Aperçu des lubrifiants pour roulements

Aperçu des lubrifiants pour roulements

palier lubrifié

Figure 1 : Lubrification des roulements"

Roulements lubrifiés"Les roulements sont constitués de rouleaux et de bagues de roulement. Pendant le fonctionnement, les rouleaux glissent à l'intérieur des anneaux. Cela en fait la source de friction et le point où l'échec se produit généralement. En appliquant du lubrifiant pour roulements entre ces surfaces, la chaleur générée par le frottement est réduite, ce qui garantit une plus longue durée de vie au roulement. En outre, les lubrifiants offrent d'autres avantages tels que la prévention de la contamination, la dissipation de la chaleur et une prévention supérieure de la corrosion.

Cet article passe en revue les facteurs à prendre en compte lors du choix d'un lubrifiant pour roulements.

Table des matières

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Lubrifiants pour roulements à graisse ou à huile ?

Les lubrifiants peuvent être classés en trois types : les graisses, les huiles et les lubrifiants secs. Parmi les trois, l'huile et la graisse sont les plus courantes pour les roulements. Pour faire son choix, il est important de connaître les spécifications de l'application, telles que la taille, les limites de vitesse, la température, la charge appliquée, le type de machine, les paramètres de fonctionnement (axe de l'arbre - vertical/horizontal, vibrations) et les facteurs environnementaux tels que la météo ou la sécurité alimentaire. En général, le fabricant de roulements spécifie le lubrifiant à utiliser pour les roulements.Graisses LubrifiantsFigure 2 :

Lubrifiants pour graisses

Roulement de roue

Figure 2 : Roulement de roue

Roulement de roueLa graisse est le lubrifiant de choix pour la grande majorité des applications de roulement. La graisse adhère mieux aux surfaces de roulement, a une durée de vie plus longue et a plus de chances de rester en place et de ne pas fuir, même sur les composants rotatifs. En outre, la pré-lubrification réduit la maintenance et la nécessité d'un système de lubrification.

En outre, la pré-lubrification réduit la maintenance et la nécessité d'un système de lubrification.En général, la graisse est soit constituée d'une huile de base, d'épaississants et d'inhibiteurs de corrosion, soit d'une graisse de silicone qui est un type de lubrifiant visqueux constitué d'une combinaison d'huile de silicone et d'une charge inerte, telle que de la poudre de silice et des épaississants tels que du savon de lithium. Pour en savoir plus sur la graisse de silicone, consultez notre guide sur les graisses et huiles de silicone.

Lors du choix d'un lubrifiant, il est essentiel de tenir compte de la viscosité de l'huile de base, car elle détermine la manière dont le film se formera. ​La viscosité est la résistance à l'écoulement à une température spécifique ; un lubrifiant à faible viscosité s'écoulera plus facilement qu'un lubrifiant à forte viscosité. Tout lubrifiant se détériore avec le temps ; s'il n'est pas correctement entretenu, cela peut entraîner la défaillance du roulement.

  • Avantages de la lubrification à la graisse des roulements : La graisse lubrifie et assure l'étanchéité ; elle ne nécessite pas de contrôle de niveau et reste immobile, ce qui évite toute fuite. Les lubrifiants à base de graisse sont très efficaces pour prévenir la contamination par des influences extérieures telles que la poussière, la saleté ou l'humidité.
  • Inconvénients de la lubrification à la graisse des roulements : Le nettoyage et le réapprovisionnement de la graisse demandent plus de travail. Pour les applications à haute température, il est plus coûteux que les lubrifiants à base d'huile.

EP lubrifiants

Le lubrifiant à l'huile pour roulements est principalement utilisé lorsque la chaleur doit être éliminée de la surface du roulement dans des conditions de vitesse ou de température élevées. L'huile pour roulements peut être à base de pétrole ou synthétique. L'utilisation d'huiles synthétiques est plus coûteuse que celle des huiles pétrolières et est réservée aux applications à très haute ou basse température.

