Guide des capteurs de vibration pour moteurs

19 mai 2022

Il est normal que les machines vibrent, mais un changement dans les profils de vibrations d´une machine peut indiquer des problèmes potentiels. La mesure des changements dans les profils de vibrations aide les équipes à identifier les déséquilibres, les desserrages, les désalignements ou l´usure des roulements dans l´équipement, avant qu´une défaillance ne se produise. Des vibrations anormales ou excessives entraînent une usure prématurée des composants et peuvent réduire la durée de vie des équipements. Les capteurs de vibrations pour moteurs sont montés sur les machines pour surveiller les changements d´amplitude, de fréquence et d´intensité des vibrations.

Les capteurs de vibrations peuvent recueillir des informations provenant de sources telles que la structure, les résonances, l´environnement, les machines adjacentes, les processus, la cavitation et les turbulences. Les données collectées par les capteurs de vibrations peuvent être analysées pour identifier les défauts et déterminer leur gravité. Lorsque les équipes de maintenance savent quelles machines ont besoin d´attention et dans quelle mesure, elles peuvent planifier et hiérarchiser leur travail le plus efficacement possible.

Les avancées technologiques ont rendu les capteurs de vibrations plus abordables, ce qui les rend également plus accessibles et plus évolutifs.

Les capteurs de vibrations pour les moteurs sont courants en partie car les moteurs sont la transition entre les sources électriques et mécaniques. Bien que les capteurs de vibrations soient plus axés sur les sources mécaniques, ils peuvent détecter certaines sources électriques.

Les moteurs existent dans une large gamme de tailles et sont utilisés pour entraîner de nombreux types d´équipement. Le réglage et l´accessibilité du moteur sont aussi importants. Avec les nombreux types de capteurs de vibrations disponibles, il existe des options adaptées à presque tous les scénarios.

Lors de la surveillance d´un moteur entraînant une machine lente et de grande taille, par exemple, il est souvent judicieux de se concentrer sur le déplacement ou le mouvement. Dans ce cas, il est préférable d´utiliser une sonde de proximité. Les sondes de proximité sont généralement utilisées sur les compresseurs ou turbines de grande taille, en particulier lorsque les turbines sont entraînées par eau ou par vapeur, autre qu´un moteur électrique.

Capteurs de vibration MEMS

Cependant, dans la plupart des cas, un accéléromètre est plus adapté. Aujourd´hui, la grande majorité des capteurs de vibrations sont des accéléromètres, qui mesurent l´accélération. Les capteurs MEMS sont un type d´accéléromètre. Ils deviennent de plus en plus courants car ils possèdent des caractéristiques élevées en termes de réponse en fréquence. Beaucoup d´entre eux possèdent également des indices de protection IP élevés, ce qui fait référence à l´efficacité avec laquelle l´équipement empêche l´intrusion de liquides (tels que l´eau) ou de solides (tels que la poussière). Les capteurs MEMS sont économiques et offrent une longue durée de vie de la batterie. Ces caractéristiques en font un bon choix pour la détection à grande échelle.

Les capteurs MEMS sont adaptés pour une plage de fréquences de 0 à 1 000 Hz. Cette plage de fréquences basses est généralement utilisée pour identifier un déséquilibre, un désalignement et un desserrage.

Capteurs de vibrations piézoélectriques

Les environnements industriels peuvent nécessiter des indices de protection IP plus élevés et certains environnements et applications nécessitent des équipements à sécurité intrinsèque. La sécurité intrinsèque signifie que quelque chose n´est pas capable de provoquer une explosion. Les cristaux piézoélectriques sont imperméables à l´humidité, à la poussière et à la fumée, ce qui en fait un choix prisé de capteurs de vibrations dans les environnements industriels. Il s´agit d´un autre type d´accéléromètre.

Pour les plages de fréquences plus élevées, celles supérieures à 1 000 Hz, un capteur piézoélectrique doit être utilisé. Cela inclut la surveillance des roulements, des compresseurs et des boîtes de vitesses. La fréquence la plus élevée est celle à laquelle des problèmes d´engrenages et de barres de moteur sont détectés.

Capteurs de vibrations sans fil pour moteurs

Une longue durée de vie de la batterie est particulièrement avantageuse pour les capteurs de vibrations des moteurs dans les zones dangereuses ou difficiles d´accès. Cela réduit le nombre de visites que les techniciens de maintenance doivent effectuer. Certains capteurs nécessitent un remplacement de la batterie tous les deux ans.

Un moteur entraînant un surpresseur peut être situé à une hauteur telle qu´il peut être dangereux d´y accéder. Certains moteurs entraînant des pompes ou des compresseurs sont situés derrière des panneaux, dans des pièces fermées ou sur des toits. Les moteurs peuvent être situés dans des zones avec de la vapeur chaude ou des matières caustiques. Des capteurs sans fil à distance peuvent être utilisés pour surveiller ces moteurs, collectant et transmettant des données de vibration afin que les équipes de maintenance puissent rester informées sans avoir à se rendre fréquemment sur le moteur, ce qui économise du temps et réduit les risques.

Considérations uniques pour les moteurs

Pour les machines composées ou les configurations où différents arbres fonctionnent à des vitesses différentes et sur différentes opérations, une solution consiste à utiliser plusieurs capteurs. Cette option peut être particulièrement utile pour trouver des défauts à différentes fréquences.

Certaines machines sont équipées de nombreux petits moteurs entraînant de petites boîtes de vitesses sur un convoyeur, avec un grand moteur entraînant la roue principale et une courroie sur le convoyeur entraînant tout le reste. Les boîtes de vitesses et les compresseurs ont tendance à présenter des défauts qui se situent dans les gammes de fréquences plus élevées, ce qui signifie que les capteurs piézoélectriques sont recommandés plutôt que les capteurs MEMS.

La plupart des moteurs fonctionnent à une vitesse constante, ce qui facilite la surveillance des vibrations et leur analyse. Mais pendant le démarrage d´un moteur, celui-ci subit de nombreuses charges et de nombreux changements. Cela peut nécessiter un capteur de vibrations plus avancé et plus sensible et une analyse des vibrations plus poussée.

Les phases de montée et de descente en régime, les tests de résonance, les tests de structure, les mouvements alternatifs : c´est là que l´analyse des vibrations peut devenir plus complexe et nécessiter des capteurs de vibrations à la hauteur de la tâche.