Comment identifier une source de vibration à partir de sa fréquence ?

La plupart des défauts vibratoires produisent des signatures de fréquence caractéristiques liées à la vitesse de rotation de l'arbre. Une fréquence égale à 1x la vitesse de rotation indique généralement un balourd, deux fois la vitesse de rotation un défaut d'alignement, et des fréquences sous-synchrones (0,42 à 0,48x) un tourbillonnement d'huile dans les paliers lisses. L'analyse des fréquences dominantes dans le spectre vibratoire permet de restreindre les sources de défaut les plus probables.

Qu'est-ce qu'une vibration 1x ?

Les vibrations synchrones (ou à la fréquence de rotation de l'arbre) se produisent exactement à la même fréquence (1 fois la vitesse de rotation). Il s'agit de la composante vibratoire la plus courante, principalement due à un balourd. Parmi les autres causes, on peut citer un arbre tordu, un défaut d'alignement, un jeu excessif et la résonance. L'analyse de l'angle de phase permet de distinguer ces différentes causes.

Qu’est-ce qui provoque les vibrations sous-synchrones ?

Les vibrations sous-synchrones se produisent en dessous de la vitesse de rotation de l'arbre. Les causes courantes incluent : le tourbillonnement d'huile (0,42 à 0,48x dans les paliers lisses), le fouettement d'huile (bloqué à la fréquence naturelle du rotor), le frottement (diverses sous-harmoniques), le jeu (0,5x et harmoniques fractionnaires) et les problèmes de transmission par courroie.

Qu’est-ce qui provoque les vibrations à haute fréquence ?

Les vibrations à haute fréquence (supérieures à 10x RPM) sont généralement causées par : des défauts de roulement (BPFO, BPFI, BSF), des fréquences d'engrènement d'engrenages, des fréquences de passage des pales/aubes, du bruit électrique, la résonance des composants structurels ou la cavitation dans les pompes.

Quel rôle joue l'angle de phase dans le diagnostic vibratoire ?

L'angle de phase est crucial pour distinguer les défauts présentant des signatures fréquentielles similaires. Pour une vibration de fréquence 1x : phase stable = balourd, différence de phase de 180° au niveau de l'accouplement = défaut d'alignement, phase instable/variable = jeu. La phase est mesurée à l'aide d'un signal de référence tachymétrique et indique la relation angulaire entre le pic de vibration et la position de l'arbre.

Outil d'ingénierie gratuit #033

Identificateur de source de vibration

Outil de diagnostic interactif — saisissez la fréquence de vibration en ordre de grandeur de la vitesse de rotation pour identifier les sources de pannes probables des machines tournantes.

Analyse fréquentielle Diagnostic des défauts Suivi de commande

Résultats du diagnostic

Source la plus probable

—

Fréquence de la vitesse de rotation

—

Ordre de vibration

—

Référence complète fréquence–défaut

Analyse de la fréquence des vibrations

Chaque défaut mécanique engendre des vibrations à des fréquences caractéristiques liées à la vitesse de rotation de l'arbre. En identifiant la fréquence dominante dans le spectre vibratoire et en l'exprimant comme un multiple de la vitesse de rotation de l'arbre, on peut déterminer la source de défaut la plus probable.

Calcul d'ordre

Ordre = f_vibration / f_running = f_vibration / (RPM / 60)

Où f_vibration est la fréquence dominante mesurée en Hz et tr/min est la vitesse de rotation de l'arbre.

Fréquences de défauts courantes

Ordre	Fréquence	Source primaire	Indicateurs supplémentaires
1x	vitesse de l'arbre	Déséquilibre	Phase stable, proportionnelle au carré de la vitesse
1x	vitesse de l'arbre	Arbre plié	Vibrations axiales élevées, phase stable
2x	2 x vitesse de l'arbre	Désalignement	Vibration axiale élevée, déphasage de 180° de part et d'autre de l'accouplement
3x	3 x vitesse de l'arbre	Désalignement grave	Plusieurs harmoniques présentes
0,42–0,48x	Sous-synchrone	Tourbillon d'huile	Paliers lisses, dépendants de la vitesse
0,5x	Demi-vitesse de l'arbre	Relâchement / frottement	Sous-harmoniques fractionnaires
Harmoniques multiples	1x, 2x, 3x…	jeu mécanique	De nombreuses harmoniques de la vitesse de fonctionnement
Non synchrone	BPFO, BPFI, BSF	Défauts de roulement	Modulé par la vitesse de fonctionnement
Z x tr/min	Passage des pales	Problèmes de flux	Pulsations, cavitation
Z x tr/min	Engrènement	Problèmes d'engrenage	Les bandes latérales indiquent quelle roue dentée est défectueuse.
2x fréquence secteur (100/120 Hz)	Fréquence fixe	Électrique	Disparaît lorsque l'alimentation est coupée.

Guide d'angle de phase

L'analyse de phase est essentielle pour distinguer les défauts à fréquence identique. À 1x : phase stable = déséquilibre, déphasage de 180° par rapport à l’accouplement = défaut d’alignement, phase instable = jeu. Toujours utiliser un tachymètre comme référence.

Exemple pratique

Exemple — Moteur à 1 500 tr/min avec vibrations de 75 Hz

Compte tenu de ce qui précède : Vitesse de rotation = 1500 tr/min, Fréquence dominante = 75 Hz

Fréquence de vitesse de rotation = 1500 / 60 = 25 Hz

Ordre = 75 / 25 = 3,0x

Principal suspect : Désalignement important ou jeu mécanique

Recommandations : Vérifier l’alignement de l’accouplement, inspecter les boulons de fixation, vérifier les fondations

⚠️ Remarque : Cet outil fournit des indications basées sur les relations fréquence-défaut les plus fréquentes. Un diagnostic définitif nécessite une corrélation avec les données de phase, le signal temporel, les diagrammes d'orbite, les conditions de fonctionnement et l'historique de la machine. Il est impératif de toujours vérifier les résultats par des mesures complémentaires.

Identification de la source des vibrations par fréquence | Outil de diagnostic