Comprendre le facteur de crête dans l'analyse des vibrations

Définition : Qu'est-ce que le facteur de crête ?

Facteur de crête est un rapport sans dimension qui fournit une mesure simple de la « pointe » ou de l'impulsivité d'un signal vibratoire. Il est calculé en divisant l'amplitude maximale d'une forme d'onde temporelle par sa RMS (racine moyenne quadratique) valeur.

Facteur de crête = Amplitude de crête / Valeur RMS

Alors que la valeur RMS quantifie l'énergie ou la puissance globale du signal, le facteur de crête met en évidence la présence d'impacts de courte durée et de grande amplitude qui pourraient autrement être perdus dans la moyenne énergétique globale.

Pourquoi le facteur de crête est-il important ?

L'utilisation principale du facteur de crête dans la surveillance de l'état est la détection précoce des défauts dans roulements à éléments roulantsUn roulement en bon état produit un signal vibratoire régulier et continu, très proche d'une onde sinusoïdale pure. Une onde sinusoïdale pure présente un facteur de crête de 1,414 (racine carrée de 2).

À mesure que des défauts microscopiques (tels que des écaillures ou des fissures) se développent sur les chemins de roulement ou les éléments roulants, chaque impact génère un petit pic aigu dans la forme d'onde temporelle. Ces pics ont une amplitude de crête élevée, mais contiennent très peu d'énergie ; ils n'augmentent donc pas significativement la valeur efficace globale au début. En revanche, ils provoquent une augmentation spectaculaire du facteur de crête.

• A facteur de crête faible et stable (par exemple, inférieur à 3) indique généralement une machine en bon état.
• A facteur de crête en hausse est souvent le tout premier signe avant-coureur qu'un roulement commence à tomber en panne, avant même que le défaut ne soit visible dans le spectre FFT ou audible à l'oreille humaine.

Le cycle de vie d'un défaut de roulement et le facteur de crête

La tendance du facteur de crête suit un modèle distinct tout au long du cycle de vie de défaillance d'un roulement :

1. Étape 1 : Défaut précoce – Dès que les premiers impacts microscopiques se produisent, le facteur de crête commence à augmenter significativement. La valeur efficace reste faible. C'est le moment idéal pour détecter le défaut.
2. Étape 2 : Développement de la faute À mesure que les dommages s'aggravent, les impacts deviennent plus fréquents et plus forts. La valeur efficace commence à augmenter avec l'augmentation de l'énergie vibratoire. Le facteur de crête peut stagner, voire commencer à diminuer légèrement, à mesure que le signal devient moins « pointu » et plus bruité.
3. Stade 3 : Échec tardif – Les dommages aux roulements sont désormais importants. Le signal vibratoire est très bruyant et chaotique, avec de fortes amplitudes. La valeur efficace est très élevée. Le facteur de crête chute significativement, revenant souvent vers la plage « correcte », car le signal n'est plus dominé par des pics distincts, mais par des vibrations aléatoires continues et à haute énergie.

C'est un point critique : un faible facteur de crête n'est pas toujours un indicateur d'une machine en bonne santéSi la valeur RMS est élevée, un facteur de crête faible peut indiquer un stade de défaillance très avancé. Par conséquent, le facteur de crête doit toujours être analysé et évalué conjointement avec la valeur RMS globale.

Limites

Bien qu'utile, Crest Factor présente des limites :

• Ce n'est pas un bon outil de diagnostic. Un facteur de crête élevé indique la présence d'impacts, mais n'en révèle ni la source ni la fréquence. Des analyses plus poussées utilisant des techniques telles que Analyse de l'enveloppe est nécessaire pour un diagnostic complet.
• Il est sensible aux événements ponctuels. Un choc unique et non répétitif (comme un chariot élévateur heurtant le châssis de la machine) peut provoquer une augmentation temporaire du facteur de crête, entraînant une fausse alarme en l'absence d'une investigation appropriée.
• Il devient moins utile à mesure que le défaut progresse, comme décrit dans le cycle de vie ci-dessus.

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