WO2017137681A1 - Method for detecting a movement in a radial plane of a mechanical assembly comprising a rotary member - Google Patents
Method for detecting a movement in a radial plane of a mechanical assembly comprising a rotary member Download PDFInfo
- Publication number
- WO2017137681A1 WO2017137681A1 PCT/FR2017/050249 FR2017050249W WO2017137681A1 WO 2017137681 A1 WO2017137681 A1 WO 2017137681A1 FR 2017050249 W FR2017050249 W FR 2017050249W WO 2017137681 A1 WO2017137681 A1 WO 2017137681A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- signal
- rotation
- displacement
- measurements
- detection method
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
Definitions
- a mechanical assembly comprising a rolling bearing formed of a rotating member, a fixed member and at least one row of bodies. rollers disposed between said members to allow relative rotation thereof.
- the description is made in relation to a guide bearing in rotation of a mechanical assembly which is embedded in a motor vehicle, in particular a rolling bearing for guiding a transmission shaft.
- the invention can be applied to the detection of a displacement of another type of mechanical assembly comprising a rotating member and / or in another application, for example a static application such as in a machine tool carrying a rotating body.
- the displacement to be detected appears in a radial plane, for example because of the mechanical stresses induced by the rotation of the rotating member.
- the time signal can be obtained by subtracting said measurements since the velocity contribution is the same for both measurements.
- the raw signal measurements as a function of time can be put in matrix form by expressing the displacements in the radial plane in two degrees of freedom, and then be inverted in order to obtain said displacements independently of said speed.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
The invention relates to a method which provides for a prior analysis for identifying a frequency signal that is characteristic of the appearance of movement on a revolution of said member, and the iterative steps of: synchronous measurement, in at least two positions distributed angularly around the rotary member, of a raw signal comprising a contribution associated with the movements in the radial plane of said member and a contribution linked to the instantaneous speed of rotation of said member; using said raw signals to obtain a time signal which is substantially independent from the instantaneous speed of rotation of the member; angular sampling of said time signal so as to obtain a sampled signal which represents movements of the member in the radial plane; harmonic spatial analysis of the sampled signal so as to obtain a spectrum of movement of the member in the radial plane; and monitoring the energy of the spectrum for the characteristic signature so as to deduce therefrom the appearance of the corresponding movement as a function of said energy.
Description
Procédé de détection d'un déplacement dans un plan radial d'un ensemble mécanique comprenant un organe tournant Method for detecting a displacement in a radial plane of a mechanical assembly comprising a rotating member
L'invention concerne un procédé de détection d'un déplacement dans un plan radial d'un ensemble mécanique comprenant un organe tournant ainsi que l'application d'un tel procédé au diagnostic embarqué d'une défaillance d'un ensemble mécanique qui correspond au déplacement détecté. En particulier, l'invention peut être mise en œuvre pour le diagnostic d'une défaillance d'un organe d'un palier, notamment de la bague tournante ou fixe d'un roulement, de guidage en rotation d'un ensemble mécanique. En variante, l'invention peut être mise en œuvre pour diagnostiquer la défaillance d'un autre organe, y compris fixe, d'un ensemble mécanique comprenant un organe tournant. The invention relates to a method for detecting a displacement in a radial plane of a mechanical assembly comprising a rotating member as well as the application of such a method to the on-board diagnosis of a failure of a mechanical assembly corresponding to the displacement detected. In particular, the invention can be implemented for the diagnosis of a failure of a bearing member, in particular of the rotating or fixed ring of a bearing, for guiding a rotation of a mechanical assembly. Alternatively, the invention can be implemented to diagnose the failure of another member, including fixed, of a mechanical assembly comprising a rotating member.
Par exemple, l'ensemble mécanique peut appartenir à une boîte de vitesses, un motoréducteur, un variateur de vitesse, un autodémarreur, une turbine, un réacteur, une transmission, un embrayage, une broche ou un support de broche d'usinage. For example, the mechanical assembly can belong to a gearbox, a geared motor, a variable speed drive, a starter motor, a turbine, a reactor, a transmission, a clutch, a spindle or a machining spindle support.
On connaît du document WO-2010/122240 un procédé de détection d'un défaut structurel, notamment à des fins de diagnostic, dans lequel un spectre de la vitesse instantanée de l'organe tournant est surveillé à au moins une fréquence caractéristique de l'apparition du défaut. Document WO-2010/122240 discloses a method for detecting a structural defect, in particular for diagnostic purposes, in which a spectrum of the instantaneous speed of the rotating member is monitored at at least one characteristic frequency of the appearance of the defect.
Pour ce faire, une analyse préalable doit être menée pour identifier les fréquences d'apparition de chacun des défauts à détecter. Toutefois, cette analyse ne prend en compte l'impact du défaut que sur la vitesse de rotation de l'organe, rendant ainsi difficilement détectable les défauts qui auraient un effet faible sur ladite vitesse.
