Comprendre le tracé de l'orbite de l'arbre dans l'analyse des vibrations

Définition : Qu'est-ce qu'une orbite d'arbre ?

A orbite de l'arbre Il s'agit d'un tracé illustrant la trajectoire du centre géométrique d'un arbre en rotation sur une ou plusieurs révolutions. Il s'agit d'une vue bidimensionnelle du mouvement de l'arbre dans le jeu de ses paliers, comme si l'on observait l'extrémité de l'arbre. Ce puissant outil de diagnostic est créé à l'aide de deux capteurs sans contact. sondes de proximité montés à 90 degrés l'un de l'autre (généralement dans une configuration XY) et traçant leurs signaux de déplacement simultanés les uns par rapport aux autres.

Pourquoi le graphique en orbite est-il si utile ?

Alors qu'une forme d'onde temporelle standard ou un spectre FFT montre les vibrations dans une seule direction, le tracé d'orbite combine deux directions pour fournir une image complète du mouvement dynamique de l'arbre. Cela permet aux analystes vibratoires de visualiser la forme et la direction réelles du mouvement de l'arbre, ce qui fournit des indices précieux pour diagnostiquer un large éventail de défauts de machines. L'orbite est un élément clé de l'analyse rotorique, en particulier pour les machines critiques à grande vitesse équipées de paliers à film fluide, telles que les turbines, les compresseurs et les grands générateurs.

Comment interpréter les formes des orbites

La forme, la taille et l'orientation de l'orbite sont des indicateurs directs des forces agissant sur le rotor. Un analyste compétent peut diagnostiquer l'état d'une machine simplement en observant la forme de l'orbite.

Orbite circulaire ou elliptique

Une orbite circulaire ou elliptique simple, centrée dans le palier, indique généralement un rotor bien comporté dominé par une seule fréquence, le plus souvent déséquilibrerL'orbite sera circulaire si la rigidité du support de palier est la même dans les deux directions (isotrope) et elliptique si la rigidité est différente dans les directions horizontale et verticale (anisotrope), ce qui est très courant.

Orbite déformée, en forme de 8 ou en forme de banane

Lorsque l'orbite est déformée à partir d'une simple ellipse, cela indique que plusieurs fréquences influencent le mouvement de l'arbre.

• A orbite en forme de « banane » ou de croissant est souvent associé à désalignement, où les fréquences 1x et 2x sont présentes.
• A forme en 8 est un signe classique d'une forte composante de fréquence 2x, qui est un indicateur classique de désalignement de l'arbreUn chiffre 8 avec une boucle interne suggère souvent une affection plus grave ou la présence d'un frottement.

Orbites avec des coudes ou des angles vifs

Des changements brusques de direction, des zones plates ou des « plis » dans l’orbite sont des preuves solides d’une frottement rotor-statorCela indique que le mouvement de l'arbre est limité lorsqu'il entre en contact momentané avec un composant stationnaire, tel qu'un roulement, un joint ou le carter de la machine.

Orbites hautement irrégulières

Une orbite erratique, instable ou qui semble remplie de « bruit » peut être le signe d’un relâchement mécanique important, d’une instabilité induite par un fluide (comme un tourbillon ou un fouet d’huile) ou de conditions d’écoulement turbulentes dans une pompe ou un compresseur.

Sens de précession : avant ou arrière

La direction dans laquelle l'orbite est tracée par rapport au sens de rotation de l'arbre est également un facteur de diagnostic clé.

• Précession vers l'avant : L'orbite suit le même sens que la rotation de l'arbre. Il s'agit du comportement normal de forces telles que le déséquilibre.
• Précession inverse : L'orbite suit le sens inverse de rotation de l'arbre. Il s'agit d'une anomalie qui peut indiquer une fissure de l'arbre, un frottement important ou certains types d'instabilité induite par les fluides.

Ce que montre un graphique en orbite

En résumé, un seul tracé d’orbite fournit une mine d’informations :

• L'amplitude globale des vibrations de l'arbre.

– La forme du mouvement de l’arbre, qui permet d’identifier le type de défaut.

• La direction de la précession.
• La position moyenne de l'arbre dans le jeu du roulement.

En analysant l'orbite en conjonction avec le spectre FFT et la forme d'onde temporelle, les analystes peuvent obtenir un diagnostic très fiable et détaillé du comportement dynamique d'une machine.

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