15 Problèmes et symptômes liés aux vibrations mécaniques

1. Déséquilibres

Caractéristiques des symptômes de l'échec du déséquilibre :

• Fréquence principale des vibrations égale à la vitesse du rotor
• Les vibrations radiales sont fréquentes
• La phase de vibration est stable
• Les vibrations varient en fonction du carré de la vitesse
• La direction du déphasage de la vibration est proportionnelle à la direction de la mesure.

1) Cdéséquilibre des couples

Caractéristiques des symptômes du déséquilibre du couple :

• Il présente une différence de phase de 180° sur le même axe ;
• La fréquence de 1x RPM existe et domine ;
• L'amplitude de la vibration varie en fonction du carré de la vitesse ;
• Il peut provoquer de grandes amplitudes de vibrations axiales et radiales ;
• L'équilibre dynamique doit être corrigé dans deux surfaces de correction.

2) Déséquilibre du rotor en porte-à-faux

Caractéristiques des symptômes du déséquilibre du rotor en porte-à-faux :

• La fréquence de vitesse 1X existe à la fois dans le sens radial et dans le sens axial ;
• Les relevés dans la direction axiale sont en phase, mais les relevés dans la direction radiale peuvent être instables ;
• Les rotors en porte-à-faux présentent souvent des déséquilibres de force et de couple de force, qui doivent donc être corrigés.

2. Mest l'alignement

1) Adésalignement angulaire

Caractéristiques des symptômes de désalignement angulaire :

• La caractéristique est une vibration axiale élevée ;
• Il y a une différence de phase de 180° entre les côtés de l'accouplement ;
• Il présente généralement des vibrations axiales élevées aux vitesses 1X et 2X ;
• En général, les fréquences 1X, 2X ou 3X RPM ne sont pas dominantes ;
• Les symptômes peuvent indiquer une défaillance de l'accouplement.

2) Désalignement parallèle

Caractéristiques des symptômes de désalignement parallèle :

• Lorsque la vibration avec une différence de phase de 180° dans la direction radiale est fortement désalignée, des fréquences harmoniques plus élevées sont générées ;
• L'amplitude de 2X RPM est souvent supérieure à celle de 1X RPM, ce qui est similaire aux symptômes d'un désalignement angulaire ;
• La conception du couplage peut affecter la forme et l'amplitude de l'onde de choc. spectre vibratoire.

3). Roulements inclinés

Caractéristiques des symptômes des roulements inclinés :

• Les symptômes de vibration sont similaires à ceux d'un désalignement angulaire ;
• Essayer de recentrer l'accouplement ou d'équilibrer le rotor ne résout pas le problème ;
• Il produit un déphasage latéral d'environ 180° ;
• Il y a un mouvement de torsion vers le côté ou du haut vers le bas.

3. Rotor excentrique

Caractéristiques des symptômes du rotor excentrique :

• Il a une fréquence de vibration maximale de 1x de vitesse dans la direction de l'axe du rotor ;
• La différence de phase relative est de 0° ou 180° ;
• Une tentative d'équilibrage dynamique diminuera l'amplitude des vibrations dans une direction, mais risque d'augmenter les vibrations dans l'autre direction.

4. Axe de flexion

Caractéristiques des symptômes de l'axe de flexion :

• Une vibration axiale importante est produite par un arbre plié ;
• Si la courbure est proche du centre de l'arbre, la fréquence de la vitesse 1X domine ;
• Si la courbure est proche des deux extrémités de la portée de l'arbre, la fréquence de la vitesse 2X domine ;
• La différence de phase dans la direction axiale tend à être de 180°.

5. Desserrage mécanique

1) MDesserrage mécanique (A)

Caractéristiques des symptômes du descellement mécanique (A) :

• Il est dû à la structure lâche des pieds de la machine ;
• La déformation des fondations entraîne des problèmes de "semelles souples" ;
• L'analyse de phase révèle une différence de phase verticale d'environ 180° entre les composants de la plaque de base de la machine.

2) Desserrage mécanique (B)

Caractéristiques des symptômes du descellement mécanique (B) :

• Elle est due à des boulons d'ancrage mal fixés ;
• Les structures ou les boîtiers fissurés peuvent produire des vibrations à des fréquences de 0,5X, 1X, 2X et 3X.

3) Desserrage mécanique (C)

Caractéristiques des symptômes du descellement mécanique (C) :

• La phase est souvent instable ;
• De nombreuses fréquences harmoniques seront générées.

