Analyse vibratoire de l'installation de concassage et maintenance prévisionnelle

Pourquoi le niveau global ne suffit pas

L'analyse vibratoire de l'installation de concassage est le moyen le plus direct de connaître l'état des organes tournants sans démontage. L'erreur la plus fréquente sur site consiste à relever un seul niveau global à l'appareil portatif et à le qualifier d'élevé ou de normal. Un niveau global alerte mais n'explique rien : un volant balourdé, un boulon d'ancrage desserré et un roulement dégradé produisent des valeurs voisines. Ce qui les distingue, c'est la décomposition du signal en composantes fréquentielles.

Un poste de concassage est un environnement difficile pour cet exercice. Concasseur, crible et alimentateur fonctionnent ensemble, chacun génère des vibrations à sa propre vitesse et les transmet par le châssis. Le crible vibre par conception. Le plan de mesure doit donc répondre d'avance à trois questions : quel point, quelle direction, à quelle vitesse.

Plan de mesure : point, direction, vitesse de référence

Un programme exploitable fige trois éléments. Les points de mesure sont marqués de façon permanente, les directions horizontale, verticale et axiale sont définies pour chacun, et la vitesse de rotation comme l'état de charge sont consignés à chaque relevé. Une mesure sans charge ni vitesse enregistrées ne se compare pas à la suivante. Un concasseur à vide et le même concasseur en charge se comportent comme deux machines différentes.

Signatures fréquentielles : ce que dit chaque pic

Les pics du spectre se lisent comme des multiples de la fréquence de rotation, notée 1x pour un tour. Les règles d'interprétation sont établies de longue date.

Les fréquences de défaut de roulement se calculent à partir de la géométrie du roulement : nombre d'éléments roulants, diamètre des billes et diamètre primitif. Elles ne sont pas des multiples entiers de la vitesse, et c'est précisément ce qui les identifie. Au stade initial, les pics sont trop faibles pour le spectre classique et ne se voient qu'en analyse d'enveloppe ou en ultrasons. Quand des pics nets et de nombreux harmoniques apparaissent dans un spectre ordinaire, la dégradation est en général avancée.

Le crible relève de critères propres

Un crible vibrant travaille à forte amplitude par construction : les critères généraux de sévérité écrits pour des classes de machines ne s'y appliquent pas. Les grandeurs à suivre sont autres : amplitude de course, écart d'amplitude relevé aux quatre coins, inclinaison de l'ellipse de mouvement et hauteur libre des ressorts. Un écart croissant entre coins signale souvent une fissure de caisson ou une fatigue de ressorts.

Lecture du niveau global

Pour les machines tournantes, les séries normatives internationales évaluent la sévérité vibratoire à partir de la vitesse efficace large bande et la classent en zones A à D. La zone A décrit une machine neuve mise en service, B un niveau acceptable en exploitation continue sans restriction, C un état toléré pour une durée limitée, D un niveau susceptible d'endommager la machine. Ces limites varient selon la classe de puissance, la rigidité du massif et le type de machine : une valeur en mm/s ne signifie rien tant que la classe n'est pas précisée. Le relevé se fait sur des surfaces non tournantes, typiquement le palier.

Le repère le plus solide reste l'historique de la machine. La mesure initiale prise après mise en service sert de référence, les suivantes reprennent le même point, la même direction, la même vitesse et une charge comparable. La tendance prime sur la valeur absolue : un niveau qui double en quinze jours est plus grave qu'un niveau supérieur stable depuis un an.

Identifier un boulon d'ancrage desserré

Le jeu mécanique est le défaut le plus fréquent et le moins coûteux à corriger sur un poste de concassage. Lorsque les boulons d'un concasseur sur massif se desserrent, une longue série de multiples de la fréquence de rotation apparaît et l'amplitude horizontale grimpe nettement. Des relevés séparés sur le pied de machine et sur le béton adjacent tranchent : un écart important signifie que la liaison ne travaille plus. Plots antivibratoires tassés, béton fissuré et tirant détendu produisent la même signature, d'où la nécessité d'un contrôle visuel pour conclure.

Mettre le programme en service

Trois étapes suffisent. Lister les organes critiques et marquer les points de mesure. Relever la référence initiale et consigner avec elle la classe de machine et la vitesse de référence. Fixer la périodicité : hebdomadaire pour un organe critique sans secours, mensuelle lorsqu'un secours existe. Un programme dont les relevés sont archivés loin des fiches de maintenance meurt en quelques mois. Remplacements de pièces d'usure et courbes de tendance doivent se lire côte à côte ; d'autres exemples de ce couplage figurent sous maintenance et usure.

Questions fréquentes

À quelle fréquence relever ?

Chaque semaine sur les organes critiques sans secours, chaque mois ailleurs. Dès que la tendance casse, l'intervalle se resserre.

Un appareil portatif suffit-il ?

Des relevés portatifs réguliers détectent la majorité des défauts. Les capteurs fixes se justifient sur les dégradations rapides et les points difficiles d'accès.

Une vibration élevée signifie-t-elle toujours un roulement ?

Non. Jeu mécanique et balourd sont plus fréquents en concassage et portent une signature différente.

Une alimentation irrégulière fausse-t-elle la mesure ?

Oui. Elle fait fluctuer le niveau global. Les relevés se répètent sous charge stable et, si possible, avec le même matériau.