Détection des défauts d'engrenage des machines tournantes par les méthodes d'analyse vibratoire et expérimentale

Abstract

Les processus de détérioration des machines tournantes, qu'ils soient accidentels ou résultant de l'usure normale des éléments mécaniques, sont en général très complexes. L'apparition d'un défaut se traduit par une modification du comportement vibratoire. Ce travail est une contribution au suivi vibratoire et à la maintenance d'une boîte de transmission par engrenages. Il consiste à étudier l'effet de certains défauts à partir de l'étude statistique des signaux vibratoires dans différents domaines (temporel, fréquentiel, ondelettes et cepstrales). A cet effet, un banc d’essais d’engrenages a été conçu pour simuler le fonctionnement d'un réducteur industriel. Le protocole d’essai (simulation expérimentale) consiste à introduire des défauts locaux et distribués sur les dentures des engrenages cylindriques droits. Enfin, les résultats obtenus à partir des signatures vibratoires dans différents domaines permettent de dresser une démarche de diagnostic pour la surveillance de transmission par engrenage. Enfin, l'organisation des différents chapitres retenus pour la présentation de ce document traduit la démarche que nous avons suivie. Le chapitre I est une synthèse sur la notion de la maintenance et ses différents concepts ainsi que les méthodes de surveillance des machines tournantes et les techniques de traitement du signal. Le chapitre II comporte aussi une synthèse des paramètres qui agissent sur les excitations d'égrènement afin de mieux séparer les défauts des composantes dûs aux engrenages (usure uniforme des dents, composante « fantôme » (défaut de profil)…) et les défauts des composants qui ne sont pas dues aux engrenages (le désalignement, l’excentricité ou défaut de faux-rond). Le dispositif d'essais, choix des défauts à simuler sur le modèle expérimental (défauts locaux et distribués) et les paramètres influant sur les engrenages droits (variation du couple, variation de la vitesse) sont abordées au chapitre III. A l'issue du quatrième chapitre, les premiers résultats de mesures donnent une idée sur la capacité d’indiquer la présence d’un défaut local ou distribué. Ceci sera réalisé à partir d’une étude statistique des signaux vibratoires issus du banc d’essai dans différents domaines (temporels, fréquentiels, ond