WO2020208226A1 - Dispositif de surveillance de degradation de paliers roulants - Google Patents

Dispositif de surveillance de degradation de paliers roulants Download PDF

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Jean-Michel Bernard Paul Chastagnier
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Safran Electrical and Power SAS
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    • F16C2233/00—Monitoring condition, e.g. temperature, load, vibration

Definitions

  • the present invention relates to the field of monitoring the degradation of rolling bearings in a rotating machine.
  • the guiding in rotation between the rotor and the stator has several functions: to maintain a constant air gap between the rotor and the stator to reduce the forces generated by the unbalanced magnetic attraction in the case of an electric machine , avoid any unwanted contact between the rotor and the stator, maintain the axial position of the rotor with respect to the stator, allow rotation with low mechanical losses of the rotor and, take up internal (magnetic or mechanical) and external loads. the machine.
  • plain type bearings are known, which are very simple mechanical parts, but with which the guidance is done through a sacrificial part. In other words, plain bearings deform and wear out very quickly.
  • they generally have a low coefficient of thermal conduction. In other words, they generally do not allow good heat dissipation.
  • Hydrostatic type bearings are also known, with which the guidance is performed by maintaining a pressure of a fluid in an air gap, which requires a hydraulic circuit which can be complex depending on the configuration of the rotating machine.
  • rolling element bearings more commonly called bearings. It is a simple and inexpensive mechanical solution for guiding in rotation and absorbing axial and / or radial loads.
  • the rolling elements can be balls, rollers or needles.
  • the materials can be steel, plastics or ceramics. Nevertheless, rolling element bearings are sensitive to problems of lack of lubrication, pollution and temperature.
  • the degradation of a bearing can cause loss of performance of the rotating machine, an increase in temperature rise due to the increase in the resistive torque of the bearings and / or to contact between the rotor and the stator of the rotating machine. In the long term, the degradation of the bearings can even cause the destruction of part of the rotating machine.
  • various monitoring techniques exist for detecting anomalies in the bearings, either by temperature monitoring, or by monitoring the signature of the vibrations, or by monitoring the quality of the movement of the rolling elements. The problem with these monitors is that the phenomena leading to a rapid change of the monitored parameters can, on high energy machines (rotor of significant mass and rotating at high speed), be of short duration and lead to unavailability of the equipment. in an insufficiently long period of time to allow curative maintenance.
  • the invention proposes a device for monitoring the degradation of rolling bearings in a rotating machine comprising at least two rolling bearings each having two concentric rings in rotation with respect to one another, at least one ring of each bearing being connected in rotation to a ring of another bearing.
  • the device comprises a member for measuring the rotational speed of the rotatably bound rings, and data processing means suitable for detecting a variation in said rotational speed of the rotatably bound rings representative of a degradation of a bearing.
  • the monitoring of the variation in the speed of rotation of the rotatably linked rings makes it possible to early detect a degradation of a bearing. Indeed, in the event of degradation, the resistive torque of the rolling bearing will immediately increase, which will immediately influence the speed of rotation. Thus, from the first signs of degradation, the resistive torque will increase, which will reduce the speed, well before the appearance of any heating or vibrations.
  • Said at least two bearings can be arranged in axial series with respect to an axis of rotation.
  • Each bearing may have an inner ring and an outer ring, the rotatably linked rings being the outer rings.
  • a single outer ring may be common to several bearings.
  • Said at least two bearings can be arranged in radial series with respect to an axis of rotation.
  • Each bearing may have an outer ring and an inner ring, an outer ring of one bearing being rotatably linked to an inner ring of another bearing.
  • a single ring can be both the outer ring of one bearing and the inner ring of another bearing.
  • the measuring device may be chosen from a hall effect sensor, a tone wheel type sensor, a direct current generator or a resolver.
  • the bearings can be selected from single or multiple row ball bearings, needle roller bearings, combined needle and ball bearings, single row or multiple row cylindrical roller bearings, taper roller bearings, or spherical plain bearings. radial.