En particulier, la demanderesse a analysé que les éventuels micro-déplacements dans un plan radial de l'ensemble mécanique par rapport à son axe de rotation était un marqueur pertinent pour diagnostiquer une défaillance dudit ensemble, éventuellement en complément de l'exploitation des variations de sa vitesse de rotation. To do this, a preliminary analysis must be conducted to identify the occurrence frequencies of each of the defects to be detected. However, this analysis only takes into account the impact of the defect on the speed of rotation of the member, thus making it difficult to detect defects that would have a small effect on said speed. In particular, the applicant has analyzed that the possible micro-displacements in a radial plane of the mechanical assembly relative to its axis of rotation was a relevant marker for diagnosing a failure of said set, possibly in addition to the exploitation of the variations of its speed of rotation.
Pour détecter un déplacement dans un plan radial, on utilise classiquement un capteur de déplacement dédié afin d'obtenir la précision attendue. Toutefois, cette réalisation nécessite l'ajout d'au moins un capteur qui, outre son coût, présente des contraintes importantes d'intégration dans l'ensemble mécanique comprenant un organe tournant. To detect a displacement in a radial plane, a dedicated displacement sensor is conventionally used in order to obtain the expected accuracy. However, this embodiment requires the addition of at least one sensor which, in addition to its cost, has significant integration constraints in the mechanical assembly comprising a rotating member.
L'invention vise à perfectionner l'art antérieur en proposant notamment un procédé de détection d'un déplacement dans un plan radial d'un ensemble mécanique comprenant un organe tournant qui ne nécessite pas de moyens de mesure difficilement implantables, ledit procédé étant particulièrement adapté au diagnostic embarqué d'une défaillance dudit ensemble mécanique. The invention aims to improve the prior art by proposing in particular a method for detecting a displacement in a radial plane of a mechanical assembly comprising a rotating member which does not require measuring means that are difficult to implant, said method being particularly suitable the on-board diagnosis of a failure of said mechanical assembly.
A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de détection d'un déplacement dans un plan radial d'un ensemble mécanique comprenant un organe tournant, ledit procédé prévoyant une analyse préalable d'identification d'une signature fréquentielle caractéristique de l'apparition dudit déplacement sur un tour de rotation dudit organe, et les étapes itératives de : For this purpose, and according to a first aspect, the invention proposes a method for detecting a displacement in a radial plane of a mechanical assembly comprising a rotating member, said method providing for a prior identification analysis of a frequency signature. characteristic of the occurrence of said displacement on a rotation turn of said member, and the iterative steps of:
- mesure synchrone en au moins deux positions réparties angulairement autour de l'organe d'un signal brut comprenant une contribution liée aux déplacements dans le plan radial dudit organe et une contribution liée à la vitesse instantanée de rotation dudit organe ; - synchronous measurement in at least two positions angularly distributed around the body of a raw signal comprising a contribution related to the displacements in the radial plane of said member and a contribution related to the instantaneous speed of rotation of said member;
- exploitation desdits signaux bruts pour obtenir un signal temporel qui est sensiblement indépendant de la vitesse instantanée de rotation de l'organe ; - operating said raw signals to obtain a time signal which is substantially independent of the instantaneous speed of rotation of the member;
- échantillonnage angulaire dudit signal temporel pour obtenir un signal échantillonné qui est représentatif des déplacements de l'organe dans le plan radial ;
- analyse harmonique spatiale du signal échantillonné pour obtenir un spectre de déplacement de l'organe dans le plan radial ; angular sampling of said time signal to obtain a sampled signal which is representative of the displacements of the member in the radial plane; spatial harmonic analysis of the sampled signal to obtain a spectrum of displacement of the member in the radial plane;
- surveillance de l'énergie du spectre pour la signature caractéristique de sorte, en fonction de ladite énergie, à en déduire l'apparition du déplacement correspondant. monitoring the spectrum energy for the characteristic signature so that, as a function of said energy, it is possible to deduce the occurrence of the corresponding displacement.
Selon un deuxième aspect, l'invention propose une application d'un tel procédé au diagnostic embarqué d'une défaillance de l'ensemble mécanique qui correspond au déplacement détecté. According to a second aspect, the invention proposes an application of such a method to the on-board diagnosis of a failure of the mechanical assembly which corresponds to the detected displacement.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en relation avec un ensemble mécanique comprenant un palier à roulement formé d'un organe tournant, d'un organe fixe et d'au moins une rangée de corps roulants disposée entre lesdits organes pour permettre leur rotation relative. En outre, la description est faite en relation avec un palier de guidage en rotation d'un ensemble mécanique qui est embarqué dans un véhicule automobile, notamment un roulement de guidage en rotation d'un arbre de boîte de vitesses. Toutefois, l'invention peut s'appliquer à la détection d'un déplacement d'un autre type d'ensemble mécanique comprenant un organe tournant et/ou dans une autre application, par exemple une application statique comme dans une machine-outil portant un organe tournant. Le déplacement à détecter apparaît dans un plan radial, par exemple du fait des contraintes mécaniques induites par la rotation de l'organe tournant. Ainsi, le procédé permet de diagnostiquer une défaillance de l'ensemble mécanique pour, en assurant une maintenance prédictive, alerter d'une panne dudit ensemble. En particulier, le procédé permet la détection des micro-déplacements dans un plan radial qui peuvent être induits notamment par une défaillance d'un roulement, d'une roue d'engrenage ou d'un montage incorrect de l'organe tournant.
