INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le dispositif d’accumulation d’énergie 20 va maintenant être décrit plus en détail, notamment en relation avec les figures 4 et 5. Ce dispositif d’accumulation d’énergie 20 comprend un premier organe 32 et un deuxième organe 34, qui sont configurés pour effectuer une rotation l’un par rapport à l’autre autour d’un axe de rotation X commun, lorsqu’un élément élastique est contraint, notamment comprimé. Cet axe de rotation X peut être sensiblement perpendiculaire à l’axe principal Y de la tige de commande 18. On entend ici que le premier organe 32 est également configuré pour transmettre une rotation au deuxième organe 34 par l’intermédiaire de l’élément élastique lorsqu’il n’y a pas d’interférence de crabotage (donc pas de résistance). Ainsi, lorsque le premier organe 32 est entraîné en rotation, le deuxième organe 34 l’est également.
Le deuxième organe 34, particulièrement visible en , est constitué par exemple d’un premier disque 36 et d’un deuxième disque 38. Ces deux disques 36, 38 sont en regard l’un de l’autre. Ils présentent en leur centre une lumière 40 configurée pour recevoir un pion 42 de l’actionneur électromécanique 2, un tel pion 42 étant notamment illustré à la . Le pion 42 et le deuxième organe 34 sont montés glissant l’un par rapport à l’autre.
Le premier disque 36 et le deuxième disque 38 délimitent entre eux un logement interne 44. Ce logement interne 44 est partiellement fermé par deux portions des disques 36, 38 diamétralement opposées, de telles portions constituant des renfoncements 46, 48 des surfaces du premier disque 36 et du deuxième disque 38. On comprend ainsi que des faces internes des premier et deuxième disques 36, 38, qui correspondent aux faces qui sont orientées vers le logement interne 44, sont jointes au niveau de ces renfoncements 46, 48.
Le logement interne 44 du deuxième organe 34 est apte à recevoir le premier organe 32, qui est visible en . Ce premier organe 32, qui est sensiblement plat, présente des dimensions réduites par rapport au deuxième organe 34, de façon à pouvoir être contenu dans le logement interne 44. Le premier organe 32 présente une forme générale pouvant s’inscrire dans un cercle. Plus particulièrement, il comprend une portion centrale 50 centrée sur la lumière 40 du deuxième organe 34, cette portion centrale 50 étant bordée de part et d’autre par une ailette latérale 52, 54. Le premier organe 32 est maintenu en position au sein du logement interne 44 notamment par les renfoncements 46, 48, qui constituent des butées pour la portion centrale 50 du premier organe 32. Portion centrale 50 et renfoncements 46, 48 présentent à cet effet des formes courbées complémentaires. Le maintien en position du premier organe 32 relativement aux premier disque 36 et deuxième disque 38 est par ailleurs assuré par un épaulement 56 traversé par un trou, l’épaulement 56 étant centré sur la lumière 40 du deuxième organe 34 et monté glissant par rapport à celle-ci. Plus précisément, un rebord périphérique 58 de la lumière 56 du premier organe 32 s’insère au sein de la lumière 40 du deuxième organe 34. Tout comme celle-ci, cette lumière 56 du premier organe 32 est configurée pour recevoir le pion 42 de l’actionneur électromécanique 2, mais contrairement à la lumière 40 du deuxième organe 34, la lumière 56 du premier organe 32 est solidaire du pion 42, au moins en rotation. Un telle liaison mécanique est opérée par exemple au moyen d’un montage à force, d’une soudure, d’une coopération gorge-cannelure ou de tout moyen liant mécaniquement ces deux pièces.
Selon l’invention, le dispositif d’accumulation d’énergie 20 comprend au moins un élément élastique. Sur le mode de réalisation représenté sur les figures, le dispositif d’accumulation d’énergie 20 comprend ici deux éléments élastiques, avec un premier élément élastique 60 et un deuxième élément élastique 62.