  • the invention relates to a method for monitoring the degradation of rolling bearings in a rotating machine comprising at least two rolling bearings each having two rings concentric to rotate with respect to each other, at least one ring each bearing being connected in rotation to a ring of another bearing, the method being characterized in that it comprises, when said rotating machine is rotating, the following steps:
  • Figure 1 is a schematic representation of a portion of a rotating machine comprising a monitoring device according to a first embodiment of the invention.
  • Figure 2 is a schematic representation of a portion of a rotating machine comprising a monitoring device according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 3 is a schematic representation of a portion of a rotating machine comprising two monitoring devices according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a schematic representation of a portion of a rotating machine comprising a monitoring device according to a third embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a schematic representation of the operation of a monitoring device according to a second embodiment of the invention.
  • the invention relates to a device 1 for monitoring the degradation of rolling bearings in a rotating machine 10.
  • Rotating machine
  • the rotary machine 10 comprises a shaft 11 rotating about an axis A in a bore 12.
  • the rotary machine 10 could have a bore 12 rotating around a fixed shaft 11.
  • the rotating machine comprises at least two rolling bearings 15a, 15b each having two rings 16-18 concentric in rotation with respect to one another around the axis A.
  • the rolling bearings 15a, 15b are single row ball bearings 19.
  • the rolling bearings 15a, 15b could be multi-row ball bearings, needle bearings, combined needle and ball bearings. , bearings with one or more rows of cylindrical rollers, tapered roller bearings, or radial sphericals.
  • the bearings 15a, 15b are in axial series, relative to the axis of revolution A. Which means that the bearings 15a, 15b are distributed longitudinally on the 'tree 11.
  • the bearings 15a, 15b are arranged in radial series with respect to the axis of revolution A.
  • the bearings 15a, 15b where appropriate of a number greater than two, could be arranged in more complex series, including both axial and radial.
  • bearings 15a, 15b could be disposed longitudinally on the shaft 11 and radially.
  • the present invention will not be limited to any bearing configurations.
  • each bearing 15a, 15b has two rings 16-18: an inner ring 16, 18 and an outer ring 17-18.
  • At least one ring 17, 18 of each bearing 15a is rotatably linked to a ring 17, 18 of another bearing 15b.
  • linked in rotation it is meant that the two rings are fixed to one another, so that the rotation of one causes the rotation of the other, around the same axis of rotation A. More precisely, the two rings linked in rotation have the same speed of rotation, denoted coi.
  • the rotational connection of the two rings 16, 17, 18 is produced by an intermediate part 20.
  • the intermediate part 20 connects the two rings 16, 17, 18 and ensures the connection in rotation around the axis A.
  • the intermediate piece 20 connects two outer rings 17 of two different bearings 15a, 15b.
  • the same part is a ring 18 for two bearings 15a, 15b.
  • two separate bearings 15a, 15b share the same ring 18.
  • the bearings 15 being in axial series, the ring 18 corresponds to the outer ring of the two bearings 15 that it connects.
  • the bearings 15a, 15b being in radial series, the ring 18 is the outer ring of a bearing 15a and the inner ring of the other bearing 15b.
  • the bearings 15a, 15b are arranged as follows, starting from the shaft 11 towards the bore 12: an internal ring 16 of a first bearing 15a, balls 19 of the first bearing 15a, the ring 18 shared by the two bearings 15a, 15b, balls 19 of the second bearing 15b and the outer ring 17 of the second bearing 15b.
  • the outer ring of the bearing 15a may be connected in rotation to the inner ring of the bearing 15b (so as to form a single kinematic entity).
  • the bearings 15a, 15b could be in axial and radial series, so that the arrangement of the rings 16-18 would be the combination of the third embodiment with the first and / or the second.
  • the monitoring device 1 implemented in the rotating machine 10 comprises a device 30 for measuring the speed of rotation of the rings linked in rotation, and data processing means suitable for detecting a variation in said speed of rotation of the rings. rings linked in rotation representative of a degradation of a bearing.
  • the measuring device 30 can be chosen from a hall effect sensor, a tone wheel type sensor, a direct current generator or a resolver.
