La relation entre le broutage et le lobage

Lorsque l’erreur de profil de votre pièce cylindrique présente un motif ondulé répétitif, on dit qu’elle présente des vibrations ou un lobing. Les deux termes se recoupent et sont souvent utilisés de manière interchangeable, bien qu’aucun des deux ne soit clairement défini par les normes ou les pratiques. En général, cependant, les ondulations à basse fréquence sont appelées lobing, tandis que les erreurs à haute fréquence sont appelées vibrations. L’utilisation de ce type de classification pose deux problèmes. Premièrement, aucun des deux termes n’indique le calcul utilisé pour obtenir le résultat à partir des données mesurées. Deuxièmement, aucun des deux termes n’indique la limite de fréquence à partir de laquelle le lobing devient du chatter. Par conséquent, une spécification qui définit le « lobing » ou le « chatter » sans méthodes ni fréquences est inadéquate. Examinons les méthodes utilisées pour calculer ces paramètres sur votre appareil de mesure Adcole.

Le broutage est calculé en soumettant l’ensemble de données à une transformée de Fourier rapide (FFT) et en donnant les résultats sous forme d’amplitude par rapport au nombre de fois par tour (appelé UPR ou ondulations par tour). Cependant, le lobing remonte à une époque antérieure à l’apparition des ordinateurs modernes, lorsqu’il n’était pas pratique d’effectuer des transformées de Fourier complètes (si tant est que quelqu’un ait songé à le faire). Le lobing était défini comme l’erreur de circularité crête à crête dans un secteur angulaire de l’ensemble de mesures radiales (les données enregistrées à partir du profil de la pièce pendant que celle-ci tourne dans la jauge). Il s’agit essentiellement d’un graphique circulaire des données de circularité. En pratique, une « fenêtre » de 5 degrés avec des lobes est la plus étroite sélectionnée pour la mesure des lobes. La plus large est généralement de 45 degrés. Si l’on suppose un motif sinusoïdal autour de la pièce, sans autre erreur que celle de la forme d’onde, une longueur d’onde complète se produisant dans une fenêtre de 45 degrés représenterait 8 ondulations. Pour 5 degrés, on observerait 72 ondulations complètes.

Sur la base de ces définitions de méthodes, la FFT peut théoriquement être utilisée pour détecter des motifs d’ondulation à n’importe quelle fréquence, y compris les basses fréquences, et la méthode de calcul du lobing permet de détecter les valeurs crête à crête du « chatter » à haute fréquence (en supposant que la mesure du lobe inclut une longueur d’onde complète du motif de chatter et que le motif est adjacent autour du log). Il semble donc que la véritable question de savoir ce qu’est le chatter et ce qu’est le lobing se résume à la ligne de démarcation en fréquence de l’événement, du moins selon les concepts généralement acceptés. Il existe d’autres méthodes propriétaires, spécifiques aux clients, mais ce sont là les deux méthodes générales utilisées.

Dans la réalité, cependant, les erreurs de profil ou d’arrondi sont très rarement (voire jamais) une onde sinusoïdale parfaite. Ainsi, chaque mesure, qu’il s’agisse de lobing ou de chatter, a une utilisation et un avantage particuliers. Mais comme l’objectif de chaque chevauchement est l’autre, les deux termes sont souvent utilisés à tort, de manière interchangeable. Un problème plus grave survient lorsqu’un problème en remplace un autre. Au lieu de considérer le lobing et le chatter comme une comparaison de fréquences relatives, examinons ce problème sous un angle différent : celui de la fonction. En d’autres termes, que cherchons-nous à obtenir avec la mesure du lobing ou du chatter ?

Comme indiqué précédemment, la mesure de lobage sur votre appareil Adcole indique l’amplitude crête à crête maximale dans un secteur limité de données de circularité. Peu importe que la différence fasse partie d’une onde récurrente ou d’un événement ponctuel. La mesure du broutage Adcole, quant à elle, sert à déterminer les résultats spécifiques de l’UPR et de l’amplitude pour un signal récurrent. La composante UPR peut ensuite être utilisée pour identifier la cause et même la machine spécifique qui en est à l’origine. Chaque mesure présente des avantages et des inconvénients. L’analyse FFT Chatter tente d’identifier les modèles cycliques dans les données de mesure et peut séparer les différents signaux qui se chevauchent en leurs composantes UPR et amplitude. Cependant, sa capacité à déterminer l’amplitude des modèles non contigus est limitée et ce n’est pas l’outil approprié pour localiser un événement ponctuel, tel qu’une rayure ou une zone plate.

La mesure des lobes, en revanche, peut indiquer le pic et le creux maximaux dans la fenêtre de mesure et est donc mieux adaptée pour trouver des éléments tels qu’une zone plate, une rayure ou un petit secteur non nettoyé. Avec les lobes, cependant, il n’existe aucun moyen pratique de séparer les différentes fréquences sans calculer 360 fenêtres ou plus. Même dans ce cas, vous supposeriez que l’amplitude crête à crête totale est le résultat d’une fréquence spécifique en infraction. En réalité, il est probable qu’il existe un certain nombre de composantes de fréquence qui se chevauchent et qui peuvent s’ajouter ou se soustraire à l’amplitude totale. Le lobing est particulièrement utile pour détecter des changements rapides dans les données sur une plage angulaire limitée en appliquant une tolérance à la fenêtre qui est plus stricte que celle appliquée à l’ensemble des données. Par exemple, votre spécification peut autoriser une erreur de circularité de 6 microns, mais limiter cette erreur à 2 microns maximum dans une fenêtre de 30 degrés.

La spécification de lobing est efficace pour détecter des écarts isolés, tels qu’un gradin ou une rayure dans le tourillon. Le chatter est plus utile pour détecter des motifs répétitifs qui indiquent des signaux de vibration dans l’équipement de rectification, ou une situation où le motif de fonctionnement rugueux est toujours présent (pas de faux-rond). Ces deux types de défauts ont des implications fonctionnelles pour le vilebrequin, et la bonne combinaison de mesures de chatter et de lobing peut aider à déterminer et à diagnostiquer la cause. Cependant, les deux spécifications sont complémentaires et l’une ne peut pas remplacer complètement l’autre.

Par définition, Lobing examine les données de circularité sur une fenêtre angulaire limitée ; notre analysestandard des vibrations FFT analyse les données sur 360 degrés. Cependant, en cas de motif de vibrations non contigu, il peut être utile de concentrer l’analyse sur une partie plus petite de l’ensemble de données. Un signal qui se produit sur une petite plage angulaire peut sembler avoir une amplitude plus faible lorsque l’analyse est effectuée sur 100 % des données. En limitant l’analyse à une plage angulaire spécifique, vous pouvez obtenir une représentation plus précise de l’amplitude des vibrations. Les progiciels Adcole pour l’analyse des vibrations par FFT comprennent des options permettant d’examiner des plages angulaires limitées pour les tourillons et les lobes de came. Pour une analyse de qualité, veillez à utiliser un secteur suffisamment large. Un secteur trop petit peut entraîner des résultats faussés et/ou une mauvaise détermination de l’UPR.