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وزارة التعليم العالي و البحث العلمي BADJI MOKHTAR ANNABA-UNIVERSITY - جامعة باج

وزارة التعليم العالي و البحث العلمي BADJI MOKHTAR ANNABA-UNIVERSITY - جامعة باجي مختارعنابة UNIVERSITE BADJI MOKHTAR ANNABA Année : 2018 FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIEUR DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE MEMOIRE PRESENTE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER INTITULE DOMAINE : SCIENCES ET TECHNIQUE FILIERE : MASTER SPECIALITE : Construction Mécanique PRESENTE PAR : LARBA WIEME DIRECTEUR DU MEMOIRE : Mr. KALLOUCH A.KADER DEVANT LE JURY PRÉSIDENT: Pr. KHELIF RABIAA R. EXAMINATEURS: Dr. KHADRI Y. Dr. DIB A. Dr. BOUARICHA A. Mr. KALLOUCH A.KADER. Surveillance vibratoire et interventions pratiques sur le Compresseur « SPIROS » Au niveau de l’entreprise FIRROVIAL - Annaba Remerciement Nous remercions tout d’abord « ALLAH » qui nous a donné la force et la patience nécessaire pour réaliser ce modeste travail. Nous remercions aussi, notre Encadreur Mr. Kalouche.A pour son support et sa patience. Nous remercions également tous les Enseignants du Département de Génie Mécanique, et toute l’équipe de service maintenance de l’entreprise FIRROVIAL, mes collègues ainsi tous les étudiants de Promotion. Enfin Nous remercions tous ceux qui nous ont aidés de près ou de loin à réaliser ce travail. Dédicaces Je dédie ce modeste travail avant tout à les deux personnes les plus chères au monde ma chère mère et mon père. A ma chouchoute Sœur « Loula » et mes chers frères. A tous mes amis pour leurs soutiens. A tous mes enseignants et mes collègues de ma promotion. Larba wième Sommaire Résumé Introduction général Problématique Chapitre I : Présentation de l’entreprise Introduction…………………………………………………………………………….………1 I.1 : Présentation de l’entreprise………………………………………………………..1 I.2. : Organigramme de l’entreprise…………...……………………………......……...9 I.3 : Les ateliers de production......................................................................................12 Chapitre II : Généralités sue les vibrations Introduction ………………………………………………………………………………......13 II.1 : Techniques d’analyse……………...……………………..…………………...…13 II.2 : L’analyse vibratoire……………………………..…………………………........15 II.2.1 : Objectifs d’analyse vibratoire……………………………………………...……….....15 II.2.2 : Les avantages et les inconvénients……..……………………………………………..15 II.3 : Présentation des vibrations………..…………………………………………….15 II.3.1 : Définition ……………...……………………………………………………………...15 II.3.2 : Qu’est-ce que la vibration…………...…………………………………………….......15 II.3.3 : Naissance d’une vibration………………………...…………………………………...16 II.3.4 : Notions générales de vibration…………...……………………………………………17 II.3.5 :Type des signaux vibratoire………………...………………………………..………...17 II.3.6 :Vocabulaire………………...………………………………..………...........................18 II.3.7 : Les modes de détection………………...……………………………………………...19 II.3.8 : les grandeurs de mesure…………...…………………………………………………..20 II.3.9 : Capteurs de vibrations………………..……………………………………………….22 II.3.10 : Comparaison des différents types de capteurs……………………………………......24 II.3.11 : Les outils de surveillance vibratoire………..………………………………………..25 II.4 : Les principaux défauts…………..………………………………………………25 II.4.1 : Défaut de Balourd…………………..…………….…………………………….……..26 II.4.2 : Défaut d’alignement …………………………………………………………………..26 II.4.3 : Défauts des roulements………………...……………………………………………...27 II.4.4 : Défaillances des courroies………………...…………………………………………..30 II.4.5 : Défauts sur les engrenages………………..