La viscosité (résistance à l'écoulement) est un aspect auquel il faut prêter une attention particulière lors du choix d'un type d'huile pour roulements. L'épaisseur du film entre les parties coulissantes et roulantes d'un roulement dépend directement de la viscosité.Avantages de la lubrification à l'huile des roulements :

  • Avantages de la lubrification à l'huile des roulements : Convient aux températures plus élevées, plus facile à vidanger/remplacer, crée moins de résistance, lubrifie tout ce avec quoi il entre en contact car il se répartit bien.Inconvénients de la lubrification à l'huile des roulements :
  • Inconvénients de la lubrification à l'huile des roulements : Cependant, elle est plus sujette aux fuites, ce qui pose des problèmes environnementaux. En cas de fuite, l'huile s'échappe, ce qui peut endommager les systèmes mécaniques. L'huile devra être surveillée en permanence pour maintenir des niveaux corrects.Lubrification à secFigure 3 :

Lubrication

Poudre de MoS2

Figure 3 : Poudre de MoS2 pour les applications à pression extrême

Bien que les lubrifiants à base de graisse et d'huile soient les matériaux les plus couramment utilisés pour lubrifier les roulements, les lubrifiants secs sont de plus en plus courants, notamment dans les zones où la graisse ou l'huile ne sont pas une option viable.

Les lubrifiants secs réduisent le frottement entre les surfaces de roulement ; ils ne nécessitent ni n'utilisent aucune huile ou graisse pendant les opérations. En général, les roulements qui utilisent des lubrifiants secs sont livrés prélubrifiés. L'application de lubrifiants secs peut, dans certains cas, être effectuée par l'utilisateur final, bien qu'il s'agisse généralement d'un processus réalisé par des entreprises spécialisées. Les deux lubrifiants secs les plus courants sont le graphite et le bisulfure de molybdène (MoS2). Le PTFE et le nitrure de bore sont également utilisés comme lubrifiants secs :Bisulfure de molybdène :

  • Disulfure de molybdène : Le MoS2 a une structure similaire à celle du graphite, mais il peut être utilisé dans les aspirateurs et possède des performances de lubrification supérieures. Il est également très bien adapté aux applications à pression extrême ..Graphite :
  • Graphite Le graphite doit être utilisé dans les zones où la vapeur d'eau est présente, car cela permet à la substance de se lier aux surfaces des roulements.Nitrure de bore :
  • Nitrure de bore : Cette poudre céramique présente une résistance aux températures extrêmes.PTFE :
  • PTFE Avec un coefficient de friction de seulement 0,04, le PTFE convient parfaitement comme lubrifiant sec. Le PTFE peut fonctionner à des températures allant jusqu'à 260° Celsius.

Le PTFE peut fonctionner à des températures allant jusqu'à 260° Celsius.La lubrification à sec présente de nombreux avantages par rapport à la graisse ou à l'huile, notamment la réduction du frottement et de l'usure des composants, la diminution de la production de chaleur et du couple de démarrage en raison du faible frottement, et l'augmentation de la durée de vie des roulements. La plupart des lubrifiants secs sont également très compatibles avec un large éventail de produits chimiques et d'acides corrosifs. Cependant, les lubrifiants secs sont plus chers et ont une durée de vie opérationnelle plus faible. Avec une durée de vie plus courte et un coût plus élevé, les avantages économiques des lubrifiants secs ne font pas le poids face aux lubrifiants humides.Figure 4 :

Graphite

Figure 4 : Graphite

Application du lubrifiant pour roulements

GraphiteApplication du lubrifiant pour roulementsUn système de lubrification correctement exécuté permet d'augmenter les performances d'un roulement tout en prolongeant sa durée de vie. Les agents lubrifiants tels que l'huile et la graisse y parviennent en formant un film qui sépare les pièces mobiles. Cela permet de réduire le frottement et l'usure, de transférer la chaleur hors du roulement, de prévenir la corrosion et de protéger contre les facteurs environnementaux.