6. Frottement du rotor

Caractéristiques des symptômes de frottement du rotor :

• Le spectre des vibrations est similaire à celui d'un desserrage mécanique ;
• En général, il produit une série de fréquences qui peuvent exciter des vibrations auto-excitées ;
• Des vibrations sous-harmoniques de la vitesse peuvent se produire ;
• La friction peut être la circonférence partielle ou totale.

7. Résonance

Caractéristiques des symptômes de la résonance :

• Il y a résonance lorsque la fréquence de la vibration forcée coïncide avec la fréquence de l'auto-oscillation ;
• Lorsque l'arbre passe par la résonance, la phase change de 180°, et lorsque le système est en résonance, une grande valeur de vibration est générée.

8. Courroie et poulie

1) Résonance de la ceinture

Caractéristiques des symptômes de la résonance de la ceinture :

• Si la fréquence d'auto-oscillation de la courroie coïncide avec la fréquence de la vitesse d'entraînement ou de la vitesse entraînée, des vibrations importantes peuvent se produire ;
• La modification de la tension de la courroie peut modifier la fréquence d'auto-oscillation de la courroie.

2) Ceintures usées, lâches ou mal assorties

Caractéristiques des symptômes d'une courroie usée, lâche ou inadaptée :

• La fréquence de 2X RPM domine ;
• L'amplitude des vibrations est souvent instable, parfois sous forme d'impulsions, de fréquences ou de fréquences de vitesse entraînée ;
• Les courroies dentées usées ou mal alignées produisent de grandes valeurs de vibration dans la fréquence de la courroie dentée ;
• La courroie vibre à une fréquence inférieure à la vitesse d'entraînement ou à la vitesse entraînée.

3) Poulies excentriques

Caractéristiques des symptômes de la poulie excentrique :

• Les poulies excentriques ou déséquilibrées produiront des valeurs importantes de vibration de la poulie à une fréquence de vitesse 1x ;
• Il a une amplitude maximale de vibration dans la même direction que la courroie ;
• Soyez prudent lorsque vous essayez d'équilibrer des poulies excentriques.

4) Désalignement de la courroie/poulie

Caractéristiques du symptôme de désalignement de la courroie/poulie :

• Une vibration axiale importante de 1X la fréquence de la vitesse se produit lorsque la poulie n'est pas alignée ;
• La plus grande amplitude de vibration sur le moteur est souvent la fréquence de la vitesse de la turbine.

9. Excitation hydrodynamique

1) Fréquence de passage des lames

Caractéristiques des symptômes de l'excitation hydrodynamique :

• Si le jeu entre la lame et le boîtier n'est pas uniforme, l'amplitude de la vibration de la lame à travers la fréquence (BPF) peut être très élevée ;
• Des vibrations de fréquence de passage de l'aube (BPF) de grande amplitude peuvent se produire si la bague de frottement est coincée sur l'arbre ;
• Le rotor excentré peut produire une amplitude excessive des vibrations de la fréquence de passage des pales (BPF).

2) Turbulence des fluides

Caractéristiques des symptômes de la turbulence des fluides :

• Dans le ventilateur, en raison du changement de pression ou de vitesse du flux d'air dans le canal d'écoulement, le flux d'air apparaît souvent turbulent ;
• Il produit des vibrations aléatoires à basse fréquence dans la gamme de 0 à 30 Hz.

3) Cavitation

Caractéristiques des symptômes de la cavitation :

• La cavitation génère des vibrations énergétiques aléatoires, à haute fréquence et à large bande, qui se superposent à la fréquence de passage des pales (BPF) ;
• En général, cela indique une pression d'entrée incorrecte ;
• Si le phénomène de cavitation persiste, il peut entraîner la corrosion des aubes de la roue et du corps de la pompe ;
• On aurait dit du gravier passant dans une pompe.

10. Battre la vibration

Caractéristiques des symptômes de la vibration du battement :

• La vibration de battement est le résultat de la synthèse de deux vibrations de fréquence très proche en phase et hors phase ;
• Le spectre à large bande apparaît comme un pic au-dessus et au-dessous, et la fluctuation elle-même est le battement de la différence de fréquence entre deux pics dans le spectre à large bande.

11. Rotor excentrique

• Fréquence d'alimentation FL (50 Hz en Chine = 3000 tr/min)
• Polar P
• Fréquence de passage des barres du rotor Fb = nombre de barres du rotor * vitesse du rotor
• Vitesse synchrone NS=2XFL/P
• Fréquence de glissement FS = vitesse synchrone - vitesse du rotor

1) Excentricité du stator, court-circuit d'isolation et noyaux lâches

Caractéristiques des symptômes de l'excentricité du stator, des courts-circuits d'isolation et des noyaux détachés :

• Le problème du stator génère des fréquences de puissance de grande amplitude et double les vibrations électromagnétiques (2FL) ;
• L'excentricité du stator produit un entrefer irrégulier et sa vibration unidirectionnelle est évidente ;
• Les pieds à semelles souples peuvent provoquer une excentricité du stator.