Le procédé prévoit une analyse préalable d'identification d'une signature fréquentielle caractéristique de l'apparition du déplacement sur un tour de rotation de l'organe tournant. Selon une réalisation, il prévoit l'identification préalable de plusieurs signatures fréquentielles qui correspondent chacune à un type de déplacement à détecter. Other objects and advantages of the invention will appear in the description which follows, made in connection with a mechanical assembly comprising a rolling bearing formed of a rotating member, a fixed member and at least one row of bodies. rollers disposed between said members to allow relative rotation thereof. In addition, the description is made in relation to a guide bearing in rotation of a mechanical assembly which is embedded in a motor vehicle, in particular a rolling bearing for guiding a transmission shaft. However, the invention can be applied to the detection of a displacement of another type of mechanical assembly comprising a rotating member and / or in another application, for example a static application such as in a machine tool carrying a rotating body. The displacement to be detected appears in a radial plane, for example because of the mechanical stresses induced by the rotation of the rotating member. Thus, the method makes it possible to diagnose a failure of the mechanical assembly to, by providing predictive maintenance, alert of a failure of said assembly. In particular, the method allows the detection of micro-displacements in a radial plane which can be induced in particular by a failure of a bearing, a gear wheel or an incorrect assembly of the rotating member. The method provides for a prior identification analysis of a frequency signature characteristic of the appearance of the displacement on a rotational turn of the rotating member. According to one embodiment, it provides for the prior identification of several frequency signatures which each correspond to a type of displacement to be detected.
En particulier, l'analyse peut être réalisée par étude géométrique de l'ensemble mécanique, en particulier à partir des relations cinématiques entre les différents composants mécaniques dudit ensemble, de sorte à localiser au moins une fréquence identifiant chacun des déplacements dans le plan radial qui sont susceptibles de se produire. In particular, the analysis can be performed by geometric study of the mechanical assembly, in particular from the kinematic relations between the different mechanical components of said assembly, so as to locate at least one frequency identifying each of the displacements in the radial plane which are likely to occur.
Après l'identification des signatures fréquentielles caractéristiques des déplacements qui sont susceptibles de se produire dans le plan radial, le procédé prévoit des étapes itératives de détection du déplacement correspondant à l'une de ces signatures caractéristiques. En variante, le procédé peut être mis en œuvre pour détecter chacun des déplacements susceptibles de se produire dans le plan radial. Le procédé prévoit la mesure synchrone en au moins deux positions réparties angulairement autour de l'organe tournant d'un signal brut, lesdites mesures pouvant être réalisées sur l'organe tournant à surveiller ou sur un autre organe tournant qui lui est associé dans l'ensemble mécanique. Chacun des signaux bruts comprend une contribution liée aux déplacements dans le plan radial dudit organe et une contribution liée à la vitesse instantanée de rotation dudit organe. After identification of the characteristic frequency signatures of the displacements that are likely to occur in the radial plane, the method provides iterative steps of detecting the displacement corresponding to one of these characteristic signatures. Alternatively, the method may be implemented to detect each of the displacements that may occur in the radial plane. The method provides the synchronous measurement in at least two positions distributed angularly around the rotating member of a raw signal, said measurements being able to be made on the rotating member to be monitored or on another rotating member associated with it in the mechanical assembly. Each of the raw signals comprises a contribution related to displacements in the radial plane of said member and a contribution related to the instantaneous speed of rotation of said member.
En particulier, la mesure des signaux brut peut être réalisée au moyen d'un codeur annulaire autour duquel sont répartis au moins deux capteurs. Le codeur est solidaire en rotation de l'organe tournant et comprend une piste délivrant un signal représentatif de sa rotation.
De façon avantageuse, le codeur peut être de type magnétique en comprenant une piste multipolaire qui délivre un champ magnétique pseudo sinusoïdal, par exemple en présentant une succession alternée de pôles magnétiques Nord et Sud dont la géométrie est identique. En variante, une technologie optique peut être utilisée. In particular, the measurement of the raw signals can be performed by means of an annular encoder around which at least two sensors are distributed. The encoder is integral in rotation with the rotating member and comprises a track delivering a signal representative of its rotation. Advantageously, the encoder may be of magnetic type comprising a multipole track which delivers a pseudo-sinusoidal magnetic field, for example by presenting an alternating succession of magnetic north and south poles whose geometry is identical. Alternatively, an optical technology can be used.
