Page 1MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Analyses vibratoires
Les vibrations
Page 2MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
D'où proviennent les Vibrations ?
vibrations = symptôme
défaut = force
Forces Internes
Mobilité dela structure
Vibrations
Vibration = Force x MobilitéVibration = Force x Mobilité
Page 3MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Fonction de transfert
n
changement proportionneldans la vibration
Hz
8dB
Log
Vibration
A
n Hz
changementdans la force
8dB
Log
Force
Fonction detransfertn Hz
mobilité constanteLog
Force et Vibration
Forced’entrées
x = Vitessevibratoire
Réponse du systèmeMobilité
Paramètres structuraux :MasseRigiditéAmortissement
Forces créées par :BalourdChocFrictionAcoustique
Paramètres de vibration :AccélérationVitesseDéplacement
Page 4MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Mouvement circulaire uniforme
Vibration harmonique simple, x = Asin(ωt+ α)
Déplacement Vitesse Accélération
t tt
Accélérationa
1ms-2 (m/s2) = 0.102g = 39.4 in/s2
Vitessev
Déplacementd
1ms-1 (m/s)
1m
= 3.6 km/h = 39.4 in/s
= 1000 mm = 39.4 in
Les unités demesure vibratoire
1g ≡ 9,80665 ms-2
Page 5MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Accélération, Vitesse et Déplacement
M
M a
M
d
m
md v
m
v
d
v
Vitesse
Accélération
va
d
Temps(vibration simple)
a a
DéplacementFréquence
(machine vraie)
Page 6MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Les vibrations
Introduction à la détectiondes défauts
Page 7MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Buts de la surveillance
Maintenance conditionnelle3 objectifs = 3 méthodes = 3 moyens
Surveillancesuivi
Permanence
Spectre
Niveau global
Sécuritédétection
Diagnosticoptimisation
simplicité
rapidité
puissance
Page 8MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Collecteur de données
Niveau de vibrationCollecteurde données
temps
Avertissement
Niveau de maintenance
Tendance
Panne
Page 9MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Méthode du relevé global
Niveau global
L
fNiveau devibration
Temps
Niveau d’arrêt
Niveau d’alarme
Niveau de référence
8 dB
8 dB
Page 10MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Tendances par bandes de fréquences
Analyse spectrale
A logA log
Limite globale Limite globale
Mesure globale
Mesure sur une bandede fréquences
Balourd Engrènement tF
Page 11MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Descriptions du signal temporel
Amplitude
CrêteCrête
àCrête
rmsMoyen
Temps
Facteur Crête : CrêteRMSdt)t(x
Trms
T
∫=0
21 dttxT
T
∫=0
)(1Moyen
Page 12MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
AFNOR E-90-100
Vitesse vibratoire efficace [mm/seff]10 - 1000 Hz
Point de référence pour l'étalonnage
Droites de tolérance
1
0,0060,004
0,002
2
[mm/s eff] 0,40,6
0,2
0,1
0,060,04
0,02
0,01
5000 101 2 55 10 50 100 500 103 4
F [Hz]
Page 13MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Normes vibratoires : un guide
2,5
fois
= 8
dB
10 fo
is =
20d
B
NonPermisNon
Permis
NonPermis
Permis
PermisPermis
Juste Tolérable
Juste Tolérable
Juste Tolérable
BonPetite Machine
< 15 kW
Bon15 kW < M > 75kWMachine Moyenne
<300 kW sur fondationsspéciales
BonGrande Machineavec fondationsrigides et lourdes
Sécurité
ISO 2372
??
API 670
mm/s452818
11.27.14.52.81.8
1.120.710.450.280.18
Valeur efficace de la vitesse (RMS)
153149145141137133129125121119117109105
dBISO2372 (BS 4675, VDI 2056)
Groupe MGroupe K Groupe G
Page 14MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
AFNOR E-90-300
AFNOR E 90-100
Paliers ou fixations
3 directions perpendiculaires entre elles
Page 15MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Groupes
Groupe IPetites machines tournantes (moins de 15 kW)
Groupe IIMachines tournantes moyennes (15 à 75 (300) kW)
Groupe IIIGrandes machines tournantes (fixations rigides)
Groupe IVGrandes machines tournantes (fixations souples)
Groupe VMachines alternatives (fixations rigides)
Groupe VIAutres machines
Page 16MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Autres normes
AFNOR E 90-301
AFNOR E 90-310
AFNOR F 65-101AFNOR E 90-310VDI 2063
Classe Vitesse N[tr/mn]
Intensité vibratoire Veff [mm/s]pour une hauteur d'axe H [mm]
80 < H 132 132 < H 225 225 < H 315
N (normale) 600 < N ≤ 3 600600 < N ≤ 1 800 1,76 2,83 4,45
R (réduite) 0,701,13
1,131,76
1,762,83
S (spéciale) 0,440,70
0,701,13
1,131,76
1 800 < N ≤ 3 600600 < N ≤ 1 800
1 800 < N ≤ 3 600
Page 17MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
BCU (Bearing Condition Unit)
dB
30
20
10
0
13 6435 F [kHz]
Page 18MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Facteur de crête
Valeur crête
Valeurefficace
Facteur de crête
temps
temps
Niveau
Temps
Aeff AcrBonétat
valeur efficace initiale
valeur crête initiale
Défautnaissant
Acc crêteAcc efficace
la valeur crêtevarie moins
augmentation de la valeur
efficace avec le nombre de
défauts
Défautconfirmé
Page 19MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Signaux stationnaires
Analyse en fréquence moins critiqueTempératurePressionDéplacement axial de l'arbreDéplacement radial de l'arbrecontient :
– Vibration continue– Vibration dynamique (orbite & spectre)
temps
Page 20MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Vibrations relatives d’arbre
A : Rotor ou structure isotropeB : Rotor ou structure anisotropeG : Centre de masse du rotorK : Orbite cinétiquea : Précessionb : Récession
b
n
GG
Y X
A B
aK
Page 21MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Vibrations relatives d’arbre
S max
ISO 7919(Su1 > So1) (Sm1 = Su1)(So2 > Su2) (Sm2 = So2)
G
t
t
G2
Smax
So2
So1
S1
S2
So1
Su1
Su2
So2
K
S2
S1
Max (X,Y)
API 670
Page 22MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
ISO 7919
Critère II
S max
Critère I
temps
Page 23MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Vibrations absolues d’arbre
m(rotor) < m (structure)
m(rotor) ≥ m (structure)
m(rotor) << m (structure)
Page 24MC – Vibrations Rév. A Septembre2001
Vibrations absolues d’arbre
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