Eléments de maintenance préventive de machines tournantes dans le cas de défauts combinés d'engrenages et de roulements

par Claire Breneur

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de Daniel Play.

Soutenue en 2002

à Lyon, INSA , en partenariat avec CASM - Conception et Analyse des Systèmes Mécaniques, UMR 5006 (Lyon, INSA) (laboratoire) .


  • Résumé

    Le monde de l'industrie et le monde des transports disposent de machines et d'installations de plus en plus performantes. Les exigences d'exploitations donnent à la maintenance une rôle prépondérant. Elle doit permettre de n'intervenir qu'en présence d'éléments défectueux, de fournir un diagnostic fiable et facilement interprétable. Ce travail a permis de fournir des éléments supplémentaires concernant le diagnostic de transmission de puissance à engrenages dans le cas de défauts combinés d'engrenages et de roulements. A partir d'un modèle expérimental de réducteur simple étage, des défauts d'engrenages et de roulements ont été simulés. Les grandeurs physiques mesurées pour différentes conditions de fonctionnement étaient l'erreur de transmission, ainsi que les accélérations recueillies sur trois paliers différents. L'analyse de ces données a permis de conclure que l'analyse spectrale et cesptrale du signal enveloppe des accélérations était un outil de diagnostic des roulements quelles que soient les conditions de fonctionnement et l'état des autres organes mécaniques. D'autre part, il a été montré que seules les accélérations mesurées à proximité du roulement à surveiller étaient distinctement porteuses de la signature de l'avarie. Concernant les engrenages, il est connu que l'analyse des accélérations au palier est efficace pour leur diagnostic. Cependant, il a été montré que ce résultat n'est valable qu'en cas de roulements sains. Dans le cas contraire, le signal d'erreur de transmission s'avère être un outil supplémentaire, représentatif de l'état des engrenages. Ces différents résultats ont abouti à l'établissement d'une démarche de diagnostic pour la surveillance de transmissions de puissance à engrenages. D'autre part, nous avons abordé le problème de l'automatisation de diagnostic par l'utilisation de réseaux de neurones. Ceux-ci sont efficaces pour l'automatisation d'une démarche préétablie, mais aussi pour l'optimisation des paramètres d'identification d'avaries recherchées.

  • Titre traduit

    Preventive maintenance for rotating machinery : combined faults on gears and bearings


  • Résumé

    Machinery used in industrial and transport domains have to be more and more efficient. So, the maintenance of such systems is very important. Interventions must only happen in presence of real damage, and the diagnostic must be reliable and easy to read. This work gave a new elements about the diagnostic of gears power transmissions in case of combined faults of gears and bearings. Gear and bearing faults have been artificially created on an experimental set-up. Transmission error and the bearings accelerations were measured for different operating conditions. Result analysis showed that accelerations envelope signal is an efficient tool for bearings diagnostic, for all operating conditions even in the presence of other defective mechanical components. Moreover, we showed that only accelerations measured in the vicinity of the defective bearing produce a significant pattern of fault presence. According to literature, accelerations analysis produce reliable information about gears health. Yet, we showed that such results are only valid in the case of bearings without any fault. In the presence of simultaneous bearing and gear faults, the transmission error appears as an useful tool giving supplementary information about the gear faults. The obtained results and the established indicators lead to an efficient diagnostic process applied on gear power transmission systems. Moreover, automation of maintenance preventive has been assessed, using neural networks, the used approaches seem to be efficient for the automation procedures, and provides a powerful tool for the optimisation of established indicators.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 122 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.96-99

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2643)
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.