Brevet FR3113520A1 — publié le 20220225

La présente invention concerne un système (100) de détection automatique de défauts de palier comprenant un processeur (142) destiné à recevoir des données de surveillance d’état qui comprennent des harmoniques de vibration correspondant à un palier accouplé à un arbre rotatif. Le processeur (142) exécute un traitement de balayage de motif qui balaye un motif à la fois sur une plage de vitesses et une plage de fréquences de défauts de classe de palier. Le processeur (142) exécute également un traitement logique après balayage qui compare un certain nombre (N) de résultats les plus récents du traitement de balayage de motif avec au moins un test conditionnel afin de confirmer que le type de défaut de palier le plus probable est présent. Figure de l’abrégé : Fig.1 detection automatique de défauts de palier par balayage de motif puis exécution d’un traitement logique après balayage Domaine technique de l’invention Un train peut comprendre de nombreux wagons, pouvant comporter chacun de multiples essieux et boîtes d’essieux correspondantes. Des paliers, du même fabricant ou de différents fabricants, peuvent être installés dans chaque boîte d’essieu. Au fil du temps, des défauts se développent dans les paliers en raison de nombreuses causes (par ex. contamination, imperfections de surface, problèmes de lubrification, etc.), et ceux-ci peuvent être détectés dans les harmoniques de vibration des paliers. L’activité consistant à recueillir et surveiller ces harmoniques de vibration, ainsi qu’à tenter de pallier les défauts détectés dans ces harmoniques de vibration, est appelée surveillance d’état. Etat de la technique antérieur Que les applications de surveillance d’état traditionnelles soient en ligne ou hors ligne, l’installation, l’utilisation et l’entretien d’un capteur de vitesse d’arbre pour permettre la collecte et la surveillance des harmoniques de vibration des paliers peuvent être problématiques et/ou coûteux. Par exemple, les applications de surveillance d’état traditionnelles requièrent une connaissance de la vitesse d’un arbre avec une tolérance de quelques % seulement et des défauts de palier précis (en fonction de la marque et de la désignation du palier) afin d’identifier les composantes fréquentielles du spectre de vibration/les symptômes associé(e)s à des défauts de palier dans les harmoniques de vibration des paliers. De plus, les applications de surveillance d’état s’appuient sur des fréquences de défauts de palier connues ou pré-modélisées correspondant à une marque/un modèle de palier particuliers, qui peuvent être prédéterminées par le fabricant du palier et cataloguées pour les mettre à la disposition du public. Ainsi, la fréquence du spectre de vibration identifiée peut être comparée aux fréquences de défauts de palier prédéterminées correspondant à la marque/au modèle du palier installé sur la boîte d’essieu pour finalement identifier un ou plusieurs défauts de palier. Toutefois, même en connaissant la vitesse approximative de l’arbre, la marque/le modèle de palier effectivement installé(e) sur une boîte d’essieu donnée peut différer de la marque/du modèle de palier qui est présumé(e) être installé(e) sur la boîte d’essieu, ce qui peut mener à un diagnostic incorrect ou une identification inexacte d’un défaut de palier. De nombreuses applications de surveillance d’état traditionnelles requièrent également la gestion de paramètres particuliers qui peuvent affecter les calculs de vitesse de l’arbre tels que, par exemple, les diamètres des roues et les désignations des paliers pour chaque boîte d’essieu. Une base de données organisant ces paramètres doit être constamment mise à jour dans les meilleurs délais pour assurer une gestion adéquate des paramètres particuliers. Cependant, le procédé de mise à jour de la base de données peut être coûteux en termes d’heures-personnes, et est également sujet à erreurs telles que, par exemple, des données inexactes concernant une marque/des modèles de paliers installés sur une boîte d’essieu donnée. Brève description des figures Le sujet est particulièrement spécifié et clairement revendiqué dans les revendications concluant la description. Les caractéristiques qui précèdent, ainsi que d’autres, et des avantages des modes de réalisation décrits ici sont apparent(e)s à l’examen de la description détaillée qui suit, conjointement avec les dessins joints dans lesquels : la représente un système selon un ou plusieurs mode(s) de réalisation ; les et 2B représentent un flux de traitement selon un ou plusieurs mode(s) de réalisation ; la représente un graphique associé à un traitement de balayage de motif fondamental selon un ou plusieurs mode(s) de réalisation ; la représente un graphique associé à un traitement de balayage de motif de bande latérale selon un ou plusieurs mode(s) de réalisation ; et la représente un organigramme illustrant un exemple d’algorithme selon un ou plusieurs mode(s) de réalisation. Procédé comprenant : la réception, par un processeur (142), de la part d’un ou de plusieurs capteur(s), de données de surveillance d’état, les données de surveillance d’état comprenant des harmoniques de vibration d’au moins un palier accouplé à un arbre rotatif ; l’exécution d’un traitement de balayage de motif, par le processeur, qui balaye au moins un motif de test à la fois sur une plage de vitesses et une plage de fréquences de défauts de classe de palier et, si le motif de test comprend au moins une bande latérale de