Le spectre vibratoire : une feuille de route diagnostique

Définition : Qu'est-ce qu'un spectre ?

A spectre de vibrations (ou spectre de fréquences) est un graphique qui affiche les fréquences individuelles qui composent un signal vibratoire complexe. C'est l'outil le plus puissant pour diagnostiquer les défauts des machines. Le spectre est créé en prenant une valeur brute. forme d'onde temporelle signal et le traiter avec un Transformée de Fourier rapide (FFT) algorithme. Le graphique résultant montre l'amplitude des vibrations sur l'axe vertical (Y) et la fréquence sur l'axe horizontal (X).

Pourquoi le spectre est la clé du diagnostic

Les vibrations d'une machine sont un mélange de nombreux signaux différents se produisant simultanément. La forme d'onde temporelle présente ce signal confus, mais le spectre agit comme un prisme, le séparant en ses composantes distinctes. Ceci est crucial car différents défauts mécaniques et électriques génèrent des vibrations à des fréquences spécifiques et prévisibles. En observant les pics du spectre, un analyste expérimenté peut identifier la cause profonde d'un problème avec une grande fiabilité.

Comment lire un spectre de vibrations

Un tracé de spectre contient une mine d'informations. Les éléments clés à examiner sont :

1. La fréquence (axe des X)

Cet axe indique ce qui vibre. Il peut être affiché en différentes unités, telles que le hertz (Hz), le nombre de cycles par minute (CPM) ou l'ordre (multiple de la vitesse de course). La position d'un pic sur cet axe est le principal indice de sa source.

2. L'amplitude (axe Y)

Cet axe indique l'intensité des vibrations à une fréquence donnée. L'amplitude indique la gravité de l'événement. Elle peut être mesurée en unités de déplacement, de vitesse ou d'accélération, et affichée sur une échelle linéaire ou logarithmique.

3. Les sommets

Chaque pic du spectre représente un événement périodique spécifique se produisant dans la machine. L'interprétation d'un spectre consiste à associer ces pics à des fréquences de défaut connues.

Modèles courants dans un spectre et leur signification

Les analystes recherchent des modèles caractéristiques pour diagnostiquer les défauts :

• Un seul pic élevé à 1x RPM : C'est la signature classique de déséquilibre du rotor.
• Un pic dominant à 2x RPM : Souvent accompagné de fortes vibrations axiales, il s'agit d'un indicateur fort de désalignement de l'arbre.
• Une série d’harmoniques de vitesse de course (1x, 2x, 3x, 4x…) : Ce modèle est l’indicateur principal de relâchement mécanique.
• Pics haute fréquence non entiers : Celles-ci correspondent souvent aux fréquences de défaut calculées de roulements à éléments roulants.
• Un pic haute fréquence avec des bandes latérales : Un pic à la fréquence d'engrènement (GMF) entouré de pics plus petits (bandes latérales) espacés à la vitesse de fonctionnement de l'engrenage est un signe définitif d'un défaut d'engrenage.
• Un « plancher de bruit » surélevé : Une augmentation à large bande de l’énergie de base du spectre peut indiquer des frottements, des frottements ou une cavitation dans les pompes.

L'importance de la ligne de base et des tendances

Un spectre unique fournit un instantané de l'état de santé d'une machine à un instant T. La véritable puissance de l'analyse spectrale réside dans la comparaison du spectre actuel à un spectre de base Les mesures ont été prises alors que la machine était réputée en bon état. En analysant l'amplitude de pics spécifiques au fil du temps, les analystes peuvent suivre la progression d'une panne dès ses premiers stades, permettant ainsi une maintenance proactive et planifiée bien avant qu'elle ne survienne.

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