Quelle est l'importance des mesures vibratoires pour l'entretien de ses machines industrielles?

Les vibrations engendrées par une machine tournante traduisent les efforts dynamiques résultant des pièces en mouvement. L'analyse de cette signature vibratoire permet de dresser un diagnostic de l'état de fonctionnement de la machine et de déceler des défauts à un stade précoce.
La maintenance des machines par analyse des vibrations est qualifiée de prédictive ou préventive car elle permet ainsi de mieux gérer les défaillances en intervenant avant la casse, lors d'arrêts programmés, en réduisant le risque d'arrêts de production intempestifs consécutifs à une panne subite.

L'analyse vibratoire permet le diagnostic :

  1. D'un désalignement ou d'un déséquilibre sur un arbre de transmission
  2. De l'état des roulements et engrenages
  3. Des défauts de serrage
  4. D'un descellement d'une patte de fixation
  5. Des défauts de courroie
  6. Des perturbations électromagnétiques sur un moteur
  7. De l'état des pales d'un ventilateur, des aubes d'une pompe
  8. De l'état général du fonctionnement d'une machine par comparaison avec des niveaux vibratoires admissibles
  MATÉRIEL : VIBROMETRE VM-120  

Le Vibromètre portable VM-120 est un appareil de précision adapté à la surveillance de moteurs, paliers, et autres types de machines. Un accéléromètre de précision est intégré dans une poignée en plastique qui peu accueillir de nombreuses sondes interchangeables. Elle est connectée à l'appareil principal par un câble spiralé de 1m.

L'utilisation du filtre de fréquences intégré facilite l'amortissement de tout bruit de fond afin que seuls les niveaux de vibration spécifiques soient mesurés.
 

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VM-120

a) La méthode d'utilisation :

 

  1. Les points de mesure sont définis sur chaque machine, en général sur les paliers
  2. Toutes les caractéristiques des éléments cinématiques sont répertoriées : vitesse de rotation, nombre de dents des engrenages, références des roulements, etc.
  3. Les vibrations des machines suivies sont relevées à rythme régulier (la fréquence des interventions dépend du type de machine et de la vitesse à laquelle les défauts évoluent). Le relevé n'impose pas d'arrêt de production.
  4. Les mesures peuvent être faites en accélération (mm/s2 ), en vitesse (mm/s) et en déplacement (µm).
  5. La comparaison entre les relevés effectués à intervalle régulier permet de constater une détérioration du matériel : pic de fréquence plus élevé, plus large…

 

b) Avantages de la méthode :

  1. Portable
  2. Peu onéreux
  3. Résultats immédiats
  4. Peu de préparation de l'état de surface
  5. Inspection possible d'une très grande gamme de matériaux avec des échelles très différentes (de l'allumette à l'aile d'avion par exemples)

c) Limites de la méthode :

  1. La surface testée doit être accessible
  2. La sensibilité dépend de la longueur d'onde analysée
  NIVEAUX VIBRATOIRES ADMISSIBLES SUR LES MACHINES TOURNANTES  

 

Le tableau suivant résume la norme qui régit les mesures vibratoires : AFNOR E 90 300 ISO 2372.
 

 

Niveaux vibratoires admissibles
(mm/s)

 

Groupe 1 (a)

Groupe 2 (b)

Groupe 3 (c)

Groupe 4 (d)

Amplitude efficace de la Vitesse Vibratoire (mm/s)dans la bande [10 à 1000] Hz

28 -

 

Mauvais

 

Mauvais

 

Mauvais

 

Mauvais

18 -

 

Mauvais

 

Mauvais

 

Mauvais

18.0

Limite

11.2 -

 

Mauvais

 

Mauvais

11.2

Limite

 

Limite

7.1 -

 

Mauvais

7.1

Limite

 

Limite

7.1

Moyen

4.5 -

4.5

Limite

 

Limite

4.5

Moyen

 

Moyen

2.8 -

 

Limite

2.8

Moyen

 

Moyen

2.8

Bon

1.8 -

1.8

Moyen

 

Moyen

1.8

Bon

 

Bon

1.12 -

 

Moyen

1.12

Bon

 

Bon

 

Bon

0.71 -

0.71

Bon

 

Bon

 

Bon

 

Bon

0.45 -

 

Bon

 

Bon

 

Bon

 

Bon

  1. Groupe 1 : Eléments de moteurs ou de machines qui, dans ses conditions normales de fonctionnement, sont intimement solidaires de l'ensemble d'une machine. (Les moteurs électriques produits en série, de puissance allant jusqu'à 15 kW, sont des exemples typiques de machines de ce groupe)
  2. Groupe 2 : Machines de taille moyenne, (en particulier moteurs électriques de puissance comprise entre 15 et 75 kW) sans fondations spéciales. Moteurs montés de façon rigide ou machines (puissances jusqu'à 300 kW) sur fondations spéciales.
  3. Groupe 3 : Moteurs de grandes dimensions et autres grosses machines ayant leurs masses tournantes montées sur des fondations rigides et lourdes, relativement rigides dans le sens de la vibration.
  4. Groupe 4 : Moteurs de grandes dimensions et autres grosses machines ayant leurs masses tournantes montées sur des fondations relativement souples dans le sens de la vibration (exemple : groupe turbo-générateurs, particulièrement ceux qui sont installés sur des fondations légères).