Vibrations

1GPO-261 MAINTENANCE INDUSTRIELLE Vibration-1

Analyse de la vibrationDfinitionsDfinitions

Vibration: Rsultat du mouvement dune masse de part et dautre dun point central.

Une oscillation complte (aller-retour) correspond un CYCLE.

+A

-A

Priode T/cycle

RA

t

w

y = A sin ( 2 p f t )oy : amplitude tA :amplitude maximalef : frquence =1/T= w/ 2 p T : priodew : vitesse angulairet : temps

y

GPO-261 MAINTENANCE INDUSTRIELLE Vibration-2

Analyse de la vibrationCe qui cause la vibrationCe qui cause la vibration

Distribution ingale de masse au tour du centre de gravit (dbalancement) : Par exemple, ce type de vibration sera fonction de : Masse excdentaire causant le dbalancement Sa distance du centre de gravit La vitesse de rotation

Impact Par exemple, ce type de vibration sera fonction de : Hauteur de la chute Masse tombante vs masse rceptive lasticit des deux masses

Mouvement alternatif



La mesure de vibration implique deux paramtres: L amplitude et la frquence ( la phase est un 3ime optionnel)

Frquence Nombre dvnements (cycles) par unit de temps

l RPM, CPM, CPS (Hz), ...

Amplitude Valeur maximale dune grandeur qui varie priodiquement

l Dplacement, vitesse ou acclration

t

Vlocit Dplacement Acclration



Donc pour dcrire lamplitude, nous avons le choix : Dplacement, vlocit, et acclration

Dplacement Exprim en mills, microns, ou dB Basses frquences, lent, peu d acclration

Vlocit Exprim en po/sec, mm/sec, ou dB Vitesse plus leve, dplacement plus faible, acclration un

peu plus grande

Acclration Exprim en po/sec 2 , pi/sec/sec, g s, ou dB Dplacement presque nul, vitesse moyenne, et changement de

vitesse trs grand


Analyse de la vibrationDomaine de temps et de frquenceDomaine de temps et de frquence

Un signal vibratoire est gnralement constitu d un ensemble de frquences mises en mme temps Exemple du bateau amarr: Mare, vagues, vents, passager,

moteur,

Les frquences se superposent en s additionnant et en se soustrayant

Le signal est dcompos pour fin d analyses: graphique amplitudes vs frquences

l Spectre de frquence ou signature vibratoire

l Exemple: Bandes de frquence d un equalizer

l La rsolution des frquences dterminera la prcision


Analyse de la vibrationDomaine de temps et de frquenceDomaine de temps et de frquence


Analyse de la vibrationMesure des amplitudesMesure des amplitudes

Valeur crte (Peak) gale l amplitude du signal souvent utilise pour les dplacements (0-1000 cpm)

Valeur crte crte (Peak to peak) gale deux fois lamplitude du signal souvent utilise pour les vlocits (1000-60,000 cpm)

Valeur RMS (Root mean square) gale .707 l amplitude du signal (surface sous la courbe) reprsente l nergie du mouvement souvent utilise pour les acclrations (40,000+ cpm) attnuante pour les spike


Analyse de la vibrationMesure des amplitudesMesure des amplitudes

+A

-A

t

y

--++ ++

Peakto Peak

RMS

Peak


Analyse de la vibrationInstrumentationInstrumentation

Capteur dplacement (sans contact, magntique, permanent) Vlocimtre (avec contact, magntique ou mcanique) Acclromtre (avec contact, magntique ou mcanique)

Cble Caractristique mcanique et effet sur capteur

Analyseur Portatif, enregistre et analyse Oscilloscope ( waveform ) , balayeur ( swept filter ),

analyseur FFT (Fourrier function transfer) et collecteur de donnes

Software d analyse et d archivage (sur PC) Stroboscope pour troubleshoot


Analyse de la vibrationInstrumentationInstrumentation


Analyse de la vibrationCaractristiques des quipementsCaractristiques des quipements

Chaque machine possde une signature vibratoire unique et qui volue (usure, dgradation)