En particulier, le codeur peut être fixé sur l'organe tournant ou sur un composant tournant lié en rotation audit organe tournant. Dans l'exemple d'un palier à roulement, le codeur peut être fixé à l'organe tournant pour détecter un déplacement dudit organe, ou pour détecter un déplacement sur l'ensemble tournant qui est guidé en rotation par ledit palier. In particular, the encoder may be fixed on the rotating member or on a rotating component rotatably connected to said rotating member. In the example of a rolling bearing, the encoder may be fixed to the rotating member to detect a displacement of said member, or to detect a displacement on the rotating assembly which is guided in rotation by said bearing.
Chaque capteur est fixe et comprend au moins un élément sensible qui est disposé en regard et à distance de lecture de la piste multipolaire dans la position angulaire correspondante. Dans un exemple de réalisation, les éléments sensibles sont des sondes à effet Hall, des magnétorésistances ou des magnétorésistances géantes. En particulier, le capteur peut comprendre une pluralité d'éléments sensibles alignés tel que décrit dans le document FR-2 792 403. Each sensor is fixed and comprises at least one sensitive element which is disposed opposite and at a distance from reading the multipolar track in the corresponding angular position. In one exemplary embodiment, the sensitive elements are Hall effect probes, magnetoresistors or giant magnetoresistors. In particular, the sensor may comprise a plurality of aligned sensitive elements as described in document FR-2 792 403.
Selon une réalisation, chacun des capteurs est agencé pour délivrer un signal brut comprenant des fronts qui sont espacés d'un pas angulaire constant. En particulier, le signal délivré par chacun des capteurs peut être interpolé de sorte que le pas angulaire séparant les fronts soit inférieur à l'écart angulaire entre les pôles magnétiques. In one embodiment, each of the sensors is arranged to deliver a raw signal comprising edges that are spaced at a constant angular pitch. In particular, the signal delivered by each of the sensors can be interpolated so that the angular pitch separating the fronts is less than the angular difference between the magnetic poles.
Outre les contributions liées à la vitesse de rotation et aux déplacements de l'organe tournant dans le plan radial, le signal brut comprend une contribution liée aux bruits de mesure. Le procédé prévoit une exploitation des signaux bruts pour obtenir un signal temporel qui est sensiblement indépendant de la vitesse instantanée de rotation de l'organe, ne comprenant essentiellement que la contribution liée aux déplacements de l'organe dans le plan radial. Ainsi, le signal temporel obtenu est un marqueur pertinent pour diagnostiquer une défaillance de
l'ensemble mécanique qui se caractérise par des déplacements dans le plan radial. In addition to the contributions related to the rotational speed and the displacements of the rotating member in the radial plane, the raw signal comprises a contribution related to the measurement noises. The method provides an exploitation of the raw signals to obtain a time signal which is substantially independent of the instantaneous speed of rotation of the member, essentially comprising only the contribution related to the displacements of the member in the radial plane. Thus, the temporal signal obtained is a relevant marker for diagnosing a failure of the mechanical assembly which is characterized by displacements in the radial plane.
Selon une réalisation, le procédé prévoit des mesures de signaux bruts qui sont équiréparties autour de l'organe. En outre, le procédé peut prévoir une combinaison linéaire des mesures de signaux bruts pour obtenir le signal temporel sensiblement indépendant de la vitesse instantanée de rotation de l'organe. En particulier, avec un nombre pair de mesures synchrones, en soustrayant la moitié des mesures à l'autre moitié, le signal devient indépendant de la vitesse, et ce quel que soit le positionnement des mesures autour de l'organe. In one embodiment, the method provides raw signal measurements which are equidistributed around the organ. In addition, the method can provide a linear combination of the raw signal measurements to obtain the time signal substantially independent of the instantaneous speed of rotation of the member. In particular, with an even number of synchronous measurements, by subtracting half of the measurements from the other half, the signal becomes independent of the speed, regardless of the positioning of the measurements around the organ.
Ainsi, en considérant deux mesures de signaux bruts en des positions qui sont séparées de 90° ou de 180° autour de l'organe, le signal temporel peut être obtenu par soustraction desdites mesures puisque la contribution de vitesse est la même pour les deux mesures. Thus, by considering two raw signal measurements at positions that are 90 ° or 180 ° apart around the organ, the time signal can be obtained by subtracting said measurements since the velocity contribution is the same for both measurements. .
A titre d'exemple, en disposant deux capteurs à 180°, la sensibilité de la soustraction des mesures peut être doublée par rapport à la valeur du déplacement dans le plan radial. De même, en disposant deux capteurs à 90°, la sensibilité peut être multipliée par V2. By way of example, by arranging two sensors at 180 °, the sensitivity of the subtraction of the measurements can be doubled with respect to the value of the displacement in the radial plane. Similarly, by having two sensors at 90 °, the sensitivity can be multiplied by V2.