motif de test, également le balayage de l’au moins une bande latérale de motif de test sur une plage de bande latérale, par rapport aux données de surveillance d’état pour déterminer à partir d’une valeur de meilleure correspondance la fréquence fondamentale et la fréquence de bande latérale du motif ; la détermination, par le processeur, d’un type de défaut de palier le plus probable associé avec l’au moins un palier en fonction de la valeur de meilleure correspondance parmi au moins deux résultats associés avec l’au moins un motif de test ; et l’exécution d’un traitement logique après balayage, par le processeur, qui compare un certain nombre (N) de résultats les plus récents du traitement de balayage de motif avec au moins un test conditionnel afin de confirmer que le type de défaut de palier le plus probable est présent. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les données de surveillance d’état excluent une vitesse de rotation précise de l’arbre et/ou une fréquence de défaut de palier spécifique de l’au moins un palier. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la plage de vitesses comprend une pluralité d’étapes de vitesse individuelles de sorte que le traitement de balayage de motif déplace le motif de test sur le spectre en plusieurs itérations. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le traitement de balayage de motif comprend l’exécution d’une pluralité de balayages fondamentaux sur la fréquence fondamentale, chaque balayage fondamental étant exécuté pour une étape de vitesse respective incluse dans la plage de vitesses. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le traitement de balayage de motif comprend l’exécution d’une pluralité de balayages de bande latérale, chaque balayage de bande latérale étant exécuté sur l’au moins un ensemble de bandes latérales et à la suite de chaque balayage fondamental exécuté pour une étape de vitesse donnée. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l’au moins un test conditionnel comprend une pluralité de tests conditionnels qui sont exécutés sur un nombre sélectionné de résultats les plus récents générés à partir du traitement de balayage de motif, et dans lequel le type de défaut de palier effectivement présent est confirmé si l’ensemble des tests conditionnels génèrent un résultat positif. Procédé selon la revendication 6, dans lequel au moins un des tests conditionnels détermine s’il existe une corrélation positive entre à la fois la fréquence fondamentale et l’au moins un ensemble de bandes latérales de la fréquence fondamentale du nombre sélectionné de résultats les plus récents et une vitesse de rotation prédite de l’arbre. Procédé selon la revendication 7, dans lequel il est déterminé que la corrélation positive existe si à la fois la fréquence fondamentale et l’au moins un ensemble de bandes latérales de la fréquence fondamentale du nombre sélectionné de résultats les plus récents sont en corrélation avec la vitesse de rotation prédite de l’arbre avec une erreur inférieure à une valeur seuil de vitesse. Système (100) de détection automatique de défauts de palier comprenant : un processeur (142) en communication de signaux avec un ou plusieurs capteur(s) (113) et conçu pour recevoir, de la part du ou des capteur(s), des données de surveillance d’état qui comprennent des harmoniques de vibration correspondant à au moins un palier accouplé à un arbre rotatif, dans lequel le processeur (142) est conçu pour : exécuter un traitement de balayage de motif qui balaye au moins un motif de test à la fois sur une plage de vitesses et une plage de fréquences de défauts de classe de palier et, si le motif de test comprend au moins une bande latérale de motif de test, balayer également l’au moins une bande latérale de motif de test sur une plage de bande latérale, par rapport aux données de surveillance d’état pour déterminer à partir d’une valeur de meilleure correspondance la fréquence fondamentale et la fréquence de bande latérale du motif ; déterminer un type de défaut de palier le plus probable associé avec l’au moins un palier en fonction de la valeur de meilleure correspondance parmi au moins deux résultats associés avec l’au moins un motif de test ; et exécuter un traitement logique après balayage qui compare un certain nombre (N) de résultats les plus récents du traitement de balayage de motif avec au moins un test conditionnel afin de confirmer que le type de défaut de palier le plus probable est présent. Système de détection automatique de défauts de palier selon la revendication 9, dans lequel les données de surveillance d’état excluent une vitesse de rotation précise de l’arbre et/ou une fréquence de défaut de palier spécifique de l’au moins un palier. Système de détection automatique de défauts de palier selon la revendication 10, dans lequel la plage de vitesses comprend une pluralité d’étapes de vitesse individuelles de sorte que le traitement de balayage de motif déplace le motif de test sur le spectre en plusieurs itérations. Système de détection automatique de défauts de palier selon la revendication 11, dans lequel le traitement de balayage de motif comprend l’exécution d’une pluralité de balayages fondamentaux sur la fréquence fondamentale, chaque balayage fondamental étant exécuté pour une étape de vitesse respective incluse dans la plage de vitesses. Système de détection automatique de défauts de palier selon la revendication 12, dans lequel le traitement de balayage de motif comprend l’exécution d’une