Toutefois, les lubrifiants en question ne peuvent remplir cette fonction que s'ils sont appliqués correctement et entretenus selon les intervalles de maintenance suggérés par les producteurs des différents composants. Les méthodes mentionnées ci-dessous sont les plus couramment utilisées pour appliquer le lubrifiant sur un roulement.

Application de la lubrification à la graisse

L'application de la graisse pour les roulements se fait soit manuellement, soit par un système automatique, soit par un système mécanique qui fonctionne par application sous pression de la graisse par des graisseurs.

La quantité de graisse utilisée pour un composant est généralement indiquée par le producteur sous la forme d'un pourcentage (par exemple, remplissage à 25 %), qui correspond au rapport entre le volume de graisse et l'espace interne libre du roulement.

Graisse de silicone

Figure 5 : Graisse de silicone

Application de la lubrification à l'huile

Graisse au siliconeApplication de la lubrification à l'huileBien que l'huile comme lubrifiant pour les roulements soit moins courante, il existe de nombreuses autres façons d'appliquer l'huile sur le roulement. Outre l'application manuelle, il s'agit notamment de

  • Lubrification par éclaboussures Les roulements sont éclaboussés d'huile par les pièces mobiles qui sont plongées dans l'huile. Utilisée pour les applications à rotation lente et horizontale, comme les boîtes de vitesses.Lubrification forcée :
  • Lubrification mixte L'huile est pressurisée et pompée dans le système pour assurer une protection constante de l'équipement.Lubrification par égouttement :
  • Lubrification par égouttement : L'huile est dosée à intervalles fixes, généralement par gravité, et s'écoule lentement, lubrifiant les composants avec la bonne quantité.Lubrification par bain d'huile :
  • Lubrification par bain d'huile : Cette méthode de lubrification du roulement est simple et ne nécessite qu'un entretien minimal. Le roulement est contenu dans un boîtier étanche rempli d'huile jusqu'au milieu de l'élément roulant le plus bas.Lubrification par circulation d'huile :
  • Lubrification par circulation d'huile : Ce système de lubrification en circuit fermé fait circuler l'huile d'une pompe à travers le roulement via un système de tuyauterie. Après avoir quitté le roulement, l'huile retourne au réservoir de stockage, où elle se refroidit.Lubrification huile-air :
  • Lubrification huile-air : Il s'agit d'une méthode de distribution d'huile de précision similaire à celle utilisée pour la lubrification des outils pneumatiques . Des gouttelettes d'huile sont injectées à des intervalles spécifiques dans un courant d'air dirigé vers les roulements.Lubrification par brouillard d'huile :
  • Lubrification par brouillard d'huile : Ce système utilise de l'huile atomisée en suspension dans un volume d'air pressurisé pour remplir une cavité avec un fin brouillard d'huile. Il peut être utilisé sur plusieurs roulements simultanément. Ceci est similaire à : comment fonctionne un lubrificateur pneumatique.: lubrification par jet d'huile :
  • Lubrification par jet d'huile : Utilisé pour les applications à vitesse extrême, comme les roulements de moteur à réaction. Un ou plusieurs gicleurs fournissent un flux régulier d'huile de lubrification sous pression directement sur le roulement. La vitesse de l'huile doit être suffisamment élevée pour briser les turbulences autour du roulement en rotation.Étapes d'application du lubrifiantÉtape 1 :

Étapes de l'application du lubrifiant

Étape 1 : Nettoyage

NettoyageIl est essentiel d'éliminer tout résidu d'huile dans le roulement, afin d'éviter les problèmes d'incompatibilité. Une grande variété d'agents de nettoyage sont disponibles. De nombreuses entreprises prélubrifient les roulements avec un film d'huile ou un revêtement anticorrosion. Si le lubrifiant est compatible avec la prélubrification, le pré-nettoyage n'est pas nécessaire.Étape 2 :