  • the data processing means can be an on-board microcontroller in a dedicated system, or in the rotating machine 10 or in a computer connected to the rotating machine 10.
  • the measuring member 30 records the speed of rotation wi of the rings 17, 18, and transmits these data to the data processing means.
  • the data processing means are configured to analyze this speed of rotation over time and in detect variations. Furthermore, the data processing means are configured to determine whether a detected variation is normal (for example: variation in the speed of the rotating machine 10, variation in the outside temperature or in the hygrometry), or abnormal. As such, the data processing means may also have suitable parameters such as engine speed, external physical quantities, etc.
  • the processing means issue an alert. This alert can be, for example, a visual or audible alarm, or a notification on a computer or mobile terminal. It is also conceivable that the processing means can stop the rotating machine 10.
  • the shaft rotates at a rotational speed w .
  • the rotatably linked rings 17, 18 rotate at a speed wi approximately equal to half the speed of rotation of the shaft, ie w / 2.
  • the measurement of the rotational speed of the rings 17, 18 linked in rotation makes it possible to detect particularly early the failure of a bearing 15a, 15b.
  • the processing means could deduce therefrom which bearing 15a or 15b is damaged. This determination could be carried out by knowing the speed of rotation of the rotating machine 10, and the specific parameters of each bearing 15a, 15b (coefficient of friction, viscosity index of the lubricant used, stiffness of the balls, etc.) Method of monitoring and operation of the device
  • the invention relates to a method for monitoring the degradation of rolling bearings 15a, 15b in a rotating machine 10 comprising at least two rolling bearings 15a, 15b each having two concentric rings 16-18 in rotation one by one. compared to each other. At least one ring 17, 18 of each bearing 15a is rotatably linked to a ring 16, 17, 18 of another bearing 15b.
  • the method comprises, when said rotary machine 10 is rotating, the following steps:
  • the shaft rotates at a rotational speed w .
  • the rotatably linked rings 17 rotate at a speed wi approximately equal to half the speed of rotation of the shaft, ie w / 2.
  • the measurement of the rotational speed of the rings 17, 18 linked in rotation makes it possible to detect particularly early the failure of a bearing 15a, 15b.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif (1) de surveillance de dégradation de paliers (15a, 15b) roulants dans une machine tournante (10) comprenant au moins deux paliers (15a, 15b) roulants présentant chacun deux bagues (16-18) concentriques en rotation l'une par rapport à l'autre, au moins une bague (17, 18) de chaque palier (15a) étant liée en rotation à une bague (17, 18) d'un autre palier (15b). Le dispositif (1) comprend un organe de mesure (30) de la vitesse de rotation (ω1) des bagues (17, 18) liées en rotation, et des moyens de traitement de données adaptés pour détecter une variation de ladite vitesse de rotation (ω1) des bagues (17, 18) liées en rotation représentative d'une dégradation d'un palier (15).

Description

DISPOSITIF DE SURVEILLANCE DE DEGRADATION DE PALIERS ROULANTS
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne le domaine de la surveillance de la dégradation de paliers roulants dans une machine tournante.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Dans le domaine des machines tournantes, le guidage en rotation entre le rotor et le stator a plusieurs fonctions : maintenir un entrefer constant entre le rotor et le stator pour diminuer les efforts engendrés par l’attraction magnétique déséquilibrée dans le cas d’une machine électrique, éviter tout contact non voulu entre le rotor et le stator, maintenir la position axiale du rotor par rapport au stator, permettre une rotation à faible pertes mécaniques du rotor et, reprendre les charges internes (d’origine magnétique ou mécanique) et externes à la machine. Traditionnellement, plusieurs technologies sont connues pour assurer le guidage en rotation. On connaît notamment, les paliers de type « lisses » qui sont des pièces mécaniques très simples, mais avec lesquels le guidage se fait par l’intermédiaire d’une pièce sacrificielle. En d’autres termes, les paliers lisses se déforment et s’usent très vite. De plus, ils présentent généralement un faible coefficient de conduction thermique. En d’autres termes, généralement ils ne permettent pas une bonne évacuation de la chaleur.
