Diagnostic des vibrations : interpréter le langage des machines

1. Définition : Qu’est-ce que le diagnostic des vibrations ?

Diagnostic des vibrations Il s'agit d'une forme avancée de surveillance de l'état de la machine où les données vibratoires ne sont pas seulement collectées, mais analysées et interprétées en profondeur pour déterminer l'état de santé d'une machine et identifier la cause profonde de défauts spécifiques. Il s'agit du processus de traduction des données brutes. vibration les signaux en informations de maintenance exploitables.

Alors que surveillance des vibrations peut suivre les niveaux globaux de vibrations, le diagnostic se concentre sur le « pourquoi ». Il cherche à répondre à des questions telles que : cette vibration est-elle causée par déséquilibrer ou désalignementCe roulement est-il défectueux ? Y a-t-il un problème avec les engrenages ?

2. Le processus de diagnostic

Un processus de diagnostic des vibrations typique suit une approche structurée :

1. Acquisition de données : Collecte de données de vibrations de haute qualité à l'aide de capteurs tels que accéléromètres et un analyseur de données. Cela implique de sélectionner le bon capteur, de le monter correctement (conformément à la norme ISO 5348) et de choisir les paramètres de mesure appropriés (par exemple, Fmax, résolution).
2. Traitement du signal: Conversion du brut forme d'onde temporelle signal dans un format plus utile, le plus souvent une fréquence spectre en utilisant le FFT (Transformée de Fourier rapide) algorithme. D'autres outils comme l'analyse de phase et l'enveloppement sont également utilisés.
3. Analyse spectrale : C'est le cœur du diagnostic. L'analyste examine le spectre de fréquences pour identifier des schémas spécifiques. Différents défauts de machine génèrent de l'énergie à des fréquences prévisibles. Par exemple :
   • Déséquilibrer: Amplitude élevée à 1x celle du rotor vitesse de course.
   • Désalignement : Amplitude élevée à 1x et surtout 2x la vitesse de fonctionnement, souvent avec de fortes vibrations axiales.
   • Défauts de roulement : Pics non synchrones à haute fréquence à des fréquences de défaut de roulement spécifiques (BPFO, BPFI, BSF, FTF).
   • Défauts d'engrenage : Pics à la fréquence d'engrènement (GMF) et ses bandes latérales.
4. Confirmation de défaut : Utiliser plusieurs types de données pour confirmer un diagnostic. Par exemple, analyser la forme d'onde temporelle pour détecter les impacts (indicateurs de défauts de roulement) ou utiliser l'analyse de phase pour différencier un balourd d'un arbre tordu.
5. Rapports et recommandations : Communiquer clairement les résultats, y compris le défaut identifié, sa gravité et un plan d’action recommandé au personnel de maintenance.

3. Outils et techniques clés

Le diagnostic des vibrations s’appuie sur une variété d’outils d’analyse spécialisés :

• Analyse spectrale (FFT): L'outil principal permettant d'identifier les fréquences présentes dans un signal.
• Analyse des formes d'onde temporelles: Utile pour observer la forme du signal, les impacts et les événements de modulation qui peuvent être manqués dans la FFT.
• Analyse de phase : Un outil essentiel pour confirmer le déséquilibre, le désalignement, le jeu et les performances équilibrage.
• Analyse d'enveloppe (démodulation): Une technique permettant de détecter les impacts répétitifs à très faible énergie associés aux défauts précoces des roulements et des engrenages.
• Analyse des commandes: Utilisé pour les machines à vitesse variable, il relie les vibrations aux multiples (ordres) de la vitesse de fonctionnement plutôt qu'à des fréquences fixes.
• Forme de déflexion opérationnelle (ODS): Une animation qui montre comment une machine ou une structure se déplace à une fréquence spécifique, utile pour diagnostiquer la résonance et la faiblesse structurelle.

4. L'objectif : du réactif au proactif

L'objectif ultime du diagnostic vibratoire est de soutenir une stratégie de maintenance proactive. En identifiant les causes profondes des défaillances (comme un désalignement, une résonance ou une lubrification inadéquate), les entreprises peuvent aller au-delà de la simple réparation des machines en panne et commencer à éliminer les causes initiales de leur défaillance, ce qui améliore considérablement la fiabilité et réduit les coûts.

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