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Mécanique industrielle

Maxicours vous propose de decouvrir un extrait de quelques cours de Mécanique industrielle. Pour proposer un accompagnement scolaire de qualite en Mécanique industrielle, toutes nos ressources pédagogiques ont été conçues spécifiquement pour Internet par des enseignants de l'Education nationale en collaboration avec notre équipe éditoriale.

Analyse et diagnostic des défauts (1)  
  • 1. Introduction
  • 2. Vibrations liées à la rotation des...
    • a. Déséquilibre
    • b. Défaut d'alignement
    • c. Arbre flexible
    • d. Résonance de la structure ou du rotor

1. Introduction

Le principal avantage de la mesure des vibrations sur les machines tournantes est, comme vous le savez maintenant, la possibilité de détecter les défauts avant que ne survienne une défaillance entraînant l'arrêt non planifié d'une machine.

Pour ce faire, vous connaissez les techniques de base que sont l'analyse de tendance, la comparaison aux valeurs limites des critères de sévérité et la comparaison de spectres de fréquences en pourcentage de bande constant (PBC) pour une détection précoce des défauts.

Quand un défaut est détecté, l'analyse des vibrations peut être utilisée pour diagnostiquer le problème. Vous allez maintenant poursuivre votre apprentissage en vous familiarisant avec quelques règles simples d'analyse applicables à la reconnaissance des défauts les plus couramment rencontrés dans les machines industrielles, c'est-à-dire ceux associés aux vibrations des arbres, des roulements et des engrenages.

Diagnostic des défauts :

La mesure des vibrations en bandes larges est de peu d'utilité, sauf pour les cas les plus simples, lorsque vous avez besoin d'identifier l'origine du défaut responsable de l'accroissement du niveau vibratoire enregistré sur une machine. Bien que la mesure du facteur de crête puisse isoler le défaut dû à un roulement à billes ou à rouleaux, c'est dans l'analyse du spectre de fréquences que vous trouverez habituellement la clé du diagnostic.

Une machine fonctionnant bien a un spectre de vibration (signature) stable. Lorsque sa condition change, le spectre change, signalant par le fait même les composantes fréquentielles caractérisant le ou les défauts coupables.

En effet, chaque composante du spectre de fréquences peut être reliée à une source de vibration spécifique dans la machine. Les sources de vibration les plus fréquemment identifiées sont les suivantes :

• déséquilibre des arbres et des rotors (balourd) ;
 mauvais alignement d'accouplement et de palier ;
 arbres faussés (fléchis) ;
 phénomène de résonance ;
 excentricité de poulie, de roue dentées, etc. ;
 jeux mécaniques ;
 défauts dans les roulements à billes et à rouleaux ;
 engrenages usés ou endommagés.

La figure ci-après vous montre le schéma d'un groupe moteur-ventilateur simple et du spectre de vibrations qui le caractérise. Les composantes prédominantes du spectre sont reliées par des lignes pointillées aux éléments tournants auxquels elles sont associées. Elles représentent ici :

 la fréquence de rotation du moteur (1) ;
 le désalignement des arbres à l'accouplement (2) ;
 la fréquence de passage des pales du ventilateur (3) ;
 la fréquence d'engrènement (4) ;
 la naissance d'un défaut dans un roulement (5 et 6).

Analyse en fréquence : outil de diagnostic :

2. Vibrations liées à la rotation des arbres

Plusieurs défauts sont susceptibles de causer une amplitude vibratoire élevée à la fréquence de rotation d'un moteur, d'une pompe, d'un ventilateur, d'une turbine à vapeur, etc.

Voici une situation particulière qui vous obligera à considérer d'autres caractéristiques que l'amplitude et la fréquence pour mener à bien le diagnostic :

  • d'un déséquilibre,
  • d'un mauvais alignement,
...
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