On connaît aussi les paliers de type hydrostatiques, avec lesquels le guidage se fait par maintien d’une pression d’un fluide dans un entrefer, ce qui nécessite un circuit hydraulique pouvant être complexe en fonction de la configuration de la machine tournante.
De même, il existe des paliers de type hydrodynamiques, avec lesquels le guidage est créé par une pression d’un fluide engendrée par la rotation. De même, la mise en œuvre de ces paliers peut s’avérer complexe.
Enfin, on connaît les paliers à éléments roulants plus couramment appelés roulements. Il s’agit d’une solution mécanique simple et peu coûteuse, permettant de guider en rotation et d’absorber des charges axiales et/ou radiales. Traditionnellement les éléments roulants peuvent être des billes, des rouleaux ou des aiguilles. Les matériaux peuvent être de l’acier, des matières plastiques ou des céramiques. Néanmoins, les paliers à éléments roulants sont sensibles aux problèmes de manque de lubrification, à la pollution et à la température.
Or la dégradation d’un palier peu engendrer des pertes de performances de la machine tournante, une augmentation des échauffements due à l’augmentation du couple résistant des paliers et/ou à un contact entre le rotor et le stator de la machine tournante. A terme, la dégradation des paliers peu même provoquer la destruction d’élément de la machine tournante. Pour éviter ces problèmes, différentes techniques de surveillance existent pour détecter des anomalies dans les paliers, soit par surveillance de température, soit par une surveillance de la signature des vibrations, soit par une surveillance de la qualité du mouvement des éléments roulants. Le problème de ces surveillances est que les phénomènes menant à un changement rapide des paramètres surveillés peuvent, sur des machines à haute énergie (rotor de masse significative et tournant à vitesse élevée), être de courte durée et mener à une indisponibilité de l’équipement dans un laps de temps insuffisamment long pour permettre une maintenance curative.
Dans ce contexte, il est nécessaire de fournir un dispositif de surveillance de la dégradation de paliers roulants, qui permette de détecter simplement et suffisamment rapidement une dégradation pour pouvoir engager une action de maintenance.
EXPOSE DE L'INVENTION
Selon un premier aspect, l’invention propose un dispositif de surveillance de dégradation de paliers roulants dans une machine tournante comprenant au moins deux paliers roulants présentant chacun deux bagues concentriques en rotation l’une par rapport à l’autre, au moins une bague de chaque palier étant liée en rotation à une bague d’un autre palier. Le dispositif comprend un organe de mesure de la vitesse de rotation des bagues liées en rotation, et des moyens de traitement de données adaptés pour détecter une variation de ladite vitesse de rotation des bagues liées en rotation représentative d’une dégradation d’un palier.
D’une manière particulièrement avantageuse, la surveillance de la variation de la vitesse de rotation des bagues liées en rotation permet de détecter précocement une dégradation d’un palier. En effet, en cas de dégradation, le couple résistant du palier roulant va immédiatement augmenter, ce qui va immédiatement influer sur la vitesse de rotation. Ainsi, dès les prémices de la dégradation, le couple résistant va augmenter, ce qui va faire diminuer la vitesse, bien avant l’apparition d’éventuels échauffements ou vibrations.
Lesdits au moins deux paliers peuvent être disposés en série axiale par rapport à un axe de rotation.
Chaque palier peut présenter une bague interne et une bague externe, les bagues liées en rotation étant les bagues externes.
Une seule bague externe peut être commune à plusieurs paliers.
Lesdits au moins deux paliers peuvent être disposés en série radiale par rapport à un axe de rotation.
Chaque palier peut présenter une bague externe et une bague interne, une bague externe d’un palier étant liée en rotation à une bague interne d’un autre palier.
Une seule bague peut être à la fois la bague externe d’un palier et la bague interne d’un autre palier. L’organe de mesure peut être est choisi parmi un capteur à effet hall, un capteur de type roue phonique, une génératrice à courant continu ou un résolveur.