…………………………………………..30 II.4.6 : Chocs périodiques (chocs à la rotation)………………………………………………..34 II.4.7 : Défaut Jeu de fondation (serrage) ………………………………………………….....35 II.4.8 : Autres types de défauts……………..…………………………………………………35 Conclusion………………………………………………………………………………….…36 Chapitre III : Les défauts des balourds et désalignement Introduction…………………………………………………………………………………...37 Définition…………………………….……………………………………………………....37 III.1 : Méthode d’équilibrage……………………..………………….……………….38 III.1 : Balourd et équilibrage……………..………………..…….……………………38 III.1.1.1 : Définition de balourd………………………………...……………………………..38 III.1.1.2 : Les causes du balourd………………..………………………………………….…39 III.1.1.3 : Les effets du balourd………...………...……………………………………….......40 III.1.1.4 : Les différents types de balourds…………………………………………………….40 III.1.1.5 : Unité du balourd…………………..…...……………………………………….….42 III.2 : Principes généraux de l’équilibrage………....………………………………....42 III.2.1 : Masse et Force…………………………...…………………………………………..42 III.2.2 : Vibration……………...……………………………………………………………...43 III.2.3 : Notion de Phase……………...………………………………………………………43 III.3 : Pratique de l’équilibrage…………………...…………………………………..44 III.4 : Défaut d’alignement…………..………………………………………………..46 III.4.1 : Désalignement d’arbres accouples…………...………………………………………46 III.4.1.1 : Désalignement radial…………………………….………………………………...47 III.4.1.2 : Désalignement angulaire…………………..…………………………………....….47 III.5 : Défauts de transmission courroies……………...……………………………...48 III.5.1 : Fréquence caractéristique……..………………..…………………………………….48 III.5.2 : Prise de mesure…………………...………………………………………………….49 III.5.3 : Signature vibratoire…………………...…………………………………….………..49 III.5.4 : Autres défauts……………………...………………………………………………...50 III.5.5 : Cas des courroies crantées………………………...………………………………...50 III.5.6 : Application…………………………………………………………………………...50 III.6 : Les défauts de roulements……………...………………………………………51 III.6.1 : Fréquences caractéristiques…………...………………………………….…………..51 III.6.2 : Signatures vibratoires des principaux défauts…….………………………………….53 III.6.3 : Indicateurs vibratoires spécifiques aux roulements………...………………………..56 Normes et directives………………………………………………………………………….59 Conclusion……………………………………………………………………………………59 Chapitre IV : Recommandation pour Alignements et Equilibrage Introduction………………………………………………………………………………….. 60 IV.1 : Détermination des indicateurs de maintenance………..……………………….61 IV.2 : Vibration comme mode de surveillance……………...………………………..64 IV.3 : surveillance de compresseur…………………...………………………………66 IV.3.1 : Alignement des courroies (poulies)………………...……………………………......66 IV.3.1.1 : Causes de mauvais alignement…………………...………………………….…….66 IV.3.1.2 : Quelques regle….………………...……………………………………….……….66 IV.3.2 : Les balourds……………………………...………………………………………......69 IV.3.2.1. Causes du déséquilibre…………………………………………………..……….....69 IV.3.2.2 : Définition du balourd…………………………..……………………………..…69 IV.3.2.3 : Explication………………………………………………………………………70 IV.3.2.4 : Équation du déséquilibre…………………...…………………………………...71 IV.3.2.5 : Les étapes d’un équilibrage des poulies proposées…...………………………...72 Listes des figures Chapitre I : Présentation de l’entreprise Photo I.1 : Bloc Administratif……………………………………………………………….…1 Photo I.2 : Wagons de transport de marchandise…………………………………………….…5 Photo I.3 : Les locomotives de manœuvre…………………………………………...…….......5 Photo I.4 : Les containers maritimes………………………………………………………...5 Photo I.5 : Les bétonnières diesels et électriques……………………...……………………6 Photo 1.6 : Les centrales à béton…………………………...…………………………………..6 Photo I.7 : Les bennes tasseuses………………………………………………………………..6 Photo I.8 : vides fosses…………………………………………...