2) Moteurs synchrones

Caractéristiques des symptômes du moteur synchrone :

• Il est produit par des bobines de stator desserrées dans les moteurs synchrones ;
• Les bobines de grande amplitude vibrent et peuvent passer à travers la fréquence ;
• Les bobines traversent une bande latérale de part et d'autre de la fréquence qui sera accompagnée d'une fréquence de vitesse 1X.

3) Défaut de phase de l'alimentation électrique

Caractéristiques du symptôme de la défaillance de la phase d'alimentation :

• Les problèmes de phase entraînent un doublement de la fréquence de l'alimentation ;
• (2FL) est accompagné de bandes latérales (1/3) FL ;
• L'amplitude des vibrations électromagnétiques à deux fréquences d'alimentation (2FL) peut dépasser 25 mm/s en crête si les défauts d'alimentation ne sont pas corrigés ;
• La défaillance locale du connecteur d'alimentation n'est qu'un défaut de contact occasionnel.

4) Rotors excentriques

Caractéristiques des symptômes du rotor excentrique :

• Le rotor excentrique crée un entrefer variable en rotation, qui génère des vibrations pulsées ;
• La spectroscopie d'affinement est souvent nécessaire pour séparer les fréquences harmoniques de la double fréquence d'alimentation (2F) de la vitesse de rotation.

5) Bbarre de rotor roken

Caractéristiques des symptômes d'une barre de rotor cassée :

• La vitesse de rotation et sa fréquence harmonique accompagnées d'une bande latérale de fréquence de passage des pôles (Fp) des deux côtés indiquent un défaut de rupture du rotor ;
• Lorsque les barres du rotor passent des deux côtés de la fréquence (RBPF), une double bande latérale de fréquence d'alimentation (2FL) indique que la barre du rotor est desserrée.
• Souvent, l'amplitude de la fréquence de passage de la barre du rotor (RBPF) est très élevée à deux (2XRBPF) et trois fois (3XRBPF), alors que l'amplitude de la RBPF est très faible à la fréquence fondamentale (1XRBPF).

12. Moteurs à courant continu

Caractéristiques des symptômes d'une défaillance du moteur à courant continu :

• DC défauts du moteur peut être détectée à l'aide d'une fréquence de thyristor (SCR) supérieure à la normale.
• Ces défauts comprennent la rupture des bobines d'enroulement, des fusibles et des cartes de contrôle qui peuvent produire des vibrations de grande amplitude à des fréquences d'alimentation de 1X à 5X.

13. Défaillance de l'engrenage

Spectre de l'état normal :

• Le spectre de l'état normal montre les fréquences de vitesse 1X et 2X et la fréquence d'engrènement GMF ;
• La fréquence d'engrènement GMF est généralement accompagnée d'une bande latérale de fréquence de vitesse de rotation ;
• Toutes les pointes de vibration ont une faible amplitude, sans fréquence d'auto-oscillation.

1) Effet de la charge dentaire

Caractéristiques des symptômes des effets de la charge dentaire :

• La fréquence des engrenages est souvent sensible à la charge ;
• Une fréquence d'engrènement de grande amplitude (GMF) n'indique pas nécessairement défaillance de l'engrenage;
• Chaque analyse doit être effectuée à la charge maximale.

2) Tusure des dents

Caractéristiques des symptômes de l'usure dentaire :

• L'excitation de la fréquence d'auto-oscillation est accompagnée d'une bande latérale qui use l'engrenage à 1X la fréquence de rotation, indiquant l'usure de la dent ;
• Les bandes latérales sont un meilleur indicateur d'usure que la fréquence d'engrènement GMF ;
• L'amplitude de la fréquence d'engrènement peut ne pas varier en fonction de l'usure des dents de l'engrenage.

3) Excentricité de l'engrenage et course de jeu

Caractéristiques des symptômes de l'excentricité de l'engrenage et de l'excursion du jeu latéral :

• Les bandes latérales d'amplitude plus élevée de part et d'autre de la fréquence d'engrènement GMF indiquent que l'excursion du jeu latéral de l'excentrique de l'engrenage et l'arbre de l'engrenage ne sont pas parallèles ;
• Les engrenages défectueux modulent les bandes latérales ;
• Les excursions anormales du jeu angulaire font normalement vibrer l'engrenage à la fréquence d'auto-oscillation.

