement, vitesse et accélération Capteur et points de mesure But des capteurs : Le capteur montre le symptôme, non la force destructrice qui n'est pas directement mesurable (amplification, réduction, perturbation de structure et des éléments) Les différents types de capteur : Il existe deux grandes familles de capteurs, les absolus (accéléromètres - vélocimètres) et les relatifs (proximètres) Les accéléromètres (accélération) : Le cœur d'un capteur piézoélectrique, c'est la tranche de matériaux piézoélectrique (habituellement une céramique ferro-électrique artificiellement polarisée). [...]

[...] Problèmes de déblaiement : dans un palier lisse usé, on peut observer des harmoniques de plus de 10 ou 20 fois la vitesse de rotation Défauts de roulements : ( Bruit de fond : Lorsqu'un roulement tourne, les contacts métalliques entre les éléments roulants et les cages émettent des bruits de fond aléatoires. Ce bruit de fond : Créé un spectre plat. Contient de l'énergie dans une très haute gamme de fréquence. ( Bruit de fond : La contrainte métallique maximale d'un roulement à billes est : la zone de charge de la cage externe. [...]

[...] Définir des bandes de fréquences bien dissociées en fonction des principaux défauts redoutés sur la machine à surveiller. Fixer, pour chacune de ces bandes, un seuil d'intervention et un indicateur différent si nécessaire Suivi de la forme spectrale des indicateurs par comparaison avec un gabarit : Cette technique de dépistage consiste à comparer les spectres vibratoires de la machine surveillée a un gabarit. Ce gabarit est déterminé à partir d'un spectre de base ou spectre de référence Suivi des indicateurs spécifiques aux roulements : La détection d'un défaut de roulements est très difficile par les méthodes classiques. [...]