Selon une réalisation, le procédé prévoit quatre mesures de signaux bruts en des positions qui sont séparées de 90° autour de l'organe, le signal temporel étant obtenu par soustraction desdites mesures et/ou d'une combinaison linéaire desdites mesures. In one embodiment, the method provides four raw signal measurements at positions that are 90 ° apart around the organ, the time signal being obtained by subtracting said measurements and / or a linear combination of said measurements.
A titre d'exemple, la sensibilité peut être multipliée par 2 2 en soustrayant une addition de deux mesures adjacentes et une soustraction des deux autres mesures adjacentes.
Selon une réalisation, le procédé prévoit trois mesures de signaux bruts en des positions qui sont séparées de 120° autour de l'organe, le signal temporel étant obtenu par soustraction desdites mesures et/ou d'une combinaison linéaire desdites mesures. For example, the sensitivity can be multiplied by 2 2 by subtracting an addition of two adjacent measurements and subtracting the other two adjacent measurements. In one embodiment, the method provides three raw signal measurements at positions that are 120 ° apart around the organ, the time signal being obtained by subtracting said measurements and / or a linear combination of said measurements.
En particulier, les mesures de signaux bruts en fonction du temps peuvent être posées sous forme matricielle en exprimant les déplacements dans le plan radial selon deux degrés de liberté, pour être ensuite inversées afin d'obtenir lesdits déplacements indépendamment de ladite vitesse. In particular, the raw signal measurements as a function of time can be put in matrix form by expressing the displacements in the radial plane in two degrees of freedom, and then be inverted in order to obtain said displacements independently of said speed.
Le procédé prévoit un échantillonnage angulaire de ce signal pour obtenir un signal échantillonné qui est représentatif des déplacements de l'organe dans le plan radial, puis de réaliser une analyse harmonique du signal échantillonné pour obtenir un spectre de déplacement. Selon une réalisation, l'analyse harmonique spatiale est réalisée par transformée de Fourier spatiale (FFT) du signal échantillonné. The method provides for angular sampling of this signal to obtain a sampled signal that is representative of the displacements of the member in the radial plane, and then perform harmonic analysis of the sampled signal to obtain a displacement spectrum. In one embodiment, the spatial harmonic analysis is performed by spatial Fourier transform (FFT) of the sampled signal.
Ensuite, le procédé prévoit une surveillance de l'énergie du spectre pour la signature fréquentielle caractéristique de sorte, en fonction de ladite énergie, à en déduire l'apparition du déplacement correspondant. En particulier, la signature peut comprendre au moins une fréquence caractéristique de l'apparition du déplacement sur un tour de rotation de l'organe. Selon une réalisation, l'énergie du spectre peut être surveillée pour chacune parmi plusieurs signatures caractéristiques de sorte à en déduire l'apparition des déplacements correspondant à chacune de ces signatures. Then, the method provides a spectrum energy monitoring for frequency signature characteristic so, depending on said energy, to deduce the occurrence of the corresponding displacement. In particular, the signature may comprise at least one characteristic frequency of the appearance of displacement on a rotation of the organ. According to one embodiment, the spectrum energy can be monitored for each of several characteristic signatures so as to deduce the occurrence of displacements corresponding to each of these signatures.
La surveillance peut être réalisée dans une fenêtre comprenant au moins une fréquence caractéristique et/ou au moins une harmonique de cette fréquence. En particulier, lorsque plusieurs types de déplacement doivent être détectés chacun au moyen d'une signature caractéristique, les fréquences surveillées doivent être différentes pour pouvoir discriminer chacun des déplacements.
L'apparition du déplacement peut être détectée pour une valeur de l'amplitude d'au moins une fréquence caractéristique du spectre qui est supérieure à un seuil. En outre, on peut prévoir une quantification du déplacement en fonction de l'amplitude et/ou de la forme du spectre pour la signature caractéristique. The monitoring can be performed in a window comprising at least one characteristic frequency and / or at least one harmonic of this frequency. In particular, when several types of displacement must each be detected by means of a characteristic signature, the frequencies monitored must be different in order to discriminate each of the displacements. The onset of motion can be detected for a magnitude value of at least one characteristic frequency of the spectrum that is greater than a threshold. In addition, it is possible to predict the displacement as a function of the amplitude and / or the shape of the spectrum for the characteristic signature.
Selon une réalisation, le procédé prévoit en outre une détermination préalable de la signature propre au codeur, ladite signature étant soustraite des signaux bruts pour réaliser la surveillance de l'énergie sur le spectre obtenu. La mise en œuvre du procédé décrit ci-dessus trouve particulièrement son application au diagnostic embarqué d'une défaillance de l'ensemble mécanique qui correspond au déplacement détecté. En particulier, le procédé peut détecter tout déplacement anormal afin d'en déduire une défaillance de fonctionnement de l'ensemble mécanique. According to one embodiment, the method also provides for a preliminary determination of the signature specific to the encoder, said signature being subtracted from the raw signals to perform the monitoring of the energy on the spectrum obtained. The implementation of the method described above is particularly applicable to the on-board diagnosis of a failure of the mechanical assembly that corresponds to the detected displacement. In particular, the method can detect any abnormal displacement in order to deduce a malfunction of the mechanical assembly.