Les paliers peuvent être choisis parmi des roulements à une ou plusieurs rangées de billes, des roulements à aiguilles, des roulements combinés à aiguilles et à billes, des roulements à une ou plusieurs rangées de rouleaux cylindriques, des roulements à rouleaux coniques, ou des rotules radiales.
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un procédé de surveillance de la dégradation de paliers roulants dans une machine tournante comprenant au moins deux paliers roulants présentant chacun deux bagues concentriques en rotation l’une par rapport à l’autre, au moins une bague de chaque palier étant liée en rotation à une bague d’un autre palier, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend, lorsque ladite machine tournante est en rotation, les étapes suivantes :
- mesure de la vitesse de rotation des bagues liées en rotation par un organe de mesure ;
- détection d’une variation de la vitesse de rotation des bagues liées en rotation représentative d’une dégradation d’un palier ;
- signalement d’une dégradation d’un palier.
DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 est une représentation schématique d’une portion d’une machine tournante comprenant un dispositif de surveillance selon un premier mode de réalisation de l’invention. La figure 2 est une représentation schématique d’une portion d’une machine tournante comprenant un dispositif de surveillance selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. La figure 3 est une représentation schématique d’une portion d’une machine tournante comprenant deux dispositifs de surveillance selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
La figure 4 est une représentation schématique d’une portion d’une machine tournante comprenant un dispositif de surveillance selon un troisième mode de réalisation de l’invention. La figure 5 est une représentation schématique du fonctionnement d’un dispositif de surveillance selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Selon un premier aspect, l’invention concerne un dispositif de surveillance 1 de dégradation de paliers roulants dans une machine tournante 10. Machine tournante
En référence aux figures 1 à 4, selon les exemples ici présentés, la machine tournante 10 comprend un arbre 1 1 en rotation autour d’un axe A dans un alésage 12. Selon d’autres modes de réalisation, la machine tournante 10 pourrait présenter un alésage 12 tournant autour d’un arbre 11 fixe. De plus, la machine tournante comprend au moins deux paliers roulants 15a, 15b présentant chacun deux bagues 16-18 concentriques en rotation l’une par rapport à l’autre autour de l’axe A. Selon les exemples ici présentés, les paliers roulants 15a, 15b sont des roulements à une rangée de billes 19. Néanmoins, selon d’autres exemples, les paliers roulants 15a, 15b pourraient être des roulements à plusieurs rangées de billes, des roulements à aiguilles, des roulements combinés à aiguilles et à billes, des roulements à une ou plusieurs rangées de rouleaux cylindriques, des roulements à rouleaux coniques, ou des rotules radiales.
Agencements des paliers
Selon le premier et le deuxième mode de réalisation (figures 1 à 3), les paliers 15a, 15b sont en série axiale, par rapport à l’axe de révolution A. Ce qui signifie que les paliers 15a, 15b sont réparties longitudinalement sur l’arbre 11.
Selon le troisième mode de réalisation présenté en figure 4, les paliers 15a, 15b sont disposé en série radiale par rapport à l’axe de révolution A.
Selon d’autres modes de réalisations, les paliers 15a, 15b le cas échéant d’un nombre supérieur à deux, pourraient être disposés en séries plus complexes, y compris à la fois axiales et radiales. En d’autres termes, des paliers 15a, 15b pourraient être disposés longitudinalement sur l’arbre 11 et radialement. La présente invention ne sera limitée à aucune configurations de paliers.
Agencement des bagues
D’une manière traditionnelle, chaque palier 15a, 15b présente deux bagues 16-18 : une bague interne 16, 18 et une bague externe 17-18.
D’une manière préférentielle, tel que représenté sur les figures 1 à 3, au moins une bague 17, 18 de chaque palier 15a est liée en rotation à une bague 17, 18 d’un autre palier 15b.
Il est précisé que par lié en rotation, on entend que les deux bagues sont fixées l’une à l’autre, de sorte que la rotation de l’une provoque la rotation de l’autre, autour du même axe de rotation A. Plus précisément, les deux bagues liées en rotation ont la même vitesse de rotation, notée coi .
