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DYNAMIQUE DES SYSTEMES TP2 : ANALYSE DES VIBRATIONS DES MACHINES TOURNANTES Réa

DYNAMIQUE DES SYSTEMES TP2 : ANALYSE DES VIBRATIONS DES MACHINES TOURNANTES Réalisé par :  Ouzzahra Anas  Oujeddi Youssef  Izdarh Noureddine Encadré par :  Mr. Ismail Zaki Groupe : 52 Année : 2019/2020 Sommaire 1. INTRODUCTION : L’analyse vibratoire est l’un des moyens utilisés pour suivre la santé des machines tournantes en fonctionnement. Cela s’inscrit dans le cadre d’une politique de maintenance prévisionnelle de l’outil de production industrielle. Fiabiliser Les objectifs d’une telle démarche sont de :  réduire le nombre d’arrêts sur casse ;  Fiabiliser l’outilde production ;  augmenter son taux de disponibilité ;  mieux gérer le stockage de pièces détachées, etc. À partir des vibrations régulièrement recueillies sur une machine tournante, l’analyse vibratoire consiste à détecter d’éventuels dysfonctionnements et à suivre leur évolution dans le but de planifier ou reporter une intervention mécanique. Cette analyse s’appuie essentiellement sur la maintenance conditionnelle qui assure la disponibilité de l’outil de production en coût optimal, elle peut être de différents types :  La maintenance curative :suite à une casse ou un arrêt.  La maintenance systématique : qui engendre le remplacement prématuré de composants mais ne permet pas de prendre en compte l’évolution réelle de leur état.  La maintenance conditionnelle et prévisionnelle : se sont des maintenances préventives conçues pour le franchissement d’un seuil prédéterminé ou l’analyse de l’évolution surveillée d’un des paramètres significatifs de la dégradation du bien Cette maintenance à pour objet de réduire les arrêts de production et la gravité des dégradations, elle permet aussi d’améliorer la sécurité et la réparation, de localiser préalablement les pannes et d’approvisionner les pièces de rechange en fonction des besoins réels (diminution du coût de stockage). Toute machine comporte des pièces en mouvement qui exercent des efforts sur sa structure et engendrent des déformations.ses dernières se traduisent par une augmentation de l’énergie vibratoire et donc d’une baisse de l’énergie efficace. L’intérêt de signaux prélevés sur des machines tournantes est de pouvoir accéder, par l’intermédiaire de traitements adaptés, à la caractérisation des efforts dynamiques, et particulièrement ceux résultants d’excitations anormales 2. Etude cinématique : D’après la manipulation, on a trouvé que la fréquence propre du moteur est égale à F0 =24,88 Donc on déduit les fréquences cinématiques pour chaque arbre en considérant les paramètres situés si dessous : Arbre Paramètres Fréquence (Hz) 1 Moteur Balourd 24,88 Lignage 50 ; 75 Engrènement FG=60xF0=1493 2xFG=2986 2 Balourd F1=1,25x F0=31 Lignage 2xF1=62 3x F1=93 Engrènement FG=1493 2xFG=2986 3 Balourd F2=1,5625x F0=39 Lignage 2x F2=78 3x F2=117 Courroie Fp=0,38x F2=15 Balourd F3=3,05x F2=119 3. Expérience 1 : Etat initial a. Explication: L’état initial correspond à une machine correctement réglée, pour le faire, on doit d’abord dégager le premier arbre pour qu’il soit le seul entrainé par le moteur, puis on met le moteur en marche sur une fréquence dur 50, la machine est amenée d’un accéléromètre qui mesure les vibrations suivant les trois axes (X, Y, Z)après, on appuie sur acquisition dans le collecteur et les résultats sont directement affichés sur celui-ci. b. Résultats : I. NG (Niveau Global) : Axiale Horizontale Verticale Vitesse de vibration (mm/s) 1,42 1,69 0,837 Accélération en (mm/s²) 0,208 0,142 0,114 II. AS (Analyse Spectrale) La fréquence propre de système est Fone prod-24,88 c’est plus ou moins la fréquence propre théorique qui est égale à 25. c. Interprétation : En utilisant le diagramme des normes de vibrations mécaniques (figure 1) on trouve que notre système se trouve dans un état admissible. En comparant notre spectre avec celle référentiel (figure 2), on déduit qu’on a déjà un problème désalignement angulaire due au fait que notre arbre n’est parfaitement coaxiale avec le moteur causée par un défaut de montage ou d’une déformation de chassis… 4. Expérience 2 : Balourd d. Description : On réalise cette expérience en gardant le même état initial de l’arbre, sauf qu’on ajoute une masse (dans notre cas vis-écrou) sur le plateau rainuré de l’arbre 1 et on démarre le moteur. e. Résultats : III. NG : Axiale(X) Horizontale(Y) Verticale(Z) Vitesse de vibration (mm/s) 1,60 1,12 1,14 Accélération en (mm/s²) 0,225 0,147 0,113 IV. AS : Le balourd représente un déséquilibre au niveau du premier axe et selon la représentation harmonique du diagramme de vibration le système répond progressivement à la fréquence de 124 Hz. f. Interprétation : En utilisant le diagramme des normes de vibrations mécaniques, on se retrouve dans un état admissible, d’autre part on a que les deux vitesses axiales et horizontales dépassent les normes, alors on déduit qu’on a un problème de déséquilibre dynamique causé par l’ajout du balourd accompagnée toujours d’un problème de désalignement. 