Selon une réalisation avantageuse, un défaut structurel de l'ensemble mécanique est également diagnostiqué par une analyse préalable d'identification d'une fréquence caractéristique de l'apparition du défaut sur un tour de rotation de l'organe, et les étapes itératives de : According to an advantageous embodiment, a structural defect of the mechanical assembly is also diagnosed by a prior identification analysis of a characteristic frequency of the appearance of the defect on a rotation of the organ, and the iterative steps of:
- échantillonnage angulaire d'au moins une mesure comprenant une contribution liée à la vitesse instantanée de rotation de l'organe tournant pour obtenir un signal échantillonné qui est représentatif de ladite vitesse instantanée ; angular sampling of at least one measurement comprising a contribution related to the instantaneous speed of rotation of the rotating member to obtain a sampled signal which is representative of said instantaneous speed;
- analyse harmonique spatiale du signal échantillonné pour obtenir un spectre de la vitesse instantanée de rotation de l'organe ; spatial harmonic analysis of the sampled signal to obtain a spectrum of the instantaneous speed of rotation of the organ;
- surveillance de l'amplitude du spectre pour la fréquence caractéristique de sorte, en fonction de ladite amplitude, à en déduire l'apparition du défaut correspondant. En particulier, le défaut structurel peut être diagnostiqué également en fonction du déplacement détecté.
monitoring the amplitude of the spectrum for the characteristic frequency so that, as a function of said amplitude, it is possible to deduce the appearance of the corresponding defect. In particular, the structural defect can be diagnosed also according to the displacement detected.
Claims
1 . Procédé de détection d'un déplacement dans un plan radial d'un ensemble mécanique comprenant un organe tournant, ledit procédé prévoyant une analyse préalable d'identification d'une signature fréquentielle caractéristique de l'apparition dudit déplacement sur un tour de rotation dudit organe, et les étapes itératives de : 1. A method for detecting a displacement in a radial plane of a mechanical assembly comprising a rotating member, said method providing a prior identification analysis of a frequency signature characteristic of the occurrence of said displacement on a rotational turn of said member, and the iterative steps of:
- mesure synchrone en au moins deux positions réparties angulairement autour de l'organe tournant d'un signal brut comprenant une contribution liée aux déplacements dans le plan radial dudit organe et une contribution liée à la vitesse instantanée de rotation dudit organe ; synchronous measurement in at least two positions angularly distributed around the rotating member of a raw signal comprising a contribution related to displacements in the radial plane of said member and a contribution related to the instantaneous speed of rotation of said member;
- exploitation desdits signaux bruts pour obtenir un signal temporel qui est sensiblement indépendant de la vitesse instantanée de rotation de l'organe ; - operating said raw signals to obtain a time signal which is substantially independent of the instantaneous speed of rotation of the member;
- échantillonnage angulaire dudit signal temporel pour obtenir un signal échantillonné qui est représentatif des déplacements de l'organe dans le plan radial; angular sampling of said time signal to obtain a sampled signal which is representative of the displacements of the member in the radial plane;
- analyse harmonique spatiale du signal échantillonné pour obtenir un spectre de déplacement de l'organe dans le plan radial ; spatial harmonic analysis of the sampled signal to obtain a spectrum of displacement of the member in the radial plane;
- surveillance de l'énergie du spectre pour la signature caractéristique de sorte, en fonction de ladite énergie, à en déduire l'apparition du déplacement correspondant. monitoring the spectrum energy for the characteristic signature so that, as a function of said energy, it is possible to deduce the occurrence of the corresponding displacement.
2. Procédé de détection selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la signature comprend au moins une fréquence caractéristique de l'apparition du déplacement sur un tour de rotation de l'organe. 2. Detection method according to claim 1, characterized in that the signature comprises at least one characteristic frequency of the appearance of displacement on a rotation of the body.
3. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il prévoit l'identification préalable de plusieurs signatures fréquentielles qui correspondent chacune à un type de déplacement à détecter, l'énergie du spectre étant surveillée pour chacune desdites signatures.
3. Detection method according to one of claims 1 or 2, characterized in that it provides for the prior identification of several frequency signatures which each correspond to a type of displacement to be detected, the spectrum energy being monitored for each said signatures.
4. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il prévoit des mesures de signaux bruts qui sont équiréparties autour de l'organe. 4. Detection method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it provides raw signal measurements which are equidistributed around the body.
5. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il prévoit une combinaison linéaire des mesures de signaux bruts pour obtenir le signal temporel sensiblement indépendant de la vitesse instantanée de rotation de l'organe. 5. Detection method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it provides a linear combination of raw signal measurements to obtain the time signal substantially independent of the instantaneous speed of rotation of the organ.