Les éléments élastiques 60, 62 ont pour fonction de transmettre la rotation du premier organe 32 au deuxième organe 34. À cet effet, le deuxième organe 34 comprend des échancrures 64, 66 aptes à recevoir ces éléments élastiques 60, 62. Plus précisément, le premier disque 36 présente une première échancrure 64 qui est en regard d’une deuxième échancrure percée dans le deuxième disque 38, ainsi qu’une troisième échancrure 66 en regard d’une quatrième échancrure du deuxième disque 38. On comprend ainsi que le premier disque 36 porte la première échancrure 64 et la troisième échancrure 66, tandis que le deuxième disque 38 porte la deuxième échancrure et la quatrième échancrure. Seules les première et troisième échancrures 64, 66 sont visibles sur les figures.
Le panneau préfabriqué 31 comporte en outre un épaulement 47, visible sur la , formé par une découpe hémicirculaire de la couche de mousse isolante 38 du bloc thermiquement isolant secondaire 32 pour accueillir la partie de l’élément de liaison de périphérique 29 faisant saillie depuis le plateau de liaison 28 vers le pont intermédiaire 4.
En référence à la , l’élément de liaison périphérique 29 s’étend de part et d’autre du plateau de liaison 28. L’élément de liaison périphérique 29 est lié à un bord 49 radialement intérieur du plateau de liaison 28 de sorte que tout le plateau de liaison 28, assimilé ici à la portion externe 48, s’étend radialement vers l’extérieur de l’élément de liaison périphérique 29. Ainsi, selon un plan de coupe comprenant l’axe de révolution de la conduite étanche 7, l’ensemble constitué du plateau de liaison 28 et de l’élément de liaison périphérique 29 présente une section en forme de « T ». Une telle forme en « T » présente l’avantage d’avoir une fixation robuste entre l’élément de liaison périphérique 29 et la gaine étanche secondaire 26.
En particulier, au niveau du bord 49, une partie de l’élément de liaison périphérique 29 fait saillie depuis la surface intérieure 28a du plateau de liaison 28 vers l’intérieur de la cuve étanche et thermiquement isolante 2, parallèlement à la gaine étanche secondaire 26. Dans le mode de réalisation décrit, la gaine étanche secondaire s’étend jusque dans une partie de la barrière thermiquement isolante primaire 15, de sorte à réaliser la soudure 66 entre l’élément de liaison de périphérique 29 et la gaine étanche secondaire 26 à distance de la surface intérieure 28a du plateau de liaison 28.
Une autre partie de l’élément de liaison périphérique 29 fait saillie depuis une surface extérieure 28b, opposée à la surface intérieure 28a, du plateau de liaison 28 vers le pont intermédiaire 4. De préférence, la partie de l’élément de liaison périphérique 29 faisant saillie vers le pont intermédiaire 4 est plus longue que la partie de l’élément de liaison périphérique 29 faisant saillie vers l’intérieur de la cuve étanche et thermiquement isolante 2.
En outre, un lamage 39 circulaire est formé dans la couche de mousse isolante 38 du bloc thermiquement isolant secondaire 32 au niveau de la zone de dégagement 36 visible sur la , à distance de la gaine étanche secondaire 26. Pour pouvoir accueillir le plateau de liaison 28, le diamètre du lamage 39 est supérieur au diamètre du plateau de liaison 28. L’espace interstitiel 69 ménagé entre la bordure du lamage 39 et l’extrémité du plateau de liaison 28 située à l’opposé du bord 49 peut être garni de matière isolante.
Au cours du montage de la paroi de cuve sur site, une fois les panneaux préfabriqués 31 juxtaposés autour de la gaine étanche secondaire 26, le plateau de liaison 28, encollé de deuxième nappe étanche 40, et l’élément de liaison périphérique 29 sont respectivement positionnés dans le lamage 39 et l’épaulement 47 du bloc thermiquement isolant secondaire 32. La partie de l’élément de liaison périphérique 29 faisant saillie vers l’intérieur de la cuve étanche et thermiquement isolante 2 depuis la surface intérieure 28a du plateau de liaison 28, i.e. la partie qui n’est pas insérée dans l’épaulement 47, est soudée de manière étanche à la gaine étanche secondaire 26. Le montage est réalisé de sorte que la deuxième nappe étanche 40 se situe précisément au niveau de la première nappe étanche 33.
