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.
Résultats du diagnostic
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
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
| Commander | 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 voilé | 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
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.
La plupart des défauts mécaniques produisent des vibrations à des fréquences caractéristiques liées à la vitesse de rotation de l'arbre :
- 1× tr/min : Balourd (le plus fréquent), arbre fléchi, desserrage mécanique
- 2× tr/min : Désalignement (indicateur principal)
- 0.42–0.48× : Tourbillon d'huile (oil whirl) dans les paliers lisses
- Non synchrone : Défauts de roulements
Exprimez la fréquence de vibration sous forme de multiple (ordre) de la vitesse de l'arbre, puis comparez-la aux signatures de défauts connues. Corrélez toujours avec la phase, la tendance d'amplitude et les conditions de fonctionnement.
La vibration 1× (ou synchrone) se produit exactement à la fréquence de rotation de l'arbre. Pour une machine tournant à 3000 tr/min, 1× = 50 Hz.
La vibration 1× est toujours présente dans une certaine mesure en raison du balourd résiduel. Elle devient préoccupante lorsque l'amplitude dépasse les limites acceptables selon la norme ISO 10816/20816.
Causes principales : balourd massique, arbre fléchi, excentricité, résonance. L'analyse de l'angle de phase permet de différencier ces causes.
Les causes de vibrations sous-synchrones (inférieures à 1× tr/min) comprennent :
- Tourbillon d'huile (0.42–0.48×) : Instabilité des paliers lisses, la fréquence évolue avec la vitesse
- Fouettement d'huile (oil whip) : Plus grave — la fréquence se verrouille sur la fréquence propre du rotor et ne suit plus la vitesse
- Frottement (0.5×, fractionnaire) : Le contact rotor-stator génère des sous-harmoniques
- Desserrage (0.5×) : Jeu ou desserrage mécanique aux points de fixation
- Résonance de courroie : Fréquence propre de la courroie dans les transmissions par courroie
La vibration sous-synchrone est souvent plus dangereuse que la vibration synchrone car elle peut conduire à une instabilité catastrophique.
Sources de vibrations haute fréquence (supérieures à 10× tr/min) :
- Défauts de roulements : BPFO (bague extérieure), BPFI (bague intérieure), BSF (rotation des éléments roulants), FTF (cage)
- Engrènement : Nombre de dents × tr/min, avec bandes latérales
- Passage d'aubes/pales : Nombre de pales × tr/min
- Bruit électrique : Fréquence de passage d'encoches, commutation
- Cavitation : Bruit aléatoire large bande à haute fréquence
- Résonance structurelle : Fréquences propres des composants
L'angle de phase est la relation angulaire entre le pic de vibration et un repère de référence sur l'arbre (mesuré à l'aide d'un tachymètre).
Principales applications diagnostiques :
- Balourd : Phase stable et répétable à 1×
- Désalignement : Déphasage d'environ ~180° de part et d'autre de l'accouplement à 1× et/ou 2×
- Desserrage : Phase instable et fluctuante
- Résonance : Déphasage d'environ ~90° à la fréquence propre, forte amplification
- Arbre fléchi : Déphasage à 1× d'environ ~180° entre le palier côté accouplement et le palier opposé
Sans données de phase, il est souvent impossible de distinguer des défauts qui produisent la même fréquence (par ex., balourd ou désalignement à 1×).
Les procédures décrites sur cette page ont été développées et testées sur le terrain par l'équipe Vibromera à l'aide du Balanset-1A, un équilibreur portable à deux canaux et analyseur de vibrations pour l'équilibrage des rotors sur site.
Analyseurs de vibrations professionnels avec analyse spectrale, suivi des ordres et diagnostic des pannes. Utilisés dans plus de 50 pays.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko est ingénieur en analyse vibratoire, ainsi que fondateur et PDG de Vibromera. Depuis plus de 15 ans, il équilibre des équipements rotatifs sur le terrain plutôt que sur banc d'essai : broyeurs, ventilateurs industriels, concasseurs, centrifugeuses, arbres et broches. C'est de ce travail que sont nés les instruments Balanset — conçus comme un outil qu'un spécialiste peut emporter jusqu'à la machine et utiliser seul, sur site, et non comme un équipement de laboratoire. Vibromera a été fondée en 2017 et est basée à Porto, au Portugal, depuis 2023. Le développement, l'assemblage et le support de la gamme Balanset se font ici. L'instrument phare est le Balanset-1A, un analyseur portable pour l'équilibrage à un et deux plans et pour le diagnostic vibratoire. Nikolai est personnellement impliqué dans le support client, dans le traitement des cas d'équilibrage difficiles et dans le développement du logiciel. Il travaille avec des clients du monde entier, dans toutes les langues.