6. Procédé de détection selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il prévoit deux mesures de signaux bruts en des positions qui sont séparées de 90° ou de 180° autour de l'organe, le signal temporel étant obtenu par soustraction desdites mesures. 6. Detection method according to claims 4 and 5, characterized in that it provides two raw signal measurements in positions which are separated by 90 ° or 180 ° around the organ, the time signal being obtained by subtraction said measures.
7. Procédé de détection selon les revendications 4 et 5, qu'il prévoit quatre mesures de signaux bruts en des positions qui sont séparées de 90° autour de l'organe, le signal temporel étant obtenu par soustraction desdites mesures et/ou d'une combinaison linéaire desdites mesures. 7. The detection method according to claims 4 and 5, that it provides four raw signal measurements in positions which are separated by 90 ° around the organ, the time signal being obtained by subtracting said measurements and / or a linear combination of said measurements.
8. Procédé de détection selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il prévoit trois mesures de signaux bruts en des positions qui sont séparées de 120° autour de l'organe, le signal temporel étant obtenu par soustraction desdites mesures et/ou d'une combinaison linéaire desdites mesures. 8. Detection method according to claims 4 and 5, characterized in that it provides three raw signal measurements in positions which are separated by 120 ° around the organ, the time signal being obtained by subtracting said measurements and / or a linear combination of said measurements.
9. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'analyse harmonique spatiale est réalisée par transformée de Fourier spatiale du signal échantillonné. 9. Detection method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the spatial harmonic analysis is performed by spatial Fourier transform of the sampled signal.
10. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que chacune des mesures de signaux bruts est réalisée au moyen : 10. Detection method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that each of the raw signal measurements is carried out by means of:
- d'un codeur solidaire en rotation de l'organe tournant, ledit codeur comprenant une piste délivrant un signal représentatif de sa rotation ;
- de respectivement un capteur fixe comprenant au moins un élément sensible qui est disposé en regard et à distance de lecture de la piste dans la position angulaire correspondante, ledit capteur étant agencé pour délivrer un signal brut comprenant des fronts espacés d'un pas angulaire constant. an encoder integral in rotation with the rotating member, said encoder comprising a track delivering a signal representative of its rotation; - respectively a fixed sensor comprising at least one sensitive element which is arranged opposite and at a distance of reading the track in the corresponding angular position, said sensor being arranged to deliver a raw signal comprising edges spaced at a constant angular pitch .
1 1 . Procédé de détection selon la revendication 10, caractérisé en ce que la piste multipolaire délivre un champ magnétique pseudo sinusoïdal. 1 1. Detection method according to claim 10, characterized in that the multipolar track delivers a pseudo-sinusoidal magnetic field.
12. Application d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 au diagnostic embarqué d'une défaillance de l'ensemble mécanique qui correspond au déplacement détecté. 12. Application of a method according to any one of claims 1 to 1 1 to the on-board diagnosis of a failure of the mechanical assembly that corresponds to the detected displacement.
13. Application selon la revendication 12, dans laquelle un défaut structurel de l'ensemble mécanique est également diagnostiqué par une analyse préalable d'identification d'une fréquence caractéristique de l'apparition du défaut sur un tour de rotation de l'organe, et les étapes itératives de : 13. Application according to claim 12, wherein a structural defect of the mechanical assembly is also diagnosed by a prior identification analysis of a frequency characteristic of the appearance of the defect on a rotation of the organ, and the iterative steps of:
- échantillonnage angulaire d'au moins une mesure comprenant une contribution liée à la vitesse instantanée de rotation de l'organe tournant pour obtenir un signal échantillonné qui est représentatif de ladite vitesse instantanée ; angular sampling of at least one measurement comprising a contribution related to the instantaneous speed of rotation of the rotating member to obtain a sampled signal which is representative of said instantaneous speed;
- analyse harmonique spatiale du signal échantillonné pour obtenir un spectre de la vitesse instantanée de rotation de l'organe ; spatial harmonic analysis of the sampled signal to obtain a spectrum of the instantaneous speed of rotation of the organ;
- surveillance de l'amplitude du spectre pour la fréquence caractéristique de sorte, en fonction de ladite amplitude, à en déduire l'apparition du défaut correspondant. monitoring the amplitude of the spectrum for the characteristic frequency so that, as a function of said amplitude, it is possible to deduce the appearance of the corresponding defect.
14. Application selon la revendication 13, caractérisé en ce que le défaut structurel est diagnostiqué également en fonction du déplacement détecté.
