Vibrations synchrones et sous-synchrones expliquées

Définition : Qu'est-ce que la vibration synchrone ?

Vibration synchrone Il s'agit de toute vibration se produisant à une fréquence égale à un multiple entier de la vitesse de rotation principale de la machine. Elle est synchronisée avec la rotation de l'arbre. Il s'agit de la catégorie de vibrations la plus courante dans les machines.

• La vibration exactement à la vitesse de fonctionnement (1x) est synchrone.
• Les vibrations à deux fois la vitesse de course (2x), trois fois (3x), etc., sont également des vibrations synchrones, souvent appelées « harmoniques » de la vitesse de course.

La grande majorité des défauts courants des machines, tels que déséquilibrer, désalignement, arbres courbés, et relâchement mécanique, toutes se manifestent par des vibrations synchrones. Par exemple, la vibration causée par un balourd sera toujours à 1x tr/min, suivant parfaitement toute variation de vitesse de la machine.

Définition : Qu'est-ce que la vibration subsynchrone ?

Vibration sous-synchrone désigne toute vibration se produisant à une fréquence inférieure à la vitesse de rotation primaire (1x). Le préfixe « sub- » signifie « inférieure ». La présence de vibrations subsynchrones importantes est souvent un signal d'alarme sérieux, car elles sont généralement causées par des phénomènes dynamiques rotoriques instables et auto-excités plutôt que par de simples défauts mécaniques. Contrairement aux vibrations synchrones, la fonction de forçage des vibrations subsynchrones est générée par le mouvement du rotor lui-même.

Comment les différencier dans un spectre FFT

L’identification de ces composants dans un spectre FFT est simple :

• Pics synchrones : Recherchez le pic 1x RPM (la vitesse de fonctionnement) et tous les pics qui tombent sur des multiples entiers exacts (2x, 3x, etc.).
• Pics subsynchrones : Recherchez tous les pics significatifs qui apparaissent sur l'axe de fréquence *avant* le pic 1x RPM.
• Pics non synchrones : Recherchez les pics qui ne sont pas un multiple entier de la vitesse de course. Ceux-ci sont souvent liés à des composants tels que des roulements ou des sources externes.

Pourquoi la distinction est essentielle

La distinction entre vibrations synchrones et sous-synchrones est fondamentalement importante pour le diagnostic :

• Problèmes synchrones (comme le déséquilibre) sont des « vibrations forcées ». Elles peuvent souvent être corrigées par des ajustements mécaniques comme l'équilibrage ou l'alignement. Elles sont généralement prévisibles et stables.
• Problèmes sous-synchrones Il s'agit souvent de vibrations auto-excitées ou d'instabilités. Elles indiquent un problème de conception ou d'état fondamental du système rotor-palier, qui ne peut être résolu par un équilibrage. Ces conditions peuvent être instables et hautement destructrices. Parmi les causes courantes, on peut citer : tourbillon/fouet d'huile dans les paliers à film fluide et les frottements rotor-stator.

Pour cette raison, un pic sous-synchrone de grande amplitude est généralement considéré comme une condition d’alarme plus grave qu’un pic synchrone de grande amplitude.

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