RMS (Root Mean Square) : la norme pour la gravité des vibrations

Définition : Qu'est-ce que RMS ?

RMS, ou Racine carrée moyenne, est une méthode statistique de mesure de l'amplitude d'un signal variable, tel qu'une tension alternative ou une vibration mécanique. C'est la mesure la plus répandue et la plus importante pour évaluer l'état général d'une machine tournante. La valeur efficace d'un signal vibratoire mesure son contenu énergétique total et est directement liée à sa capacité destructrice.

Mathématiquement, on le calcule en prenant la racine carrée de la moyenne des carrés des valeurs du signal sur une période donnée. Ce processus donne un résultat équivalent à la valeur CC qui produirait la même quantité de chaleur ou d'électricité.

Pourquoi RMS est-il la mesure privilégiée pour l’état des machines ?

Bien que les valeurs de crête et de crête à crête soient utiles pour des diagnostics spécifiques, la valeur efficace (RMS) est le paramètre supérieur pour évaluer l'état général de la machine pour plusieurs raisons clés :

• Directement lié à l’énergie : La puissance destructrice des vibrations au fil du temps est liée à leur contenu énergétique, et pas seulement à leurs pics maximums. La valeur efficace (RMS) est la seule mesure qui reflète précisément cette énergie totale. C'est pourquoi elle est bien corrélée à la fatigue et à l'usure des composants.
• Considère la forme d'onde entière : Contrairement à une mesure de crête, qui ne prend en compte qu'un seul point, la valeur RMS prend en compte l'historique complet du signal pendant sa période de mesure. Cela en fait une mesure beaucoup plus stable, répétable et robuste.
• Moins sensible aux impacts aléatoires : Un choc ou un impact unique et non répété peut provoquer une forte augmentation de la valeur crête, susceptible de déclencher une fausse alarme. La valeur efficace, étant une moyenne, est beaucoup moins affectée par ces événements aléatoires et constitue un meilleur indicateur du fonctionnement continu de la machine.
• La base des normes internationales : Normes mondiales relatives à la gravité des vibrations des machines, telles que la ISO 20816 et les séries 10816, spécifient leurs limites d'alarme et d'arrêt en termes de Vitesse RMS (mm/s)L'utilisation de RMS permet une comparaison directe de l'état d'une machine par rapport à ces références industrielles largement acceptées.

La relation entre RMS et crête

Pour une onde sinusoïdale parfaite et propre, il existe une relation mathématique simple entre la valeur efficace et l'amplitude de crête :

RMS = Crête / √2 ≈ 0,707 × Crête

Cependant, cette relation n'est vraie que pour une onde sinusoïdale pure. Les vibrations des machines réelles sont complexes et comportent de nombreuses fréquences, parfois des impulsions. Pour ces signaux complexes, le facteur de conversion simple ne s'applique pas. Le rapport entre la valeur crête et la valeur efficace est appelé Facteur de crêteUn facteur de crête élevé (supérieur à 3) est un indicateur que le signal contient des impacts, ce qui constitue en soi un indice diagnostique précieux.

Valeur efficace de quoi ? Vitesse, accélération ou déplacement ?

La valeur efficace peut être appliquée à n'importe quel paramètre de mesure. Cependant, pour la surveillance générale de l'état des machines dans la plage de fréquences la plus courante (environ 10 Hz à 1 000 Hz), Vitesse RMS est la norme de l'industrie. Cela s'explique par le fait que :

• Un niveau donné de vitesse RMS correspond à un niveau constant de gravité des vibrations sur une large gamme de vitesses et de types de machines.
• Il fournit la réponse la plus « plate », ce qui signifie qu'il est tout aussi sensible aux problèmes tels que le déséquilibre à basses fréquences et les problèmes de roulement à des fréquences plus élevées.

Bien que la vitesse RMS soit la norme pour les alarmes globales, les analystes examineront également l'accélération RMS pour les problèmes de haute fréquence et le déplacement RMS pour les problèmes de très basse fréquence.

Comment utiliser RMS dans un programme de maintenance prédictive

1. Établir une base de référence : Mesurez la vitesse RMS sur une machine neuve ou saine pour établir une ligne de base.
2. Tendance des données : Effectuez des relevés réguliers (par exemple, mensuellement) et tracez les valeurs RMS au fil du temps.
3. Définir les alarmes : Définissez les niveaux d'alarme « Alerte » et « Danger » en fonction des normes ISO ou d'un changement statistique par rapport à la ligne de base (par exemple, Alerte à 2 fois la ligne de base, Danger à 5 fois la ligne de base).
4. Analyser les changements : Lorsqu'une alarme RMS est déclenchée, elle signale la nécessité d'une analyse plus détaillée (à l'aide de FFT, de phase, etc.) pour diagnostiquer la cause profonde spécifique du problème.

En suivant en permanence la tendance des vibrations RMS, un programme de maintenance peut surveiller efficacement l'état de la machine et passer d'une stratégie de maintenance réactive à une stratégie de maintenance prédictive.

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