Diagnostic des défauts par analyse vibratoire

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1 Diagnostic des défauts par analyse vibratoire

2 Typologie des défauts On peut ranger les défauts de fonctionnement en quatre catégories : Défauts de rotor Défauts électriques Défauts de roulements Défauts d engrenages

3 Balourd (1) Vibration : Principalement radiale Fréquence : Vitesse de Rotation

4 Balourd (2) Déséquilibre Statique Phase identique sur chaque palier Vibration principale radiale Déséquilibre Dynamique Déphasage de 180 entre les paliers Vibration principale radiale RPM Radial Spectre Typique de de Déséquilibre A Noter: Fort déséquilibre = Harmoniques Déséquilibre typique d un rotor Vibration Radiale et Axiale Déséquilibre statique et dynamique existant simultanément

5 Désalignement (1) Vibration : Radiale & axiale Fréquence : Vitesse de Rotation Souvent, 2 ème harmonique Quelque fois 3 ème et 4 ème

6 Désalignement (2) 3. Désalignement - Décalage d axe : - Désalignement angulaire : - Combinaison des deux:

7 A. Décalage d axe Désalignement (3) mm/s Vibration Radiale : déphasage approx X souvent prépondérante B. Désalignement angulaire mm/s1x 2X 3X X 2X 3X Vibration Axiale : déphasage approx.180 1X, 2X or 3 X augmentent A Noter: Noter: Désalignement Désalignement apparaît souvent souvent que que sur sur 1X 1X

8 Fléchissement d arbre mm/s X 2X Vibration Axiale et Radiale Déphasage de 180 en Axial 0 en radial

9 Fissuration Fissure Longitudinale Fissure Radiale Les Les fissurations fissurations d arbre d arbre sont sont détectées détectées en en surveillant surveillant Amplitude Amplitude et et Phase Phase de de 1X 1X et et 2X 2X de de la la vitesse vitesse de de rotation. rotation. Surveillance Surveillance des des caractéristiques caractéristiques de de montée montée et et descente descente en en régime régime lors lors du du passage passage à la la fréquence fréquence de de résonance. résonance. Nyquist Historique Position X/Y Bode 1X Run Up

10 Mécanisme Paliers lisses o F Centre de l arbre Centre du Palier Pression négative Basse Pression Excentricité Haute Pression (zone de convergence) Axe Central

11 wo= 0 wo= ws Instabilité du film d huile 42 % à 47 % f 0 Peut apparaître à X dans certains cas Non Synchrone Problèmes de Palier wo ~ ws 0.43X 1X 2X mm/ Problème de Jeu Harmonique de f X 2X 3X 4X 5X 6X 7X 8X 9X 10X...

12 Problèmes Électriques (1) Conditions symétriques pour pôle positif et négatif Fréquence secteur Pôle Fréquence des forces électromagnétique Fréquence des forces électromagnétiques = 2 x fréquence secteur

13 Problèmes Électriques (2) mm/s Excentricité du Stator Jeu du Support de Stator 2 ème Harmonique X Line 2x 2*Line freq. Excentricité Rotor (Statique) 2 * fréquence secteur et Bandes latérales à la Fréq. Pass. de Pôles autour de 2 * fréquence secteur mm/s X Line 2X 2*Line freq. Freq. Freq. Pass. Pass. Pôle Pôle = Fréq. Fréq. Glisst.* Glisst.* N bre bre de de Pôles Pôles Fréq. Fréq. Glisst. Glisst. = Fréq.Alim. Fréq.Alim. (Frot*Nbre (Frot*Nbrede de Pôles/2) Pôles/2) Fréq. Fréq. Synchrone Synchrone = Fréq. Fréq. Secteur Secteur // Nbre Nbrede de Pôles Pôles

14 Moteur Élec. : Fissures sur Barres de Rotor Barres Barres Stator Stator Barres Barres Rotor Rotor Barre de Rotor Cassée Fissure sur Barre de Rotor Desserrage de Barre de Rotor Bandes Latérales de Fréq. De Glisst autour de1x, 2X 3X etc. < - 35 db = Sérieux > - 45 db = OK. Lin freq. spacing 1X 2X RBPF Un Un jeu jeu au au niveau niveau des des barres barres rotoriques rotoriques peut peut aussi aussi causer causer des des bandes bandes latérales latérales espacées espacées de de la la fréquence fréquence secteur, secteur, autour autour de de F.B.R. F.B.R. and and 2*F.B.R. 2*F.B.R. Fréq. Fréq. Pass. Pass. Pôle Pôle = Fréq. Fréq. Glisst.* Glisst.* N bre bre de de Pôles Pôles Fréq. Fréq. Glisst.. Glisst.. = Freq.Alim Freq.Alim -- (F.Rot*Nbre (F.Rot*Nbrede de Pôles/2) Pôles/2) Fréq. Fréq. Barres Barres Rotor Rotor = Nbre Nbrede de Barres Barres Rotor Rotor ** Frot. Frot. 35 db (1X- n*slip Freq) 1X (1X+n*Slip Freq) 45 db Spectre Spectre Zoomé Zoomé

15 Roulements (1) Défaut de roulement détecté avec le PBC à haute fréquence Spectre d enveloppe utilisable pour détection et diagnostic des défauts de roulements Pas de défaut sur roulements Spectre d enveloppe «plat»

16 Fréquences de Roulements D1 D2 D1+ D2 PD = 2 BD n = nombre de billes β f r = fréquence de rotation BPFO = BPFI = f f outer inner ( Hz ) = n BD f r 1 cos β 2 PD ( Hz ) = n BD f r 1 + cos β 2 PD BSF = PD BD f ball ( Hz ) = f r cos BD 1 β PD 2 1 BD f cage ( Hz ) = f r 1 cos β 2 PD

17 Défauts Typiques sur Roulements par Analyse d Enveloppe 1. Défaut de bague extérieure BPFO 2. Défaut de bague interne Fréquence spécifique avec bandes latérales à f 0 RPM BPFI 3. Défaut de billes Requiert une action immédiate. BSF

18 Engrenages Les engrenages produisent des spectres complexes L analyse Cepstrale et le moyennage temporel simplifient énormément le travail d analyse des défauts sur les engrenages Fe 2 Fe Spectre sur sur un un engrenage Les Les défauts défauts font font apparaître apparaître des des familles familles de de bandes bandes latérales latérales autour autour de de la la fréquence fréquence d engrènement d engrènement (Fe) (Fe) et et harmoniques harmoniques de de Fe. Fe. Cepstre sur sur un un engrenage L énergie L énergie de de chaque chaque famille famille de de bande bande latérale latérale (défaut) (défaut) est est aisément aisément quantifiable quantifiable

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