5. Expérience 3 : Engrenage g. Explication : Pour réaliser un engrènement, on a procédé comme suit : On positionne les deux arbres 1 et 2 avec la cale de réglage et les butées fixes de telle sorte qu’un engrènement sera réalisé entre les deux pignons en essayant de diminuer au maximum le jeu entre eux h. Résultats V. NG : Axiale(X) Horizontale(Y) Verticale(Z) Vitesse de vibration (mm/s) 2,96 2,92 2,60 Accélération en (mm/s²) 2,41 2,62 2,01 VI. AS : La fréquence critique est de 1587, ce qui rassemble à un défaut de vibration exercé par engrènement. i. Interprétation : En utilisant le diagramme des normes de vibrations mécaniques, on se retrouve dans un état admissible. En comparant notre spectre avec celui d’un engrenage sain (figure 3), on déduit qu’on a un problème d’engrènement due à la détérioration de la dent de l’une des roues (phénomène qu’on a même constaté à l’œil nu) avec toujours un problème de désalignement. 6. Expérience 4 : Courroie j. Explication : Les deux arbres sont maintenus de manière à ce que les deux pignons soient engrenés, on lit l’arbre 3 à l’arbre 2 à l’aide de la courroie qui doit être autant tendue pour effectuer une charge sur les pignons. k. Résultats : VII. NG Axiale(X) Horizontale(Y) Verticale(Z) Vitesse de vibration (mm/s) 5,07 3,92 3,51 Accélération en (mm/s²) 1,69 3,74 3,35 VIII. AS : La fréquence correspondante à l’amplitude maximale est de 73 Hz, due au défaut de lignage On trouve que la fréquence critique selon l’axe horizontale des x est égale à 1475, se qui représente un engrènement car la courroie n’est pas bien étendue. l. Interprétation : A partir de ces spectres et des fréquences associées aux pics on déduit qu’on un problème de courroie causé par la détérioration localisé de la courroie avec toujours un problème d’engrènement et de désalignement. 7. Expérience 5 : Délignage m. Explication : Pour faire le délignage de l’arbre il ya 2facons, soit de faire un délignage angulaire ou un délignage parallèle, pour notre cas on a fait un délignage parallèle par la modification de position de l’arbre en bougeant parallèlement les paliers 3 et 4 (contrairement au délignage angulaire dont on ne bouge que le palier 3), on démarre la machine. n. Résultats IX. NG : Axiale(X) Horizontale(Y) Verticale(Z) Vitesse de vibration (mm/s) 4,96 3,62 4,98 Accélération en (mm/s²) 1,60 1,67 1,68 X. AS : La fréquence obtenue par la machine est 38,5 ; De plus la fréquence cinématique de vibration due au balourd est de 39 Hz, Donc puisque les deux valeurs sont proches, la vibration est due à un problème de balourd. La valeur de la fréquence critique obtenue est égale à 14493 Hz, donc il y a un problème d’engrènement de la machine. o. Interprétation : Dans ce cas on a incliné la barre trois pour qu’elle ne s’assoit pas parallèle avec les autres axes ce qui impose une vibration maximale de 1443,8 8. Expérience 6 : Roulement p. Explication : On positionne les deux arbres 1 et 2 avec la cale de réglage et les butées fixes pour que les deux pignons soient engrenés, puis on Positionne l’arbre 3 en veillant à tendre au maximum la courroie afin de générer une charge sur les pignons. On démarre le moteur (Fréquence dure 50) q. Résultats : XI. NG : Axiale(X) Horizontale(Y) Verticale(Z) Vitesse de vibration (mm/s) 19,63 19,48 16,51 Accélération en (mm/s²) 1,77 2,15 2,02 XII. AS : La fréquence critique atteint une valeur de 38,5 ; donc approximativement 39, alors la vibration dans cette expérience est du à l’effet du balourd. r. Interprétation : Le problème de roulement de la machine n’est pas bien sur limité seulement au défaut de roulement, mais peut transiter à d’autres problèmes comme le balourd, Etc. 9. Conclusion : Durant cette séance de TP, on a pu caractériser et localiser les différents défauts de notre système à l’aide de l’analyse vibratoire chose qui est très importante non seulement pour le système mais aussi en général pour toute machine tournante afin de préconiser les actions de maintenance ou de remède nécessaires pour le bon fonctionnement de notre machine uploads/Industriel/ dynamique-des-systemes-final.pdf