D’une manière particulièrement préférentielle, telle que représentée sur la figure 1 , la liaison en rotation des deux bagues 16, 17, 18 est réalisées par une pièce intermédiaire 20. La pièce intermédiaire 20 relie les deux bagues 16, 17, 18 et assure la liaison en rotation autour de l’axe A. Ainsi, la pièce intermédiaire 20 relie deux bagues externes 17 de deux paliers 15a, 15b différents.
D’une manière encore plus préférentielle, correspondant aux deuxièmes et troisièmes modes de réalisation, représentés sur les figures 2 à 4, une même pièce est une bague 18 pour deux paliers 15a, 15b. En d’autres termes, deux paliers 15a, 15b distincts partagent une même bague 18.
Selon le deuxième mode de réalisation, les paliers 15 étant en série axiale, la bague 18 correspond à la bague externe des deux paliers 15 qu’elle relie.
Selon le troisième mode de réalisation, les paliers 15a, 15b étant en série radiale, la bague 18 est la bague externe d’un palier 15a et la bague interne de l’autre palier 15b. En d’autres termes, selon ce mode de réalisation, les paliers 15a, 15b sont agencés comme suit, en partant de l’arbre 11 vers l’alésage 12 : une bague 16 interne d’un premier palier 15a, des billes 19 du premier palier 15a, la bague 18 partagée par les deux paliers 15a, 15b, des billes 19 du deuxième palier 15b et la bague externe 17 du deuxième palier 15b. D’une manière plus générale, non représentée, la bague externe du palier 15a peut être liée en rotation à la bague interne du palier 15b (de sorte à forme une seule entité cinématique).
Selon un mode de réalisation non représenté, les paliers 15a, 15b, pourraient être en séries axiales et radiales, de sorte que l’agencement des bagues 16-18 seraient la combinaison du troisième mode de réalisation avec le premier et/ou le deuxième.
Il est à noter que les techniques usuelles de montage des paliers 15a, 15b peuvent être utilisées (condition de serrage et de blocage). De même, comme représenté sur la figure 3, par les ressorts 25, il est possible d’appliquer une précontrainte sur les bagues 16-18 des paliers. En l’espèce, dans le cas de l’exemple présenté en figure 3, la précontrainte est appliquée sur la bague interne 16 de l’un des paliers 15.
Dispositif de surveillance
Le dispositif 1 de surveillance mis en œuvre dans la machine tournante 10 comprend un comprend un organe de mesure 30 de la vitesse de rotation des bagues liées en rotation, et des moyens de traitement de données adaptés pour détecter une variation de ladite vitesse de rotation des bagues liées en rotation représentative d’une dégradation d’un roulement. Typiquement, l’organe de mesure 30 peut être choisi parmi un capteur à effet hall, un capteur de type roue phonique, une génératrice à courant continu ou un résolveur.
Les moyens de traitement de données peuvent être un microcontrôleur embarqué dans un système dédié, ou dans la machine tournante 10 ou dans un ordinateur connecté à la machine tournante 10.
En fonctionnement, l’organe de mesure 30 enregistre la vitesse de rotation wi des bagues 17, 18, et transmet ces données aux moyens de traitement de données. Les moyens de traitement de données sont configurés pour analyser cette vitesse de rotation au cours du temps et en détecter des variations. Par ailleurs les moyens de traitement de données sont configurés pour déterminer si une variation détectée est normale (par exemple : variation du régime de la machine tournante 10, variation de la température extérieure ou de l’hygrométrie), ou anormale. A ce titre, les moyens de traitement de données peuvent en outre disposer de paramètres adaptés tels qu’un régime moteur, des grandeurs physiques externes, etc. En cas de variation anormale (i.e. non liée au régime de la machine tournante ou aux conditions environnementales, c’est-à-dire inattendue) les moyens de traitement émettent une alerte. Cette alerte peut être par exemple, une alarme visuelle ou sonore, ou une notification sur ordinateur ou terminale mobile. Il est aussi envisageable que les moyens de traitement puissent arrêter la machine tournante 10.