14. Application according to claim 13, characterized in that the structural defect is diagnosed also according to the detected displacement.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1651146 | 2016-02-12 | ||
| FR1651146A FR3047802B1 (en) | 2016-02-12 | 2016-02-12 | METHOD FOR DETECTING A TANGENTIAL DISPLACEMENT OF A MECHANICAL ASSEMBLY COMPRISING A ROTATING ORGAN |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2017137681A1 true WO2017137681A1 (en) | 2017-08-17 |
Family
ID=56008699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/FR2017/050249 WO2017137681A1 (en) | 2016-02-12 | 2017-02-03 | Method for detecting a movement in a radial plane of a mechanical assembly comprising a rotary member |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3047802B1 (en) |
| WO (1) | WO2017137681A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997032186A1 (en) * | 1996-02-29 | 1997-09-04 | Monitoring Technology Corporation | Multiple sensor apparatus and method for monitoring turbomachines |
| JP2004003918A (en) * | 2002-03-28 | 2004-01-08 | Nsk Ltd | Rolling bearing unit for supporting wheel with load-measuring device |
| EP1749193A1 (en) * | 2004-05-26 | 2007-02-07 | NSK Ltd., | Rolling bearing unit with load measuring unit |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5501105A (en) * | 1991-10-02 | 1996-03-26 | Monitoring Technology Corp. | Digital signal processing of encoder signals to detect resonances in rotating machines |
| JP4899722B2 (en) * | 2006-08-25 | 2012-03-21 | 日本精工株式会社 | Rolling bearing unit with state quantity measuring device |
-
2016
- 2016-02-12 FR FR1651146A patent/FR3047802B1/en active Active
-
2017
- 2017-02-03 WO PCT/FR2017/050249 patent/WO2017137681A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997032186A1 (en) * | 1996-02-29 | 1997-09-04 | Monitoring Technology Corporation | Multiple sensor apparatus and method for monitoring turbomachines |
| JP2004003918A (en) * | 2002-03-28 | 2004-01-08 | Nsk Ltd | Rolling bearing unit for supporting wheel with load-measuring device |
| EP1749193A1 (en) * | 2004-05-26 | 2007-02-07 | NSK Ltd., | Rolling bearing unit with load measuring unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3047802B1 (en) | 2018-03-23 |
| FR3047802A1 (en) | 2017-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2422178B1 (en) | Method for detecting a structural defect in a mechanical assembly including a rotary member | |
| EP1743151B1 (en) | Deformation-sensing bearing comprising four stress gauges | |
| CA3028050C (en) | Monitoring and detection process for the formation of a degradation in at least one mobile part in a rotating mechanism and associated system | |
| KR102503857B1 (en) | Defect diagnosis device and wheel bearing for vehicle provided therewith | |
| FR2998019A1 (en) | BEARING, HOUSING COMPRISING A BEARING ASSEMBLY (S), METHOD AND COMPUTER PROGRAM | |
| EP0840884B1 (en) | Dynamometric detector device and method for bearings | |
| FR2893106A1 (en) | DEFORMATION SENSOR BEARING INCLUDING AT LEAST THREE STRAIN GAUGES | |
| EP1789267B1 (en) | Method for determining a running condition by spatial harmonic analysis of speed | |
| CN105651515A (en) | Fault detection method and device for aircraft engine intermediate bearing | |
| WO2017137681A1 (en) | Method for detecting a movement in a radial plane of a mechanical assembly comprising a rotary member | |
| EP1407854A2 (en) | Method for machining a surface and simultaneously measuring parameters of the surface being machined | |
| FR3047803A1 (en) | METHOD FOR DETECTING A VIBRATORY STATE OF A MECHANICAL ASSEMBLY COMPRISING A ROTATING ORGAN | |
| EP1403621B1 (en) | Absolute angle sensor | |
| FR2894665A1 (en) | Rotary component`s e.g. crankshaft, angular position determining method for internal combustion engine, involves distributing angular marks with same width on periphery of target, where set of distributed marks is identical | |
| FR2658611A1 (en) | SPEED SENSOR FOR TRANSMISSION OUTPUT. | |
| FR3017460A1 (en) | VEHICLE WHEEL BEARING DIAGNOSTIC STATION | |
| FR3051043A1 (en) | METHOD FOR DETECTING A ROTATION STATE OF A MECHANICAL ASSEMBLY COMPRISING A ROTATING MEMBER | |
| Sinitsin | Roller bearing fault detection by applying wireless sensor of instantaneous accelerations of mechanisms moving elements | |
| FR3081991A1 (en) | METHOD FOR DIAGNOSING A FAILURE OF A MECHANICAL ASSEMBLY INCLUDING A ROTATING MEMBER | |
| WO2023217918A1 (en) | Tachometer for an aircraft wheel | |
| GB2582597A (en) | Method of decomposing a load of interest associated with bearing-supported equipment | |
| EP2682323B1 (en) | Prediction of the structural condition of a rotary drive member of a drive train. | |
| FR3043785A1 (en) | SYSTEM FOR DETERMINING THE ROTATIONAL SPEED OF A CRANKSHAFT | |
| Kachin et al. | NONCONTACT INSPECTION OF ROTATING MACHINE ELEMENTS. | |
| CN113984384A (en) | Armored vehicle gear box fault diagnosis method based on tandem type fiber bragg grating vibration sensitive element |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17707628 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17707628 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |