Qu'est-ce que la transformée de Fourier rapide (FFT) ?

La transformée de Fourier rapide, ou FFT, est un outil souvent utilisé dans analyse des vibrationsLa FFT utilise les données vibratoires que vous collectez déjà et les reconfigure pour fournir de précieuses informations sur l'état de votre machine. Utilisée correctement, l'analyse FFT est un élément clé de toute stratégie de maintenance prédictive.

L'analyse FFT peut vous aider à identifier les pannes des machines et à déterminer précisément quand votre équipe doit effectuer la maintenance. Cependant, la FFT est souvent perçue comme confuse ou trop technique. Cet article explique ce qu'est l'analyse FFT et comment elle peut vous aider à améliorer les performances de vos actifs, à réduire les temps d'arrêt et à diminuer les coûts de maintenance.

Quelle est la formule de la transformée de Fourier rapide (FFT) ?

En bref, la transformée de Fourier rapide est un algorithme qui effectue rapidement la transformée de Fourier discrète (TFD) d'une séquence de données. Il prend des données exprimées en termes de temps et les convertit en données détaillées sur la fréquence.

Les signaux numériques (comme les données de vibration) sont souvent collectés et enregistrés en fonction du temps. Par exemple, un graphique de forme d'onde des données de vibration indiquera précisément le moment où les vibrations maximales de votre machine se produisent.

Si vous étudiez ces données de vibration, vous pouvez avoir une bonne idée de l'état de santé général de votre machine et même prolonger la durée de vie des actifsVous saurez à quelle fréquence il y a des vibrations anormales et vous pourrez voir à quel moment du cycle de travail de votre machine ces vibrations se produisent.

Cependant, mesurer les données de vibration de cette manière ne donne pas une image complète.

Quels types de vibrations se produisent ? Où se situe le défaut à l'origine de ces vibrations excessives ? ​​Le défaut se situe-t-il dans les roulements ou dans l'arbre ? L'analyse FFT peut répondre à ces questions.

Comprendre l'analyse des formes d'onde

L’analyse de forme d’onde est une représentation graphique d’une onde – une onde sonore, une onde sismique ou tout autre type d’onde.

Les graphiques de formes d'onde illustrent l'évolution de l'amplitude d'une onde donnée sur une période donnée. Ils permettent d'observer la vibration globale d'un actif et d'évaluer son état de santé général.

Ce que fait la FFT aux données de forme d'onde

La FFT convertit des données temporelles en données fréquentielles. Au lieu d'indiquer les vibrations anormales, l'analyse FFT décompose chaque vibration en ses composantes fréquentielles. L'analyse FFT recherche la ou les fréquences dominantes ; elle indique si la vibration se produit à basse fréquence, à haute fréquence ou à une fréquence intermédiaire.

Pourquoi est-ce important ? Chaque niveau de fréquence indique une source de problème différente. L'analyse FFT vous indique où se situent les points faibles de vos actifs, afin que vous puissiez intervenir et les corriger rapidement.

Comment les FFT sont utilisées dans l'analyse des vibrations

L'analyse des vibrations examine quelques mesures clés pour déterminer l'état de la machine. Généralement, les techniciens analysent la fréquence, la vitesse et l'accélération des vibrations.

Il est assez simple de mesurer ces données vibratoires brutes pour vérifier la signature vibratoire de vos machines. Mais l'analyse FFT va plus loin en exploitant ces données brutes.

Les variations de fréquences vibratoires peuvent indiquer des problèmes tels qu'un déséquilibre. Par exemple, certaines machines tournantes passe à une fréquence de vibration inférieure lorsque son équilibre est rompu. C'est un signal d'alarme clair : la machine doit être entretenue.

Les variations de fréquence dominante peuvent également mettre en évidence des problèmes d'alignement d'arbres ou de boîte de vitesses. L'analyse FFT peut également mettre en évidence des problèmes d'usure des pièces rotatives ou de pièces mal formées.

Termes clés de l'analyse des vibrations

L'analyse vibratoire utilise une terminologie abondante. Il est utile de connaître la signification des termes clés ! Voici quelques-uns des principaux termes que vous entendrez en matière de FFT et d'analyse vibratoire.

Forme d'onde temporelle : les données de vibration brutes capturées par un moniteur de vibrations, représentées graphiquement en termes d'amplitude en fonction du temps.

Spectre de fréquences: Un graphique simplifié montrant l'amplitude et la fréquence. Le spectre de fréquences est calculé à partir de la forme d'onde temporelle brute.

Harmoniques:Les échos créés par des pics de vibrations forts et régulièrement espacés. Il est normal que les machines tournantes produisent des harmoniques.

Défauts courants de la machine : Les causes les plus fréquentes de défaillance des machines tournantes sont le désalignement, le déséquilibre, le desserrage et la défaillance des roulements.

Déplacement: Distance parcourue par un objet vibrant depuis son point de départ. Le déplacement est particulièrement adapté à la mesure des basses fréquences.

Rapidité: Distance parcourue par un objet vibrant pendant un temps donné. La vitesse est particulièrement adaptée à la mesure des fréquences moyennes.

Accélération: Taux de variation de la vitesse au fil du temps. L'accélération est particulièrement adaptée à la mesure des très hautes fréquences.

Choisir la bonne solution d'analyse des vibrations

Quel type d'analyse vibratoire est adapté à votre activité ? Il peut être difficile de décider entre l'analyse FFT et l'analyse temporelle des formes d'onde. En réalité, les deux présentent de nombreux avantages.

Heureusement, vous n'avez pas à choisir. Un programme de surveillance des vibrations adapté peut vous offrir les deux. Des outils adaptés vous fourniront des données précises et faciles à utiliser, ainsi que des outils d'analyse pour vous aider à exploiter pleinement ces données.

Mieux vous connaîtrez les vibrations de vos machines, mieux vous pourrez entretenir vos équipements. Cela se traduit par une disponibilité accrue et une productivité accrue pour l'ensemble de vos opérations.