En effet une variation de vitesse inattendue est représentative d’une dégradation d’un palier 15a, 15b. Le principe est le suivant :
En fonctionnement nominal, l’arbre tourne à une vitesse de rotation w. Lorsque les paliers 15a, 15b, sont en bon état, les bagues 17, 18 liées en rotation tournent à une vitesse wi environ égale à la moitié de vitesse de rotation de l’arbre, i.e. w/2.
Dans le cas où le premier palier 15a est dégradé (i.e. celui monté sur l’arbre 11), son couple résistant va augmenter, ce qui va faire se rapprocher la vitesse de rotation de la bague externe 17, 18 de celle de l’arbre, c’est-à-dire augmenter la vitesse de rotation wi . Dans ce cas, on a alors l’inéquation suivante : w/2<wi<w.
Dans le cas où le deuxième palier 15b est dégradé (i.e. celui monté sur l’alésage 12), son couple résistant va augmenter, ce qui va faire se rapprocher la vitesse de rotation des bagues externes 17, 18 de celle de l’alésage 12 (qui est définie comme nulle), c’est-à-dire diminuer la vitesse de rotation wi . Dans ce cas, on a alors l’inéquation suivante : 0<wi<w/2.
Il est précisé que le principe de fonctionnement est le même pour le troisième mode de réalisation, à la seule différence qu’en fonctionnement nominal, la vitesse de rotation de la bague 18 ne correspond pas nécessairement à la moitié de la vitesse de rotation de l’arbre 11 (cela dépend des dimensions et des masses des paliers 15a, 15b), mais les variations seront identiques.
Quel que soit le mode de réalisation, la mesure de la vitesse de rotation des bagues 17, 18 liées en rotation permet de détecter de façon particulièrement précoce la défaillance d’un palier 15a, 15b.
En fonction de la vitesse de rotation mesurée, les moyens de traitement pourraient en déduire quel palier 15a ou 15b est endommagé. Cette détermination pourrait être réalisée en connaissant la vitesse de rotation de la machine tournante 10, et les paramètres propres de chaque palier 15a, 15b (coefficient de frottement, indice de viscosité du lubrifiant utilisé, raideur des billes, etc.) Procédé de surveillance et fonctionnement du dispositif
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un procédé de surveillance de la dégradation de paliers 15a, 15b roulants dans une machine tournante 10 comprenant au moins deux paliers 15a, 15b roulants présentant chacun deux bagues 16-18 concentriques en rotation l’une par rapport à l’autre. Au moins une bague 17, 18 de chaque palier 15a est liée en rotation à une bague 16, 17, 18 d’un autre palier 15b.
Le procédé comprend, lorsque ladite machine tournante 10 est en rotation, les étapes suivantes :
- mesure de la vitesse wi de rotation des bagues 17, 18 liées en rotation par l’organe de mesure 30 ;
- Détection d’une variation de la vitesse de rotation wi des bagues 17, 18 liées en rotation représentative d’une dégradation d’un palier 15a, 15b ;
- Signalement d’une dégradation d’un palier 15a, 15b.
En référence aux figures 5 et 6, dans le cas du premier et du deuxième mode de réalisation, le fonctionnement peut être schématisé comme suit :
En fonctionnement nominal, l’arbre tourne à une vitesse de rotation w. Lorsque les paliers 15a, 15b, sont en bon état, les bagues 17 liées en rotation tournent à une vitesse wi environ égale à la moitié de vitesse de rotation de l’arbre, i.e. w/2.
Dans le cas où le premier palier 15a est dégradé (i.e. celui monté sur l’arbre 1 1), son couple résistant va augmenter, ce qui va faire se rapprocher la vitesse de rotation de la bague externe 18 de celle de l’arbre, c’est-à-dire augmenter la vitesse de rotation wi . Dans ce cas, on a alors l’inéquation suivante : w/2<wi<w.
