Comment identifier le bruit d'un roulement de moteur par l'écoute ?

En général, le bruit d'un moteur est mesuré en installant des appareils de mesure du son dans un environnement d'essai normalisé, puis le niveau de bruit du moteur est obtenu par certaines corrections et certains calculs.

Ce processus implique des exigences spécifiques concernant l'environnement d'essai, l'équipement, les méthodes et les ajustements de calcul. Il est essentiel que les ingénieurs motoristes comprennent ces aspects au lieu de se contenter d'utiliser un microphone pour des mesures simples.

Malgré cela, ce que les ingénieurs motoristes mesurent, c'est toujours le bruit du moteur, et non le bruit des roulements. Nous savons que le bruit du moteur comprend le bruit électromagnétique et le bruit mécanique, une partie importante de ce dernier étant le bruit généré par le ventilateur de refroidissement. Ces bruits "masquent" largement le bruit des roulements, agissant comme une interférence de fond.

Les normes relatives aux roulements comprennent également des méthodes d'essai pour le bruit des roulements. Cependant, l'équipement de détection des roulements généralement utilisé dans les usines de moteurs consiste à installer le roulement sur une tête d'essai, à appliquer une charge, puis à convertir le signal en valeurs numériques ou à le transmettre à un haut-parleur pour l'essai.

En réalité, il s'agit d'un testeur de vibrations pour les roulements de moteur, et non d'un testeur de bruit. Même si le testeur entend le son provenant du haut-parleur, ce son est toujours une conversion du signal de vibration, et non un bruit direct.

Néanmoins, lorsque le roulement est installé dans le moteur et que celui-ci tourne, les conditions de charge auxquelles le roulement est soumis sont complètement différentes de celles du banc d'essai. Cela se traduit par des performances sonores différentes du palier de moteur.

De nombreux fabricants ont rencontré des situations où les roulements passent l'inspection du "banc d'essai" mais font quand même du bruit lorsqu'ils sont installés dans le moteur. Cette confusion est due à la différence entre les conditions du banc d'essai et les conditions réelles du roulement du moteur, ainsi qu'à la différence entre les mesures de "vibrations" et de "bruit".

Les essais spécialisés sur le bruit des roulements, comme les essais sur le bruit des moteurs, ont leurs propres exigences en matière d'environnement, d'équipement d'essai, de méthodes d'essai et d'ajustements des calculs. Il est difficile pour les usines de moteurs normales de procéder à de tels essais.

Pour les roulements, tous les autres bruits provenant du moteur sont des interférences de conditions d'essai ou des bruits de fond. Si le bruit de fond des roulements de moteur peut être corrigé par le calcul, la structure du moteur lui-même représente un défi considérable pour le bruit des roulements. Par exemple, le capuchon d'extrémité du roulement du moteur crée un certain niveau d'obstruction au bruit.

Cela signifie-t-il que le bruit des roulements de moteur sur site ne peut pas être évalué ? En particulier du point de vue de la maintenance, comment mesurer et entendre le bruit des roulements de moteur ?

En effet, des méthodes existent.

Tout d'abord, en raison des exigences environnementales élevées de la mesure du bruit et de sa sensibilité aux interférences, l'analyse pratique des défaillances ou la maintenance des équipements se concentre souvent sur les vibrations plutôt que sur le bruit. Dans le cadre de l'entretien courant des roulements de moteur, si les ingénieurs sont préoccupés par les défaillances potentielles des roulements, la détection des vibrations est une méthode plus directe et plus efficace que la mesure du bruit.

Toutefois, si les fabricants de moteurs sont plus préoccupés par la "sensation auditive" globale du moteur, des essais de bruit spécifiques restent nécessaires. En ce qui concerne la mesure du bruit auditif, il existe un problème lié aux contours d'égale intensité sonore, qui sera abordé en détail dans un article ultérieur. Parlons d'abord de la méthode de mesure du "bruit" des défaillances potentielles.

En ce qui concerne la mesure sur place du "bruit" (en fait des vibrations) des défaillances potentielles :

a) La méthode la plus fiable pour tester les vibrations consiste actuellement à utiliser des capteurs de vibrations et l'équipement d'analyse correspondant. Il existe de nombreux fabricants de ce type d'équipement.

D'une manière générale, les méthodes du domaine temporel et du domaine fréquentiel peuvent être utilisées pour une analyse détaillée afin d'identifier les causes possibles de la défaillance. (Cela implique des connaissances plus spécialisées en matière de surveillance des conditions, qui seront développées dans des articles ultérieurs, c'est pourquoi nous ne les aborderons pas ici).

b) Toutefois, de nombreuses exigences en matière de contrôle sur place ne sont pas aussi détaillées. Par exemple, les patrouilles de travailleurs. S'il n'y a pas d'équipement de surveillance des vibrations, comment faut-il procéder ?

En fait, la méthode d'inspection la plus courante est le "stéthoscope". Même avec un stéthoscope, si l'ingénieur ne comprend pas son principe d'utilisation, le résultat souvent entendu peut ne pas être le vrai. Comme mentionné plus haut, même avec un stéthoscope, nous effectuons toujours une "inspection des vibrations" au lieu d'une "inspection du bruit".

Par conséquent, lors de l'écoute, une extrémité du stéthoscope ne doit être appuyée que sur la partie inspection, et l'autre extrémité ne doit être appuyée que sur l'os externe de l'oreille. De cette manière, il existe une connexion "rigide" entre la pièce d'inspection et l'os de l'oreille, au lieu d'une connexion aérienne. Cela élimine les interférences dues au "bruit" d'autres composants.

Ce que nous écoutons ici, c'est une "vibration" et non un "bruit". L'une des principales raisons de procéder ainsi est d'éliminer les bruits parasites transmis par l'air.

Bien que cette méthode soit couramment utilisée, le détail réside dans le fait de savoir s'il faut ou non "presser fort". Cette différence permet souvent de voir sur place si un ingénieur comprend le principe de cette méthode de mesure. Les ingénieurs expérimentés peuvent souvent distinguer certaines anomalies à l'intérieur des roulements à partir de la "vibration" transmise par le stéthoscope.

Une fois que l'on maîtrise la bonne méthode pour "écouter le bruit" sur le site, toutes les analyses ultérieures du bruit et des vibrations des roulements de moteur deviennent plus ciblées et plus opportunes. De nombreux ingénieurs sur le terrain discutent longuement de diverses questions pour finalement se rendre compte qu'ils ne parlent pas de la même chose. Pour éviter cette situation, il est donc très utile de faire un petit pas, celui de l'"écoute".