Frquences fondamentales dune machine Selon les composantes mcaniques (moteur, engrenages,

chanes, pales, roulements etc )

20Hz 20kHz

500Hz 2kHz


Analyse de la vibrationTechnique de mesure

Technique de mesure standard pour bien diagnostiquer Trois (3) mesures par point:

l Axial (A) : dans le sens de l axe de rotationl Horizontal (H) : 90 p/r l axe de rotation, dans le plan horiz.

l Vertical (V) : 90 p/r l axe de rotation, 90 p/r l horizontal, dans le plan verticale

Noter les points (A, B, C )en commencant par l arrire du moteur et suivre l ordre de transmission de l nergie

AA

AH

AV

BA

BH

BVCA

BHCV


Analyse de la vibrationSources les plus courantes de vibration

Dbalancement (40 @ 50 % des problmes) Distribution ingale de poids autour d un pivot

l Salet, corrosion, dformation, expansion,

Symptme: 1 x RPM 4 types

l statique, localis sur un ct du rotorl couple, localis sur un ct du rotor, et 180 sur l autre ct

l Quasi -statique, statique combin avec couple

l dynamique, semblable au couple, mais pas 180



Mauvais enlignement(40 @ 50 % des problmes) Symptme: 1 x RPM et 2x RPM ,

axial 50% de radial (H ou V) nergie capte par lment

ayant le moins de masse ou de support

Expansion thermique, montage 3 types

l dcentr, centres ne concident pas mais parallles

l angulaire, centres concident mais ne sont pas parallles

l Combinaison des deux



Roulements Principe de

dgradation de la route

Hautes frquences en gnral

Selon les caractristiques du pallier (fabricant)





Engrenages Le gear meshing ou engrnement est le nombre de fois que

les dents entrent en contact entre-elles Exemple:

gear meshing = 1,750 * 120 = 210,000 cpm

Frquence naturelle de l engrenage pour dtecter lequel Side band + ou - 1x rpm de l engrenage

dfectueux (ie; 215,250 rpm = engrenage 40 dents)

5250 rpm40 dents

1750 rpm120 dents



Entranement par courroies Frquence de passage: vitesse relle de la courroie Dsenlignement , charge excessive, etc ...

d1 = dia. Poulie menanted2 = dia. Poulie meneL = centre centre des pouliesrpm = poulie menanteC = longeur de la courroieC = 2L + (d1 x p/2) + (d2 x p/2)

p= d1x p x rpmC



Forces aro/hydrodynamiques Pompes, ventilateurs, souffleurs, turbines, etc Frquence de pulsation = nbre de palettes x rpm Phnomnes difficile identifier (hautes frquences)

l Turbulence

l Recirculationl Cavitation

Utile d utiliser la frquence naturelle de la composante

Ventilateur axial de 6 pales1750 rpmfrqu. = 10,500 cpm



Problmes lectriques Complexit du moteur lectrique:

l lectrique: champ magntique (stator) rotor dcentr, 2x frquence lectrique (2x 60Hz = 120 Hz, 7200 cpm) Si moteur cage cureuil (ex. Rotor 48 barres et stator 64 passages de

bobines) 48 x rpm = stator (bobines) endommag 64 x rpm = rotor endommag

disparat lorsque courant coupl mcanique: roulement, rotor, accouplement, pied boiteux

causes vues prcdemment

Roulements lectrique

7200 cpm



Frquence naturelle, rsonance et vitesse critique Rsonance: frquence dexcitation concide avec la frquence

naturelle Vitesse critique: vitesse de rotation correspondant la

frquence naturelle de larbre dans ses paliers Frquence laquelle une pice va vibrer aprs un choc (cloche)

n = frquence naturelle K = rigidit M = masse

n = K/M

Ampl.

Attn. nr


Analyse de la vibrationSvrit

Charte de Rathbone: Dplacements en

.001 po., peak-to-peak

Vitesse en po./sec. , peak

titre de GUIDE seulement

Diviser par cinq pour utilisation avec roulements

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