Qu'est-ce que la vibration ?

1. Définition : L'essence de la vibration

VibrationsDans le contexte des machines, le mouvement oscillatoire ou répétitif d'une machine ou de ses composants autour d'une position d'équilibre est défini comme l'oscillation mécanique. Bien qu'un certain niveau de vibration soit inhérent à tout équipement en fonctionnement, les variations de ces vibrations constituent souvent le premier et le plus fiable indicateur de problèmes en développement.

L'analyse des vibrations est la pierre angulaire de diagnostic des vibrations et des programmes de maintenance prédictive, nous permettant « d’écouter » la machine et d’interpréter son état de santé.

2. Principales caractéristiques des vibrations

Pour être analysées, les vibrations doivent être quantifiées. Cela se fait en mesurant leurs quatre caractéristiques clés :

• Fréquence: Fréquence du mouvement. Mesurée en hertz (Hz) ou en cycles par minute (CPM), la fréquence est essentielle pour identifier la source de la vibration (par exemple, déséquilibre, désalignement, défauts de roulement).
• Amplitude: L'intensité du mouvement. Elle mesure l'intensité de la vibration et permet de déterminer la gravité du défaut. L'amplitude peut être mesurée selon :
  • Déplacement: La distance totale parcourue (par exemple, en micromètres ou en millièmes de pouce).
  • Vitesse: Vitesse du mouvement (par exemple, en mm/s ou en po/s). La vélocité est la mesure la plus couramment utilisée pour évaluer l'état général d'une machine.
  • Accélération: Taux de variation de la vitesse (par exemple, en g). L'accélération est particulièrement sensible aux événements à haute fréquence comme les défauts d'engrenages et de roulements.
• Phase: Une mesure de temps qui décrit où se trouve une pièce vibrante par rapport à une autre pièce ou à un point de référence fixe (Keyphaser). La phase est essentielle pour diagnostiquer des problèmes tels que le désalignement et les arbres tordus, et elle constitue la base du rotor équilibrage.
• Direction: Les vibrations se produisent dans toutes les directions. Les mesures sont généralement prises horizontalement, verticalement et axialement pour obtenir une image complète du mouvement de la machine.

3. Sources de vibrations des machines

Les vibrations ne constituent pas le problème en soi, mais plutôt le symptôme d'un problème sous-jacent. Les causes courantes sont :

• Déséquilibrer: Une répartition inégale de la masse autour d’un axe central en rotation, provoquant un « point lourd ».
• Désalignement: Lorsque les axes centraux de deux arbres couplés ne sont pas colinéaires.
• Desserrage mécanique : Composants usés ou desserrés, tels que boulons, roulements ou supports de fondation.
• Défauts de roulement : Défauts sur les bagues ou éléments roulants des roulements.
• Défauts d'engrenage : Dents d'engrenage usées, ébréchées ou mal alignées.
• Résonance: Lorsqu'une fréquence de forçage correspond à celle d'un composant fréquence naturelle, provoquant une amplification spectaculaire des vibrations.
• Problèmes électriques : Problèmes dans les moteurs, tels que des barres de rotor cassées ou des entrefers excentriques.

4. Pourquoi est-il important de mesurer les vibrations ?

La mesure et l’analyse systématiques des vibrations fournissent des informations essentielles pour la maintenance industrielle :

• Détection précoce des défauts : Il peut détecter les problèmes bien avant qu’ils ne deviennent visibles, audibles ou ne provoquent des dommages secondaires.
• Analyse des causes profondes : En analysant les fréquences de vibration, on peut identifier la cause exacte du problème, ce qui conduit à des réparations plus efficaces.
• La sécurité : La surveillance des vibrations permet d’éviter les pannes catastrophiques qui pourraient mettre en danger le personnel et l’environnement.
• Efficacité: Les machines qui fonctionnent bien consomment moins d’énergie et produisent des produits de meilleure qualité.

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