3.3.2La valeur crête et
le facteur crête
La valeur crête, donnée par la formule:   ,où Amax désigne
l'amplitude maximale et ó l'écart type. C'est un indicateur qui
caractérise l'amplitude maximale des chocs. Il se manifeste dès
l'apparition de la première écaillure et donne une information
très précoce de la prédiction. Malheureusement, c'est un
mauvais indicateur une fois que la dégradation s'accentue. Il faut
remarquer aussi, que ces deux indicateurs (VRMS, Vc)
dépendent de la vitesse de rotation, des charges de la machine et des
dimensions des roulements. Ceci est un inconvénient pour la surveillance
des roulements (seuil de la surveillance). Pour pallier à cela, des
méthodes équivalentes ont étéintroduites, telles
que :
- le facteur de crête :   ;
- le facteur de défaut :   .
Le défaut majeur du facteur crête est de
présenter environ les mêmes valeurs à l'état neuf et
en fin de vie du roulement. Seule l'évolution dans le temps de cet
indicateur est utilisable. Si Fc augmente, la situation n'est pas alarmante,
par contre s'il diminue, le roulement est en fin de vie (figure 9).
Malheureusement, il est impossible de déterminer si le
roulement est en début ou en fin de dégradation, au moins pendant
les premières mesures. Un autre indicateur permettant de
caractériser le caractère impulsif d'un signal vibratoire, en
particulier pour les roulements, fondés sur l'examen de la distribution
d'amplitude d'un signalvibratoire, est le kurtosis [6].
Figure 9: courbe d'évolution du facteur
crête.
3.3.3Le kurtosis
Le kurtosis, donnée par :   , est un indicateur adimensionnel permettant de caractériser le
degré d'aplatissement d'une distribution d'un signal vibratoire [8]. Il
a l'avantage d'être indépendant des variations des vitesses de
rotation et des charges de la machine. Prenons l'exemple d'un roulement dont
nous avons suivi l'évolution du kurtosis, en faisant varier la gamme de
fréquence et celle de l'amplitude. Cette étude permet
d'introduire le kurtosis, comme l'un des paramètres de la loi de
dégradation d'un roulement. En effet, le signal vibratoire d'un
roulement en bon état génère un signal de distribution
gaussienne avec un kurtosis voisin de 3 compris entre (2.75 - 3.25) [9]. Par
contre, la détection d'un défaut précoce produit un signal
transitoire et périodique avec une allure de distribution
modifiée et un kurtosis plus grand. Pour quantifier ce changement de
distribution, le kurtosis est le facteur le plus sensible.
3.4 Les roulements à
billes
Les roulements sont des dispositifs mécaniques qui
permettent de réaliser une liaison pivot entre deux classes
d'équivalences, une classe fixe appelée palier
et une autre rotative appelée arbre. Ces
éléments constituent les pièces maitresses des machines
tournantes. Pour optimiser les performances des roulements, un lubrifiant
adapté et en quantité correcte doit être présent
afin de réduire le frottement dans le roulement et le protéger
contre la corrosion. En général, les roulements sont
classés en fonction du type d'éléments roulants et de la
forme des pistes de roulement. Il existe alors plusieurs types de roulement
[Tableau 3]. Les roulements radiaux supportent des charges principalement
perpendiculaires par rapport à l'arbre pendant que les butées
supportent des charges axiales, c'est-à-dire agissant principalement
dans le sens de l'arbre [10].
À l'exception des roulements à
éléments roulants jointifs, tous les roulements sont
équipés d'une cage. Le nombre de cages dépend du nombre de
rangées de billes ou de rouleaux à l'intérieur du
roulement et de la conception des cages. Les cages sont soumises à des
contraintes mécaniques dues aux frottements, déformations et
forces d'inertie. Elles peuvent également subir des contraintes
chimiques causées par certains lubrifiants, additifs et sous-produits et
leur vieillissement, les solvants organiques ou les agents de refroidissement.
Par conséquent, la conception et le matériau d'une cage ont une
influence importante sur la capacité d'un roulement pour une application
donnée.Les principales fonctions d'une cage sont de :
} Séparer les éléments roulants pour
réduire le moment de frottement et la chaleur due au frottement dans le
roulement.
} Maintenir les éléments roulants à
intervalles égaux de manière à optimiser la
répartition de la charge et à permettre un fonctionnement
silencieux et uniforme.
} Guider les éléments roulants dans la zone non
chargée pour améliorer les conditions de roulement et
empêcher les dommages dus aux mouvements de glissement.
} Retenir les éléments roulants des roulements
séparables lorsqu'une bague de roulement est retirée lors du
montage ou du démontage. [10]
Tableau 3: les types de
roulements
|
roulements rigides à billes
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roulements Y
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roulements à contact oblique
|
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roulements à rotule sur bille
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roulements à rouleaux cylindriques
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roulements à aiguilles
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roulements à rouleaux coniques
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butées à billes
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butées à rotules sur rouleaux
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