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Aug 04, 2023

Stratégies de vibration et de dépannage de la pompe, partie 1

Les vibrations sont l'une des mesures les plus courantes prises sur les pompes et les entraînements pour évaluer le fonctionnement et l'état de l'équipement. Voici quelques-unes des raisons pour lesquelles il faut mesurer les vibrations de la pompe : Si un utilisateur

Les vibrations sont l'une des mesures les plus courantes prises sur les pompes et les entraînements pour évaluer le fonctionnement et l'état de l'équipement. Voici quelques-unes des raisons pour lesquelles il faut mesurer les vibrations de la pompe :

Si un utilisateur rencontre un problème de vibrations élevées, il aura probablement des questions. Par exemple : Est-ce trop élevé ? Des dommages sont-ils ou seront-ils survenus ? Comment puis-je en déterminer la cause ? Ce sont toutes des questions logiques, mais la réponse est probablement compliquée et nécessite une compréhension des principes de vibration, de la conception des pompes, des forces et dynamiques générées par la pompe, des techniques de mesure, de l'instrumentation, des analyseurs et des méthodologies de dépannage.

Vibration de la pompe, unités, vibration forcée, vibration libre et formes de mode

La vibration peut être décrite comme un mouvement oscillatoire d'un objet autour de sa position de repos en raison de la relation entre une force de réaction, la masse, l'amortissement et la rigidité. L'image 1 illustre ce mouvement oscillatoire et souligne que la vibration nous indique à quel point la pièce bouge ou se déplace. Au point de départ (rouge), l'objet est à amplitude nulle. Lorsqu'il s'est déplacé de 90 degrés (complètement à droite), il s'est déplacé de 1 mil. Il oscille ensuite en arrière, franchissant le point zéro (rouge) à 180 degrés, se déplaçant jusqu'à -1 mil à 270 degrés (complètement à gauche), puis revient au point zéro pour terminer un cycle. Il est courant de mesurer ce mouvement en déplacement crête à crête (pp), qui est de 2 mils pp dans ce cas.

L'illustration de l'image 1 est simplifiée, ne considérant qu'un seul cycle de vibration libre. La fréquence dépend du temps nécessaire pour terminer le cycle. Par exemple, si ce cycle oscillatoire se produisait 10 fois par seconde, la fréquence serait de 10 Hertz (Hz) ou 600 cycles par minute (cpm). Le temps nécessaire à l'achèvement d'un cycle est l'inverse de la fréquence, soit un dixième de seconde pour l'exemple de 10 Hz. Cet exemple a des unités de mils pp, qui est une manière courante de présenter les amplitudes de déplacement. L'image 2 illustre ce que l'on entend par pp, mais montre également que les unités peuvent être communiquées sous forme de zéro au pic (pk) et de valeur efficace (RMS), comme démontré. De plus, la période du cycle dans le temps (T) est illustrée.

Pour une onde de signe à fréquence unique, comme illustré dans la figure de gauche de l'image 2, la vibration pp sera deux fois supérieure à pk et la vibration RMS sera 0,707 fois supérieure à pk. Cependant, pour une forme d'onde temporelle qui n'est pas une fréquence unique, la détermination des valeurs de vibration pp, pk et RMS ne sera pas aussi simple mais est présentée comme la figure de droite dans l'image 2.

Les autres unités d'amplitude sont la vitesse et l'accélération. La vitesse mesure la vitesse à laquelle l'objet vibre (pouces/seconde) et l'accélération mesure le taux de changement de vitesse (G). Les deux sont liés au déplacement, et la vitesse et l'amplitude de l'accélération peuvent être calculées à partir du déplacement en fonction de la fréquence, comme illustré dans l'image 3. Ce qui devient évident, c'est que pour une vitesse constante (0,250 pouces/seconde pk), le déplacement est prononcé et l'accélération. est limité aux basses fréquences. A l’inverse, le déplacement est limité et l’accélération est prononcée aux hautes fréquences.

Il est courant d'utiliser les unités d'amplitude comme suit :

La fréquence et la période entrent en jeu car les vibrations forcées de la pompe se produisent généralement en fonction ou en intervalle de la vitesse de rotation de l'arbre (x). En tant que tel, le concept de vibration libre et de fréquences de vibration forcées doit être compris. Des vibrations forcées se produisent en raison de forces externes (équilibre, désalignement, frottement, etc.) à des fréquences spécifiques (Image 4). Les autres vibrations forcées de nature hydraulique (cavitation ou recirculation) entraînent généralement des impacts et des vibrations qui ne sont pas liés à un nombre entier de vitesse de rotation de l'arbre. Des multiples ou des ordres de ces vibrations forcées peuvent apparaître sous forme d'harmoniques (pour le passage des palettes : 3x, 6x, 9x, etc.).

La vibration libre est l'oscillation du système à ses fréquences naturelles. Il s’agit essentiellement des fréquences et des modes de vibration du système lorsqu’il est naturellement excité. Si nous considérons une pompe verticale et la structure aérienne, il y aura une fréquence propre avec une forme de mode qui représente la déviation, illustrée sur la figure de droite de l'image 5. Il s'agit du premier mode de fréquence naturelle aérienne et est appelé le fréquence critique de roseau (RCF). Comme indiqué dans les sections XX et YY, la valeur RCF variera dans le sens. Notez qu'il existe des fréquences naturelles supplémentaires et avec des formes de mode différentes qui peuvent devoir être prises en compte.