Puis, comme visible sur la , une pièce 42 de troisième nappe étanche 41 est collée à cheval sur le plateau de liaison 28 et sur les blocs thermiquement isolants secondaires 32 tout autour de la gaine étanche secondaire 26 pour assurer la continuité de la membrane étanche secondaire 14. Des bandes 43 de troisième nappe étanche 41 sont également collées au niveau des interstices entre deux panneaux préfabriqués 31 de manière à recouvrir les rebords périphériques 35 non recouverts par les blocs thermiquement isolant supérieurs 34.
Avantageusement, la troisième nappe étanche 41 consiste en un revêtement fait d’un matériau stratifié composite souple composé d’une feuille métallique, par exemple en aluminium de 0,1 mm d’épaisseur, prise en sandwich entre deux couches de fibres de verre liées par une résine polymère, par exemple une réside de polyamide.
La montre aussi, dans une vue en perspective éclatée, des blocs thermiquement isolants supérieurs complémentaires 44, qui sont collés après terminaison de la membrane étanche secondaire 14 sur les rebords périphériques 35 des panneaux préfabriqués 31 et dans la zone de dégagement 36 pour terminer la barrière thermiquement isolante primaire 15.
Deux blocs thermiquement isolants primaires 45 en forme de demi-pavés sont employés autour de la conduite étanche 7, posés à cheval sur les blocs thermiquement isolants secondaires 32 et sur le plateau de liaison 28. Chacun d’eux comporte une découpe hémicirculaire 46 dans un bord, par exemple un bord longitudinal, pour loger la conduite étanche 7. Un épaulement 51, visible sur la , est formé dans la découpe hémicirculaire 46 et vient recouvrir l’extrémité interne 30 de la gaine étanche secondaire 26.
En référence à la , les blocs thermiquement isolants supérieurs 34, les blocs thermiquement isolants supérieurs complémentaires 44 et les blocs thermiquement isolants primaires 45 comportent chacun une couche de mousse isolante 52, appuyée sur la membrane étanche secondaire 14 et surmontée d’un panneau supérieur 53 destiné à supporter le membrane étanche primaire 16.
Avantageusement, la couche de mousse isolante 52 est constituée d’un matériau plastique alvéolaire tel qu’une mousse de polyuréthane. De préférence, des fibres de verre sont noyées dans la mousse de polyuréthane pour la renforcer.
Les blocs thermiquement isolants primaires 45 peuvent comporter une plaque de fond rigide 54, par exemple contreplaqué, pour les rigidifier. Bien que les blocs thermiquement isolants supérieurs 34 et les blocs thermiquement isolants supérieurs complémentaires 44 présentent une meilleure rigidité, du fait de leur plus grande dimension et de l’absence de découpe, une plaque de fond (non représentée) peut aussi être prévue dans ceux-ci.
La montre la membrane étanche primaire 16 autour de la conduite étanche 7. La membrane étanche primaire 16 est formée de plaques métalliques comportant des ondulations 55 et 56 faisant saillie vers l’intérieur de la cuve étanche et thermiquement isolante 2. Plus particulièrement, la membrane étanche primaire 16 comporte une première série d’ondulations 55 dites transversales et une deuxième série d’ondulations 56 dites longitudinales dont les directions respectives sont perpendiculaires. La deuxième série d’ondulations 56 longitudinales présente une hauteur inférieure à la première série d’ondulations 55 transversales.
Les ondulations 55 et 56 forment des zones élastiques pour absorber la contraction thermique et les efforts de pression statiques et dynamiques. De telles membranes étanches en tôle ondulée ou gaufrée ont notamment été décrites dans FR-A-1379651, FR-A-1376525, FR-A-2781557 et FR-A-2861060.
L’espacement entre deux ondulations 56 de la série d’ondulations longitudinales ou entre deux ondulations 55 de la série d’ondulations transversales est par exemple compris entre 200 mm et 600 mm, notamment 340 mm.
Si la vanne 12 est fermée, le circuit de traitement 5 acquiert au moins une mesure de la première pression P1 produite par le premier capteur de pression 16 (étape E2), et évalue ainsi la pression de l’eau à débit nul (étape E3), c’est-à-dire la pression du réseau.
On décrit plus précisément l’étape E5, en référence à la . Le circuit de traitement 5 acquiert donc au moins une mesure de la première pression P1 produite par le premier capteur de pression 16 et au moins une mesure de la deuxième pression P2 produite par le deuxième capteur de pression 17 (étape 5A).
En référence à la , la troisième table de référence 18 est par exemple en deux dimensions 2D : valeur de la pression ΔP en fonction de la position angulaire courante de la bille 14 et du débit.
Si la vanne 12 est partiellement ouverte et que les signaux ultrasonores peuvent cheminer librement entre les transducteurs 7a, 7b, ou si la vanne 12 est (complètement) ouverte, alors la position angulaire courante de la bille 14 est telle que le débit courant peut être mesuré par le dispositif de mesure ultrasonique 6.
Dans un mode de réalisation, la méthode comprend en outre, à l’étape de détermination du spectrogramme d’ordre 2, les étapes suivantes : Pour chaque fenêtre temporelle de la pluralité de fenêtres temporelles ; Rééchantillonnage du signal vibratoire à partir du signal de vitesse pour obtenir un signal angulaire ; Suppression de la partie déterministe du signal angulaire pour obtenir un signal vibratoire corrigé ; Détermination d’un spectre d’ordre 2 à partir d’une cohérence cyclique du signal vibratoire corrigé ; Moyennage du spectre d’ordre 2 ; Détermination d’un spectre d’ordre 2 aplati par application d’une autocorrélation spectrale au spectre d’ordre 2 moyenné ; Concaténation des spectres d’ordre 2 aplatis, déterminés pour chaque fenêtre temporelle, pour former le spectrogramme d’ordre 2.
Dans un mode de réalisation, la méthode comprend en outre, à l’étape de détermination du spectrogramme d’ordre 2, les étapes suivantes : Pour chaque fenêtre temporelle de la pluralité de fenêtres temporelles : Détermination d’un spectre d’ordre 2 aplati corrigé par application d’une Transformée Delta au spectre d’ordre 2 aplati ; Détermination du spectre d’ordre 2 réduit par application d’une standardisation spectrale au spectre d’ordre 2 aplati corrigé ; l’étape de concaténation étant la concaténation des spectres d’ordre 2 réduits, déterminés pour chaque fenêtre temporelle, pour former le spectrogramme d’ordre 2.
Grâce à l’application d’une autocorrélation, il est possible de faire émerger la signature vibratoire du roulement défectueux dans les spectrogrammes d’ordres 1 et 2, ce qui permet d’améliorer la détection de la signature vibratoire en question.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un système de surveillance d’une machine tournante pour la détection d’un défaut d’un roulement, le système comprenant : Un module d’acquisition comprenant : Le capteur de vibration ; Une mémoire ; et Un processeur ; Un module de traitement 30 comprenant : Une mémoire ; et Un processeur ; Un moyen de connexion entre le module d’acquisition et le module de traitement.
Un troisième aspect de l’invention concerne un produit-programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, quand le programme est exécuté sur un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes de la méthode selon le premier aspect de l’invention.