…………………………….6 Photos I.9 : Les produits forgés…………………………………………………………….......7 Photo I.10 : Les brouettes………………………………………………………………………7 Photo I.11 : four de chauffage modèle CFI……………………………………………...……...8 Photo I.12 : marteau de KH 500 modèle LASCO……………………………………...……….9 Chapitre II : Généralités sue les vibrations Figure II.1 : Différentes méthodes d‘analyse CND……………………………………………13 Figure II.2 : naissance d’une vibration……………………………………………………......15 Figure II.3 : enregistrement du diagramme amplitude-temps…………………………………15 Figure II.4 : Signaux vibratoire harmonique…………………………………………………..16 Figure II.5 : Signaux vibratoires périodiques………………………………………………. ...17 Figure II.6 : Vibrations apériodiques……………………………………………………..…...18 Figure II.7 : grandeurs remarquables……………………………………………………..…...18 Figure II.8 : modes usuels de détection……………………………………………………......19 Figure II.9 : Capteurs de vibration…………………………………………………………….22 Figure II.10 : Principe de fonctionnement d’un capteur de déplacement………………..…….23 Figure II.11 : Principe de fonctionnement d’un capteur de vitesse…………………………….23 Figure II.12 : Principe de fonctionnement d’un capteur d’accélération………………………..24 Figure II.13 : Défaut de Balourd………………………………………………………….…...26 Figure II.14 : Défaut d’alignement………………………………………………………..…..27 Figure II.15: Eléments de roulement…………………………………………………………..27 Figure II.16 : Différents types de roulements………………………………………………….28 Figure II.17 : Quelques défaillances affectant les roulements…………………………………29 Figure II.18 : Défaut de courroie………………………………………………………….......30 Figure II.19 : Systèmes d’engrènement……………………………………………………….31 Figure II.20 : Usure abrasive "Engrenages"…………………………………………………...32 Figure II.21 : Piqûre "Engrenages"……………………………………………………………32 Figure II.22 : Fissuration ou cracks "Engrenages"…………………………………………….33 Figure II.23 : Écaillage "Engrenages"………………………………………………………...33 Figure II.24 : Le grippage "Engrenage"……………………………………………………….34 Figure II.25 : Jeu de fondation et leur spectre typologique…………………………………...35 Chapitre III : Les défauts des balourds et désalignement Figure III.1: Modélisation d’un balourd……………………………………………………...38 Figure III.2 : Dispersion des interventions sur une machine…………………………………39 Figure III.3 : Force centrifuge due au balourd……………………………………………......40 Figure III.4 : Balourd statique………………………………………………………………...40 Figure III.5 : Couple de balourd………………………………………………………………41 Figure III.6 : Balourd dynamique………………………………………………………….....41 Figure III.7 : Balourd…………………………………………………………………………42 Figure III.8 : Balourd et force centrifuge correspondante…………………………………….42 Figure III.9 : Signal vibratoire généré par le balourd…………………………………………43 Figure III.10 : Décalage temporel vibration/top tour…………………………………………44 Figure III.11 : Caractéristiques d’un rotor de type disque……………………………………45 Figure III.12 : Désalignement d’arbres accouples……………………………………………47 Figure III.13 : Image vibratoire d’un défaut d’alignement radial…………………………….47 Figure III.14 : Images vibratoires d’un défaut d’alignement angulaire………………………48 Figure III.15 : Défaut de courroie…………………………………………………………….48 Figure III.16 : direction de mesure favorisée pour transmission par poulies courroies………49 Figure III.17 : Image vibratoire théorique d’un défaut de transmission par courroie………...49 Figure III.18: spectre réel d’un défaut de transmission par courroies (la fréquence de passage est de 8,17 Hz) …………………………………………………………………………….....49 Figure III.19 : Spectre de vibration coté poulie sans la courroie………………………….....50 Figure III.20 : Spectre de vibration coté poulie avec la courroie…………………………......51 Figure III.21 : Caractéristiques géométriques d’un roulement………...