4) Désalignement des engrenages

Caractéristiques symptomatiques du désalignement des engrenages :

• Le désalignement des engrenages excite toujours des fréquences harmoniques de deuxième ordre ou plus des fréquences d'engrenage, qui s'accompagnent d'une bande latérale de fréquence de vitesse de rotation ;
• L'amplitude de la fréquence de base de l'engrenage (1XGMF) est plus faible, tandis que l'amplitude des fréquences de l'engrenage 2X et 3X est plus élevée ;
• Afin de capturer au moins 2X les fréquences du FMV, il est important de fixer une valeur suffisamment élevée pour la fréquence d'analyse maximale Fmax.

5) Dents cassées/fissurées

Caractéristiques symptomatiques des dents cassées/perdues :

• Une dent cassée ou fissurée produira une vibration de grande amplitude à une fréquence égale à 1X la vitesse de l'engrenage ;
• Il induira une vibration de fréquence auto-oscillante avec une bande latérale fondamentale de vitesse de rotation de part et d'autre de celle-ci ;
• Il utilise la forme d'onde du domaine temporel pour indiquer au mieux la rupture d'une dent cassée ou fissurée ;
• L'intervalle de temps entre les deux impulsions est l'inverse de 1X la vitesse.

6) Teeth wear

Caractéristiques symptomatiques des dents oscillantes :

• La vibration des engrenages oscillants est une vibration à basse fréquence, qui est souvent ignorée.

14. Roulements

1) Phase 1 du développement des défaillances des roulements

Caractéristiques des symptômes de la première phase du développement de la défaillance des roulements :

• Dès les premières indications dans la gamme des fréquences ultrasonores (>250 KHz), le spectre peut être évalué au mieux en utilisant la technique de l'enveloppe d'accélération des vibrations (vibration spike energy gSE).

2) Phase 2 du développement des défaillances des roulements

Caractéristiques symptomatiques de la deuxième phase de développement de la défaillance des roulements :

• Les fautes mineures suscitent l'intérêt des fréquence naturelle les vibrations des composants des roulements.
• La fréquence du défaut est comprise entre 500 et 2000 Hz.
• À la fin de la deuxième phase de développement des défauts des roulements, des fréquences latérales apparaissent à gauche et à droite de la fréquence d'auto-oscillation.

3) Phase 3 de l'évolution des défaillances des roulements

Symptômes caractéristiques de la phase 3 du développement d'une défaillance de roulement :

• Il présente une fréquence de défaillance des roulements et des fréquences harmoniques.
• Le nombre de bandes latérales augmente avec le nombre de fréquences harmoniques auxquelles la fréquence du défaut se produit en cas d'usure importante ;
• À ce stade, l'usure est visible à l'œil nu et s'étend sur toute la circonférence du roulement.

4) Phase 4 de l'évolution des défaillances des roulements

Caractéristiques des symptômes de la phase 4 de l'évolution des défaillances des roulements :

• Les fréquences discrètes de défaillance des roulements disparaissent et sont remplacées par des vibrations aléatoires à large bande sous forme d'horizons sonores ;
• Vers la fin de cette phase, il affecte même l'amplitude de la fréquence de la vitesse 1X ;
• En fait, l'ampleur de l'horizon de bruit à haute fréquence et l'ampleur totale peuvent être réduites.

15. Roulements à billes

1) Instabilité de l'oscillation du film d'huile

Caractéristiques des symptômes de l'oscillation du film d'huile :

• Une oscillation du film d'huile peut se produire si la machine est utilisée à une vitesse de rotation critique de 2X ;
• Lorsque le rotor passe à la deuxième vitesse critique, le film d'huile forme des tourbillons à proximité de la vitesse critique du rotor, et les vibrations excessives empêchent le film d'huile de soutenir l'arbre ;
• La fréquence d'oscillation du film d'huile est bloquée à la vitesse critique du rotor ; lorsque la vitesse de rotation augmente, la fréquence d'oscillation du film d'huile n'augmente pas.

2)  Instabilité

Caractéristiques des symptômes du tourbillon du film d'huile :

• Il se produit généralement dans la plage de fréquence de 42-48% de la vitesse de rotation.
• Parfois, l'amplitude des vibrations est très importante et la vorticité du film d'huile est intrinsèquement instable car elle augmente la force centrifuge, et donc la force de vorticité.

3) Usure des paliers lisses/défaut de dégagement

Caractéristiques des symptômes de l'usure des paliers lisses et de la défaillance du dégagement :

• Des vibrations à fréquence harmonique de grande amplitude aux fréquences de la vitesse de rotation sont générées dans la phase de post-usure du palier lisse ;
• En cas de glissement excessif jeu de palierDe petits déséquilibres ou désalignements peuvent entraîner de grandes valeurs de vibration.