Un dernier aspect de l’invention concerne un support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes de la méthode selon le premier aspect de l’invention.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. La est un schéma synoptique illustrant l’enchaînement des étapes de la méthode selon l’invention. La est une illustration d’une analyse d’un signal vibratoire et d’un signal de vitesse par fenêtre temporelle glissante. La est un spectre d’un signal vibratoire acquis sur une machine tournante et un spectre théorique de la cinématique de la machine tournante. La est une comparaison entre un spectre par Transformée de Fourier et un spectre par Transformée Delta à partir d’un même signal vibratoire. La est une illustration de l’effet de l’application d’une standardisation spectrale sur un spectre. La est une illustration de l’effet de l’application d’une autocorrélation spectrale sur un spectre. La est une comparaison des spectres successivement traités lors d’une étape de la méthode décrite à la . La est une comparaison entre un spectre d’un signal vibratoire avant et après traitement selon une étape de la méthode de la . La présente une cohérence cyclique de la partie aléatoire du signal vibratoire. La représente le spectre de la cohérence cyclique de la moyennée selon la dimension temporelle. La est un exemple de spectrogramme d’ordre 1 déterminé par la méthode décrite à la . La est un exemple de spectrogramme d’ordre 2 déterminé par la méthode décrite à la . La est le spectre issu du moyennage, selon la dimension temporelle, du spectrogramme d’ordre 1. La est le spectre issu du moyennage, selon la dimension temporelle, du spectrogramme d’ordre 2. La est un schéma illustrant un système pour mettre en œuvre la méthode décrite à la .
La présente invention concerne une méthode de surveillance d’un roulement défectueux d’une machine tournante par analyse vibratoire, par exemple un roulement d’un arbre d’un moteur d’un aéronef. La méthode requiert en entrée un signal vibratoire acquis sur la machine tournante, lors d’une phase de fonctionnement non-stationnaire sur plusieurs secondes. En complément, la méthode peut utiliser en entrée une mesure d’une vitesse de rotation instantanée ou d’une position instantanée d’un arbre rigidement lié à l’arbre du roulement surveillé, ainsi qu’une cinématique des arbres à proximité de ce roulement. Deux analyses spectrales du signal vibratoire sont alors parallèlement effectuées. Préférentiellement, ces traitements sont appliqués sur une fenêtre temporelle glissante restreinte (typiquement une seconde) du signal vibratoire. Le premier traitement comprend en une série d’opérations appliquées sur un spectre d’ordre 1 du signal vibratoire afin d’en supprimer des harmoniques indésirables, de rehausser le niveau de détection d’une signature vibratoire du roulement défectueux et d’effectuer une réduction statistique du. Le second traitement concerne la partie purement aléatoire du signal vibratoire après suppression de la partie tonale, et applique une série d’opérations sur des statistique cyclostationnaires d’ordre 2 afin de révéler des éventuels motifs périodiques cachés. En sortie, le procédé fourni deux spectres, et préférentiellement deux spectrogrammes, portant les informations cyclostationnaires à l’ordre 1 et à l’ordre 2 du signal vibratoire. La signature vibratoire d’un défaut de roulement peut alors être détectée et servira, in fine, à identifier le roulement comportant le défaut.
La méthode proposée est donc un outil de soutien pour un expert ou un opérateur pour diagnostiquer l’état de santé des roulements d’une machine tournante et, au besoin, assister pour l’identification d’un roulement défectueux en vue d’une maintenance.
On entend par « état de santé » d’un roulement, ou plus largement d’une pièce mécanique, la conformité dudit roulement par rapport à un ensemble d’exigences métier, par exemple provenant d’un cahier des charges, concernant sa conception, sa fabrication et son utilisation. Lorsque l’état de santé du roulement est dégradé, pour quelque raison, on parle alors de roulement défectueux.
On entend par « roulement défectueux » un roulement dont les propriétés mécaniques ou géométriques ont été altérées, produisant une anomalie, bien souvent par déséquilibre, lors de sa mise en rotation de l’arbre sur lequel il est assemblé. L’altération peut résulter d’une discontinuité des propriétés de la matière du roulement, conséquence d’aléas survenant lors de la fabrication de la pièce, par la fatigue du roulement au cours de son l’utilisation ou lors de sa manutention. La matière peut, par exemple, avoir été fragilisée au cours du processus de fabrication et son utilisation, générant de fortes contraintes locales au niveau de la zone fragilisée, ou à la suite d’un choc, engendrant un défaut. L’altération peut, en outre, provenir d’un déséquilibre ou une déformation géométrique ou mécanique du roulement, ce qui est par exemple le cas lorsque le roulement est soumis à de très forte contrainte, comme dans une turbomachine. Le terme « défaut » couvre donc toutes les formes d’altération que peut subir le roulement : défaut de matière, inclusion, fissure, défaut ou contamination de lubrifiant, altération des propriétés du matériau, déformation, désalignement, balourd, surcharge, courants de fuite, etc. Chaque type de défaut est détectable dans un signal vibratoire en ce qu’il produit une signature vibratoire particulière.
On entend par « signature vibratoire » un ensemble d’harmoniques dont la répartition des fréquences est spécifique à la source des vibrations, par exemple la signature d’un roulement mis en rotation sous l’action de la rotation de l’arbre auquel il est assemblé. En outre, le contenu harmonique associé au roulement, entre autres les hauteurs, amplitudes ainsi que les propriétés statistiques des fréquences, sont spécifique au roulement en question. De plus, il peut exister une relation ou une relation non-linéaire expliquant la répartition entre elles des fréquences de la signature vibratoire. Par ailleurs, la signature vibratoire dépend de la sollicitation appliquée au roulement ; en particulier, la signature harmonique du roulement peut varier avec sa vitesse de rotation autour de l’axe de l’arbre. Une conséquence directe est que la signature vibratoire du roulement n’apparait pas de façon systématique dans le signal lorsque le roulement est mis en rotation, mais uniquement pour certains régimes moteurs. La signature vibratoire d’un roulement est notamment comprise dans un spectre ou un spectrogramme du signal vibratoire, bien que son amplitude soit faible comparée aux signatures vibratoires d’autres éléments de la machine.
On entend par « spectrogramme » la représentation au cours du temps du contenu fréquentiel d’un ou plusieurs signaux. Par ailleurs, les termes contenu fréquentiel, contenu harmonique, composantes harmoniques et harmoniques font tous référence à l’ensemble des fréquences (ou harmoniques) contenues dans le spectre des signaux, le spectre d’un signal étant obtenu par application d’une transformée de Fourier depuis le domaine temporel vers le domaine fréquentiel.
Un premier aspect de l’invention concerne une méthode de surveillance d’une machine tournante pour la détection d’un défaut d’un roulement.
Plus particulièrement, la gaine étanche secondaire 26 s’étend depuis un anneau de support 27 fixé autour de la conduite étanche 7 dans le surbau 20 jusque dans la barrière thermiquement isolante primaire 15. Un interstice 59 entre la conduite étanche 7 et la gaine étanche secondaire 26, bien visible sur la , peut être laissé vide ou rempli d’une garniture isolante. De préférence, l’anneau de support 27 est disposé dans la moitié supérieure du surbau 20.
Toutefois, d’autres possibilités existent pour assembler la gaine étanche secondaire 26 à la structure porteuse.
Selon un mode de réalisation représenté à la , la gaine étanche secondaire 26 peut être soudée à la paroi de sommet 22 du surbau 20. Dans ce cas, le surbau 20 participe partiellement à la membrane étanche secondaire 14, du moins au niveau de la paroi de sommet 22 s’étendant entre la gaine étanche secondaire 26 et la conduite étanche 7. Le surbau 20 doit donc être étanche au moins au niveau de la paroi de sommet 22.
Selon encore un autre mode de réalisation (non représenté), au moins une partie de la gaine étanche secondaire 26 peut constituer directement la paroi latérale du surbau 20. Dans ce cas, le surbau 20 participe entièrement à la membrane étanche secondaire 14. Le surbau 20 doit donc être entièrement étanche.