Dans le cas où le deuxième palier 15b est dégradé (i.e. celui monté sur l’alésage 12), son couple résistant va augmenter, ce qui va faire se rapprocher la vitesse de rotation de la bague externe 18 de celle de l’alésage (qui est définie comme nulle), c’est-à-dire diminuer la vitesse de rotation wi . Dans ce cas, on a alors l’inéquation suivante : 0<wi<w/2.
Il est précisé que le principe de fonctionnement est le même pour le troisième mode de réalisation, à la seule différence qu’en fonctionnement nominale, la vitesse de rotation de la bague 18 ne correspond pas à la moitié de la vitesse de rotation de l’arbre 11.
Quel que soit le mode de réalisation, la mesure de la vitesse de rotation des bagues 17, 18 liées en rotation permet de détecter de façon particulièrement précoce la défaillance d’un palier 15a, 15b.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1) de surveillance de dégradation de paliers (15a, 15b) roulants dans une machine tournante (10) comprenant au moins deux paliers (15a, 15b) roulants présentant chacun deux bagues (16-18) concentriques en rotation l’une par rapport à l’autre, au moins une bague (17, 18) de chaque palier (15a) étant liée en rotation à une bague (17, 18) d’un autre palier (15b), le dispositif (1) étant caractérisé en ce qu’il comprend un organe de mesure (30) de la vitesse de rotation (ooi) des bagues (17, 18) liées en rotation, et des moyens de traitement de données adaptés pour détecter une variation de ladite vitesse de rotation (wi) des bagues (17, 18) liées en rotation représentative d’une dégradation d’un palier (15).
2. Dispositif (1) selon la revendication 1 dans lequel lesdits au moins deux paliers (15a, 15b) sont disposés en série axiale par rapport à un axe de rotation (A).
3. Dispositif (1) selon la revendication 2, chaque palier (15a, 15b) présente une bague (16) interne et une bague (17) externe, les bagues (17) liées en rotation étant les bagues (17) externes.
4. Dispositif (1) selon la revendication 3 dans lequel une seule bague (18) externe est commune à plusieurs paliers (15a, 15b).
5. Dispositif (1) selon la revendication 1 , dans lequel lesdits au moins deux paliers (15a, 15b) sont disposés en série radiale par rapport à un axe de rotation (A).
6. Dispositif (1) selon la revendication 5, dans lequel chaque palier (15a, 15b) présente une bague (17, 18) externe et une bague (16, 18) interne, une bague (17, 18) externe d’un palier (15a) étant liée en rotation à une bague (16, 18) interne d’un autre palier (15b).
7. Dispositif (1) selon la revendication 6, dans lequel une seule bague (18) est à la fois la bague externe d’un palier (15a) et la bague interne d’un autre palier (15b).
8. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe de mesure (30) est choisi parmi un capteur à effet hall, un capteur de type roue phonique, une génératrice à courant continu ou un résolveur.
9. Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les paliers (15a, 15b) sont choisis parmi des roulements à une ou plusieurs rangées de billes (19), des roulements à aiguilles, des roulements combinés à aiguilles et à billes, des roulements à une ou plusieurs rangées de rouleaux cylindriques, des roulements à rouleaux coniques, ou des rotules radiales.
10. Procédé de surveillance de la dégradation de paliers (15a, 15b) roulants dans une machine tournante (10) comprenant au moins deux paliers (15a, 15b) roulants présentant chacun deux bagues (16-18) concentriques en rotation l’une par rapport à l’autre, au moins une bague (17, 18) de chaque palier (15a) étant liée en rotation à une bague (16, 17, 18) d’un autre palier (15b), le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend, lorsque ladite machine tournante (10) est en rotation, les étapes suivantes : - mesure de la vitesse de rotation (001) des bagues (16, 17, 18) liées en rotation par un organe de mesure (30) ;
- détection d’une variation de la vitesse de rotation (ooi) des bagues (17, 18) liées en rotation représentative d’une dégradation d’un palier (15a, 15b) ;
- signalement d’une dégradation d’un palier (15a, 15b).
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