pluralité de balayages de bande latérale, chaque balayage de bande latérale étant exécuté sur l’au moins un ensemble de bandes latérales et à la suite de chaque balayage fondamental exécuté pour une étape de vitesse donnée. Système de détection automatique de défauts de palier selon la revendication 13, dans lequel l’au moins un test conditionnel comprend une pluralité de tests conditionnels qui sont exécutés sur un nombre sélectionné de résultats les plus récents générés à partir du traitement de balayage de motif, et dans lequel le type de défaut de palier effectivement présent est confirmé si l’ensemble des tests conditionnels génèrent un résultat positif. Système de détection automatique de défauts de palier selon la revendication 14, dans lequel au moins un des tests conditionnels détermine s’il existe une corrélation positive entre à la fois la fréquence fondamentale et l’au moins un ensemble de bandes latérales de la fréquence fondamentale du nombre sélectionné de résultats les plus récents et une vitesse de rotation prédite de l’arbre. Système de détection automatique de défauts de palier selon la revendication 15, dans lequel il est déterminé que la corrélation positive existe si à la fois la fréquence fondamentale et l’au moins un ensemble de bandes latérales de la fréquence fondamentale du nombre sélectionné de résultats les plus récents sont en corrélation avec la vitesse de rotation prédite de l’arbre avec une erreur inférieure à une valeur seuil de vitesse. Produit-programme informatique pour commander un processeur matériel électronique de sorte qu’il effectue une détection automatique de défauts de palier, le produit-programme informatique comprenant un support d’enregistrement lisible par ordinateur contenant des instructions de programme, les instructions de programme pouvant être exécutées par le processeur pour réaliser des opérations comprenant : la réception, de la part d’un ou de plusieurs capteur(s), de données de surveillance d’état, les données de surveillance d’état comprenant des harmoniques de vibration d’au moins un palier accouplé à un arbre rotatif ; l’exécution d’un traitement de balayage de motif qui balaye au moins un motif de test à la fois sur une plage de vitesses et une plage de fréquences de défauts de classe de palier et, si le motif de test comprend au moins une bande latérale de motif de test, également le balayage de l’au moins une bande latérale de motif de test sur une plage de bande latérale, par rapport aux données de surveillance d’état pour déterminer à partir d’une valeur de meilleure correspondance la fréquence fondamentale et la fréquence de bande latérale du motif ; la détermination d’un type de défaut de palier le plus probable associé avec l’au moins un palier en fonction de la valeur de meilleure correspondance parmi au moins deux résultats associés avec l’au moins un motif de test ; et l’exécution d’un traitement logique après balayage qui compare un certain nombre (N) de résultats les plus récents du traitement de balayage de motif avec au moins un test conditionnel afin de confirmer que le type de défaut de palier le plus probable est présent. Produit-programme informatique selon la revendication 17, dans lequel les données de surveillance d’état excluent une vitesse de rotation précise de l’arbre et/ou une fréquence de défaut de palier spécifique de l’au moins un palier. Produit-programme informatique selon la revendication 18, dans lequel la plage de vitesses comprend une pluralité d’étapes de vitesse individuelles de sorte que le traitement de balayage de motif déplace le motif de test sur le spectre en plusieurs itérations. Produit-programme informatique selon la revendication 19, dans lequel le traitement de balayage de motif comprend l’exécution d’une pluralité de balayages fondamentaux sur la fréquence fondamentale, chaque balayage fondamental étant exécuté pour une étape de vitesse respective incluse dans la plage de vitesses. Produit-programme informatique selon la revendication 20, dans lequel le traitement de balayage de motif comprend l’exécution d’une pluralité de balayages de bande latérale, chaque balayage de bande latérale étant exécuté sur l’au moins un ensemble de bandes latérales et à la suite de chaque balayage fondamental exécuté pour une étape de vitesse donnée. Produit-programme informatique selon la revendication 21, dans lequel l’au moins un test conditionnel comprend une pluralité de tests conditionnels qui sont exécutés sur un nombre sélectionné de résultats les plus récents générés à partir du traitement de balayage de motif, et dans lequel le type de défaut de palier effectivement présent est confirmé si l’ensemble des tests conditionnels génèrent un résultat positif. Produit-programme informatique selon la revendication 22, dans lequel au moins un des tests conditionnels détermine s’il existe une corrélation positive entre à la fois la fréquence fondamentale et l’au moins un ensemble de bandes latérales de la fréquence fondamentale du nombre sélectionné de résultats les plus récents et une vitesse de rotation prédite de l’arbre. Produit-programme informatique selon la revendication 23, dans lequel il est déterminé que la corrélation positive existe si à la fois la fréquence fondamentale et l’au moins un ensemble de bandes latérales de la fréquence fondamentale du nombre sélectionné de résultats les plus récents sont en corrélation avec la vitesse de rotation prédite de l’arbre avec une erreur inférieure à une valeur seuil de vitesse.