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DETECTOR III de FAG

Explication du principe d'analyse de l'état des roulements













Lorsqu’une partie d’un roulement est détériorée comme par exemple une des pistes de roulement, le passage de chaque élément roulant génère une impulsion de choc. De cette impulsion de choc il en résulte une énergie de vibration à haute fréquence (située entre 2000 et 20000 Hz). Cette énergie de vibration est mesurée à l’aide d’un capteur piézoélectrique qui converti les accélérations mesurées en signaux électriques.


La fréquence à laquelle le choc se produit et se répète, appelée « fréquence de dommage » peut être calculée par une formule mathématique relativement simple. Elle est fonction du diamètre des pistes de roulements, du diamètre et du nombre des éléments roulants, de l’angle de contact, de la vitesse de rotation, de quelle bague tourne etc.


Le détecteur mesure à l’aide du capteur les accélérations de vibrations pendant un laps de temps. On obtient alors la courbe signal-temps.


Comme les fréquences qui nous intéressent se passent à plus de 2000 Hz (2000 fois par seconde), on filtre celles-ci par un filtre passe-haut (on supprime les basses fréquences qui n’ont pas d’intérêt). D’où on obtient par exemple le signal suivant :











Ensuite, le signal est démodulé (on garde uniquement la partie positive du signal) :

On filtre après les fréquences comprises dans la zone de fréquence de dommage du roulement par un filtre passe-bas (à choix dans la configuration de 0 à 100 Hz ou de 0 à 1000 Hz ou dans une plage désirée correspondant aux différentes fréquences de dommage du roulement à surveiller. On obtient alors la courbe enveloppante :





















Le détecteur détermine à l’aide des formules de transformation de Fourier le spectre des fréquences de résonance. La distance séparant les deux pics de la courbe ci-dessus correspond à 20 ms :

D’où 20 ms = 0.02 s

La fréquence est égale à 1 / temps. D’où 1 / 0.02 = 50 Hz












Dans ce cas les autres pics de fréquence sont des multiples du pic de fréquence à 50 Hz. On les appelle les harmoniques.

Selon le diagramme, si une des fréquences de dommage du roulement correspond au pic de fréquence, il est pratiquement certain qu’il y a une détérioration. Le niveau de détérioration sera estimé par l’amplitude du signal mesuré.

Le même raisonnement est valable pour la détermination d’un balourd, d’un désalignement d’arbre ou d’une détérioration de denture dans les engrenages. Il est donc possible de surveiller tous ces paramètres avec un seul appareil.


Exemple schématique du principe de mesure du détecteur
























Exemple de fréquence de dommage d’un roulement : FAG 6318

Bague intérieure tourne, bague extérieure à l’arrêt, vitesse de rotation n = 350 tours/min

Fréquence de dommage de la bague intérieure : Fbi = 31.61 Hz

Fréquence de dommage de la bague extérieure : Fbe = 20.89 Hz

Fréquence de dommage des éléments roulant : Fél = 27.38 Hz

Fréquence de dommage de la cage : Fca = 2.32 Hz


Vidéo explicative:

Lien sur le site DetectorIII

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Téléchargement au format pdf:

documentation technique du Detector III


manuel d'utilisation du Detector III




Shock impulses due to a bearing defect

Analyse FFT  (FFT: Fast Fourier Theorem)

balourd

Erreur

d’alignement

Avarie de roulement

Engrènement

de denture

Signal complexe en fonction du temps

balourd

Erreur d’alignement

Avarie de roulement

Engrènement de denture

temps

Spectre des vibrations