……………………..52 Figure III.22 : exemple de bases de données de défauts de roulements……………………...53 Figure III.23: Image vibratoire théorique d’un défaut de type écaillage sur bague extérieure……………………………………………………………………………….……..54 Figure III.24: Image vibratoires théorique d’un défaut de type écaillage sur bague intérieure……………………………………………………………………………………...54 Figure III.25 : Image vibratoires théorique d’un défaut de type écaillage sur un élément roulant………………………………………………………………………………………...55 Figure III.26: Image vibratoires théorique des d’un défaut de type déversement de bague….55 Figure III.27: Défaut de déversement bagues d’un roulement……………………………….56 Figure III.28: Evolution du facteur de crête aux différents stades de dégradation du roulement……………………………………………………………………………………..57 Figure III.29 : Evolution du Kurtosis aux différents stades de dégradation du roulement…...58 Chapitre IV : Recommandation pour Alignements et Equilibrages Figure IV.1 : modélisation de la transmission Moteur-Compresseur………………………...61 Figure IV.2 : Principe du suivi en maintenance préventive conditionnelle………………......63 FigureIV.3 : représentation des périodicités de contrôle……………………………………..64 Figure IV.4 : les seuils en MPC………………………………………………………………65 Figure IV.5 : Evolution seuil d’alerte………………………………………………………...65 Figure IV.6 : Période critique avant intervention………………………………………….....65 Figure IV.7 : Influence de la tension sur l’efficacité…………………………………………67 Figure IV.8 : Déférente désalignage des transmissions par courroies………………………..67 Figure IV.9 : signale vibratoire d’un désalignage…………………………………………….67 Figure IV.10 : Alignement des poulies……………………………………………………….68 Figure IV.11 : Tolérances pour l'alignement des courroies…………………………………..68 Figure IV.12 : effet de balourd……………………………………………………………......68 figureIV.14 : Une poulie excentrique………………………………………………………...69 Figure IV.15 : signale vibratoire d’une poulie excentrique…………………………………..71 Liste des tableaux Tableau 1.1 : Effectifs..........................................................................................................…...3 Tableau I.2 : les métiers de base et de communs………………………………………………..4 Tableau I.3 : Les ateliers de production………………………………………………………12 Tableau II.1 : Comparaison entre les différents types de capteurs……………………………..25 Tableau III.1: Exemple de critères et leurs limites………………………………………….....37 Tableau IV.1: Les tolérances maximales……………………………………………………...69 Résumé Le maintien des équipements de production, à une fiabilité respectable, exige du personnel de maintenance et de production à opter pour une politique de maintenance la mieux adaptée au compresseur *SPIROS* de l’entreprise FIRROVIAL-ANNABA. Nous citerons la MPC. Les contrôles non destructifs sont d’un apport exceptionnel, pour le suivi et le control des machines. Comme dans notre cas, les contrôles vibratoires sont en majorité appliques aux machines tournantes Ce document peut être, une proposition au service maintenance de l’entreprise, pour assurer une production d’énergie pneumatique aux ateliers de production. En l’occurrence :  Méthode pratique d’alignement des poulies ;  Méthode pratique d’équilibrage ;  Méthode du choix des seuils d’alerte et de danger. Introduction générale Une machine se compose d’un ensemble de mécanismes et d’organes combinés destinés à transformer une énergie ou à transmettre un mouvement. Ces mécanismes, mobiles entre eux, ne peuvent fonctionner sans jeux, contraintes, efforts dynamiques et chocs dont uploads/Management/ larba-wieme.pdf