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ADM Nord

Tube rotatif : contacts irréguliers, scan 3D et vibrations

Étude de cas · Scan 3D et analyse vibratoire

Contacts irréguliers sur un tube rotatif : comprendre avant de régler

Vous observez des paillettes métalliques, une usure des bandages ou un entraînement plus vibrant que les autres ? Vous avez besoin de comprendre ce qui se passe et de savoir où intervenir. Cet audit montre comment le scan 3D et l’analyse vibratoire transforment ces symptômes en constats mesurés et en priorités de maintenance.

ADM intervient sur site partout en France et à l’étranger.

Par Olivier NonclercqAnalyste vibratoire Catégorie III · ADM
Le cas en une minute

Des symptômes aux décisions de maintenance

Le problème

Des contacts différents entre galets et bandages, des paillettes métalliques et un contact intermittent avec une butée axiale.

Les constats

Des différences d’orientation entre les galets et des réponses vibratoires contrastées entre les quatre entraînements.

La décision préparée

Documenter les contrôles complémentaires et préparer la reprise géométrique des appuis, avec des cibles de réglage à valider.

Résultats de l’audit

Des écarts mesurés et des priorités définies. L’audit documente la géométrie des appuis, compare les réponses vibratoires et précise les contrôles et réglages à préparer.

Le scan 3D documente la géométrie externe. L’analyse vibratoire décrit la réponse des entraînements. Leur croisement aide à préparer les examens et les travaux.

Ce que vous obtenez

Des constats aux priorités de maintenance

Avant de déplacer les appuis ou d’intervenir sur la transmission, il faut documenter les écarts et comprendre le comportement de l’installation. ADM associe trois approches complémentaires.

1 · OBSERVER

Les contacts en fonctionnement

Documenter les traces, les facettes, les paillettes et le comportement axial du tube.

2 · MESURER

La géométrie à l’arrêt

Comparer les axes du tube, des bandages et des galets dans un repère commun.

3 · INTERPRÉTER

La réponse vibratoire

Comparer les entraînements et identifier les excitations dominantes pour orienter la maintenance.

Le problème rencontré

Quatre galets, des contacts différents

Un tube industriel repose sur deux bandages et quatre galets, associés à des ensembles moteur-réducteur. L’intervention vise à établir l’état des lieux géométrique et vibratoire de l’ensemble.

Après remise en service, les surfaces présentent des traces brillantes d’étendue différente selon les appuis. Des facettes sont visibles sur un bandage. Une formation de paillettes métalliques est également constatée aux contacts galets–bandages.

Un bandage vient en contact intermittent avec une seule butée axiale, sur environ deux tiers de sa circonférence. Ce constat est compatible avec un mouvement axial du tube et/ou un voile du bandage.

Traces brillantes au contact d’un galet et de son bandage
Une preuve visuelle du contact. La zone brillante s’étend sur la largeur utile du galet. Les traces ne permettent pas de quantifier la pression de contact.Cliquer sur l’image pour l’agrandir.
Un enjeu de préservation des surfaces. Les paillettes constituent un indice d’enlèvement de matière. Une observation des contacts seule ne suffit toutefois pas à répartir les efforts entre les galets ni à identifier une cause unique.
De l’acquisition au modèle

Le scan 3D reconstruit la géométrie utile

Le relevé à l’arrêt est réalisé avec le Trimble SX12. Plusieurs positions d’acquisition permettent de compléter les surfaces visibles et de constituer le nuage de points utilisé pour l’analyse.

Acquisition avec le Trimble SX12 devant le tube industriel
Acquisition sur site. Le SX12 relève les surfaces visibles du tube et de ses appuis.Cliquer sur l’image pour l’agrandir.
Nuage de points de l’installation
Aperçu du nuage de points obtenu. Les surfaces mesurées constituent la base de la modélisation.Cliquer sur l’image pour l’agrandir.

Les surfaces cylindriques sont sélectionnées pour ajuster les modèles du tube, des bandages et des galets. Chaque ajustement fournit une forme cylindrique et un axe permettant les comparaisons.

Modélisation du tube, des bandages et des galets visibles
Modélisation obtenue. Le tube apparaît en bleu, les bandages en gris. Les galets visibles sont orange et vert ; les deux autres sont masqués par le tube dans cette vue.Cliquer sur l’image pour l’agrandir.
Une référence commune. La droite reliant les centres des deux bandages est retenue comme référence géométrique pour les comparaisons. Elle permet de comparer les orientations et les positions relatives des éléments. Cette construction issue du relevé à l’arrêt ne constitue pas une mesure directe de l’axe de rotation en fonctionnement.
Comprendre les vues

Un galet et un bandage, du point mesuré à l’axe

Pour chaque élément, trois vues montrent successivement les points mesurés, leur superposition avec le cylindre ajusté et son axe, puis une inspection colorée des écarts radiaux.

Exemple : galet A

Trois vues d’un galet : points, modèle cylindrique et inspection colorée
Galet A. La forme est estimée à partir de la surface mesurée visible.Cliquer sur l’image pour l’agrandir.
Méthode : densité des points mesurés
Points utilisés pour l’ajustement13 796 points
Espacement médian entre points voisinsEnviron 3,0 mm

Ces données décrivent l’échantillonnage des surfaces visibles. Elles ne quantifient pas la précision du relevé ni l’incertitude de l’axe ajusté.

Exemple : bandage A–B

Trois vues d’un bandage : points, modèle cylindrique et inspection colorée
Bandage A–B. Les zones observées permettent d’estimer l’axe du cylindre ajusté.Cliquer sur l’image pour l’agrandir.
Méthode : densité des points mesurés
Points utilisés pour l’ajustement124 328 points
Espacement médian entre points voisinsEnviron 3,6 mm

Ces données décrivent l’échantillonnage des surfaces visibles. Elles ne quantifient pas la précision du relevé ni l’incertitude de l’axe ajusté.

Lire les couleurs. Le bleu indique les points situés à l’intérieur du modèle ; le rouge, ceux situés à l’extérieur. L’échelle en millimètres est adaptée à chaque élément. Ces couleurs décrivent un écart à la surface ajustée, et non une pression de contact ou une mesure directe d’usure. L’espacement entre points décrit la densité d’échantillonnage, pas la précision du relevé.
Les résultats géométriques

Des écarts de parallélisme dans les deux plans

Les axes des galets présentent des écarts de parallélisme horizontaux et verticaux par rapport à la référence retenue. Les écarts extrêmes atteignent environ 3,5 mm/m dans le plan horizontal et 2,5 mm/m dans le plan vertical, sur deux galets différents.

Écarts extrêmes par rapport à la référence géométrique retenue
Plan de comparaisonÉcart extrême observé
HorizontalEnviron 3,5 mm/m
VerticalEnviron 2,5 mm/m

Ces deux maximums concernent deux galets différents. Ils décrivent cet état initial ; ils ne constituent ni des tolérances constructeur ni des seuils universels.

L’axe de la virole présente également une différence d’orientation. Les coupes transversales documentent les positions relatives, les entraxes et le centrage des paires de galets par rapport aux bandages.

Des mesures pour préparer le réglage. En l’absence de valeurs constructeur disponibles, le parallélisme et le centrage restent des hypothèses d’analyse. Les cibles et les tolérances doivent être établies avec l’exploitant, sur la base des prescriptions constructeur et de la conception de l’installation, avant les travaux.
L’apport des vibrations

Les quatre entraînements ne répondent pas de la même façon

Les moteurs, réducteurs et paliers sont mesurés en vibration. Les vitesses globales RMS dans la bande 2–1 000 Hz permettent de comparer les niveaux ; les spectres précisent les excitations dominantes.

Les réponses diffèrent entre les quatre cinématiques. Le niveau maximal sur le réducteur présentant le niveau vibratoire le plus élevé atteint environ 10 mm/s RMS. Une composante autour de 16,5 Hz contribue fortement aux niveaux élevés observés.

Spectre de vitesse d’un réducteur montrant une composante dominante à 16,5 Hz
L’excitation dominante. La raie autour de 16,5 Hz contribue fortement au niveau global. Les seuils de vitesse globale ne s’appliquent pas directement à chaque raie du spectre.Cliquer sur l’image pour l’agrandir.

Dans l’hypothèse retenue, cette composante correspond à l’engrènement de l’étage de sortie : une rotation proche de 20 tr/min associée à une roue supposée de 48 dents conduit à une fréquence voisine. La denture reste à confirmer.

Un signal d’accélération long présente une modulation proche de la rotation estimée du galet, accompagnée de variations d’amplitude irrégulières. La composante mesurée est proche de 0,33 Hz, soit une période voisine de trois secondes.

Une image de la sollicitation, pas une mesure d’effort. L’amplitude vibratoire renseigne sur la réponse de la cinématique. Elle dépend aussi de la rigidité des appuis et de la transmission des vibrations.
L’interprétation croisée

Relier les écarts géométriques aux contraintes de contact

Orientation des galets→Contacts et efforts de ripage→Sollicitation de la cinématique

Des axes présentant des orientations différentes peuvent modifier les conditions de contact et favoriser des efforts de ripage variables. Ces contraintes peuvent ensuite se transmettre aux galets et aux réducteurs.

Dans ce cas, les observations de surface, les écarts géométriques et la dispersion des réponses vibratoires sont compatibles avec une contribution de la géométrie aux sollicitations. Les événements de ripage peuvent rester irréguliers, sans fréquence propre constante.

Le scan mesure les géométries externes ; il ne décrit pas l’alignement des engrenages internes. L’analyse vibratoire ne mesure pas directement les efforts de contact.

Moyen utiliséCe qu’il apporteDécision préparée
Observations visuellesContacts différenciés, facettes, paillettes et contact intermittent avec une butée.Documenter les symptômes et leur criticité.
Scan 3DOrientations et positions relatives des éléments.Préparer la reprise géométrique des appuis.
Analyse vibratoireNiveaux différents entre cinématiques et excitation dominante autour de 16,5 Hz.Identifier les entraînements à examiner en priorité et préparer le suivi.
Contrôle après réglageÉvolution des contacts, du comportement axial et des niveaux vibratoires.Vérifier l’efficacité de la correction.
La décision de maintenance

Reprendre la géométrie et vérifier le résultat

Dans l’état observé, l’utilisation du tube est fortement déconseillée. La formation de paillettes et les niveaux vibratoires élevés appellent une prise en charge prioritaire pour préserver les surfaces. Les constats sont compatibles avec une contribution de la géométrie aux sollicitations, sans démontrer une cause unique. Avant la reprise des appuis, les contrôles complémentaires et les cibles de réglage doivent être validés avec l’exploitant, sur la base de la conception et des prescriptions constructeur.
1

Définir les cibles

Établir avec l’exploitant les cibles et les modalités de réglage, en tenant compte de la conception et des prescriptions constructeur. Compléter les informations manquantes avant les travaux.

2

Régler les appuis

Reprendre les orientations et les positions des galets selon les cibles retenues.

3

Vérifier la lubrification

Vérifier les prescriptions des contacts galet–bandage. Appliquer une lubrification uniquement si elle est prévue pour cette conception, avec le produit et les modalités adaptés.

4

Contrôler après réglage

Vérifier les contacts et le comportement axial, puis comparer les mesures géométriques et vibratoires.

Résultats de l’audit : un état géométrique et vibratoire documenté. Les observations et les mesures permettent de hiérarchiser les contrôles et de préparer les réglages, en tenant compte de la conception et des conditions d’exploitation.

Ce que vous recevez

Un état initial pour préparer l’intervention

Des écarts repérés

Des vues et des comparaisons géométriques dans une référence commune pour situer les éléments à examiner.

Une interprétation croisée

Les observations de contact et les réponses vibratoires mises en relation avec les écarts géométriques, avec les hypothèses et leurs limites.

Des priorités de maintenance

Les contrôles à compléter, les cibles à valider et les vérifications à prévoir après réglage.

Consulter le rapport anonymisé de cette intervention

Retrouvez les constats géométriques, les analyses vibratoires et la proposition de réglages dans un exemple complet de restitution ADM. Les données d’identification du client et du site ont été retirées. Ces résultats concernent uniquement l’équipement étudié.

Consulter le rapport anonymisé

Le périmètre du contrôle dépend de votre équipement, des surfaces accessibles et des conditions d’exploitation. Les critères constructeur restent nécessaires pour fixer les cibles et juger les réglages.

L’enseignement du cas

La géométrie décrit les écarts ; les vibrations décrivent la réponse

Les deux approches permettent de dépasser une lecture isolée du symptôme. Leur complémentarité fournit une base de décision pour préparer les travaux et vérifier leur efficacité.

Vous observez des contacts irréguliers, des paillettes ou des vibrations sur un tube rotatif ? Le contrôle utile commence par vos symptômes, l’historique des travaux et les conditions d’exploitation.

Parler d’une machine avec un analyste

Votre tube rotatif mérite un diagnostic clair

ADM intervient sur site partout en France et à l’étranger. Vous souhaitez comprendre l’usure, décider des contrôles utiles et préparer une intervention adaptée à vos contraintes ? Décrivez-moi les symptômes, les derniers travaux et vos possibilités d’arrêt : nous définissons ensemble le contrôle adapté à votre installation.