Étape 2 : Quantité de remplissage

Quantité de remplissageUn excès ou une insuffisance de lubrifiant peut entraîner une panne. Une trop grande quantité de lubrifiant peut entraîner un frottement interne plus important et, par conséquent, une plus grande production de chaleur. L'application d'une quantité insuffisante de lubrifiant entraîne une usure plus importante, un dégagement de chaleur extrême et, finalement, la défaillance du roulement. En général, le fabricant spécifie la quantité idéale de lubrifiant à ajouter au roulement. Si le montant n'est pas indiqué, il peut être calculé.Étape 3 :

Étape 3 : Déterminer l'espace libre du roulement

Déterminer l'espace libre du roulementLa quantité à remplir est généralement exprimée en pourcentage de l'espace vide du roulement. Généralement, le fabricant du roulement peut fournir les données relatives à l'espace libre du roulement. Elle doit se trouver dans un manuel ou un tableau de référence.

Il est possible de calculer l'espace libre du roulement à l'aide d'une équation mathématique. Cette équation ne doit être utilisée que pour des applications non critiques car elle n'est pas extrêmement précise.

Essentiellement, les roulements à rouleaux sont des cylindres pleins avec un cylindre plus petit découpé au centre. Pour obtenir le volume global qu'occupe le roulement, calculez le volume du cylindre extérieur à partir du diamètre extérieur et de la largeur du roulement. Calculez ensuite le volume du cylindre interne et soustrayez-le du diamètre interne et de la largeur du roulement. L'espace libre est ensuite calculé en soustrayant le volume des composants du roulement. Cette valeur peut être calculée à partir de la masse (M) du roulement et de la densité typique de l'acier du roulement, 7,85 g/cm3.

Formule :

Où :

  • OD = Diamètre extérieur du roulement
  • ID = Diamètre intérieur du roulement
  • W = Largeur du roulement en centimètres
  • M = Masse de l'acier du roulement

Étape 4 : Rodage des roulements

Rodage des roulementsLe rodage d'un roulement est extrêmement important, surtout dans les applications qui impliquent des vitesses élevées et des précharges et volumes de remplissage spécifiques. Une procédure de rodage correcte permet de faire ce qui suit :

  • Enlève l'excès de lubrifiant
  • Lubrifie chaque partie de contact
  • Fixe une température de fonctionnement basse
  • Crée une condition de "lubrification étanche à vie"

Si cette procédure n'est pas effectuée, une température de fonctionnement élevée se formera, et il y a un risque accru d'avoir un excès/un déficit de lubrifiant.

Démontage des roulements

si vous devez retirer les roulements avant de les lubrifier, lisez les étapes décrites dans notre brochure

Extracteur de roulements Article :

Problèmes courants de lubrification des roulements

Une lubrification correcte a l'impact le plus important sur la durée de vie d'un roulement, il est donc vital de s'assurer qu'elle est effectuée correctement. Il est important de choisir le bon lubrifiant, de l'appliquer correctement et d'avoir un calendrier/condition de lubrification adapté à l'application. Quelques points à surveiller au quotidien :

  • Quantité de lubrifiant : Une quantité trop importante ou insuffisante de lubrifiant peut avoir des effets négatifs sur l'application. Assurez-vous que la quantité correcte est appliquée, comme spécifié par le fabricant. Un excès de lubrifiant peut provoquer une augmentation de la friction et de la pression, ce qui entraîne une augmentation de la température. Une quantité insuffisante de lubrifiant signifie que les avantages du lubrifiant ne sont pas correctement appliqués aux roulements.Lubrifiant incorrect :
  • Lubrifiant incorrect : Veillez à utiliser l'huile ou la graisse adéquate car certaines applications nécessitent des lubrifiants spéciaux (pression, température, humidité, etc.). Il est essentiel de conserver la même graisse ou une graisse compatible et de ne pas les mélanger sur le roulement.Dégradation de la graisse :
  • Dégradation des graisses : Le durcissement de la graisse, la dégradation chimique due aux températures élevées et d'autres dégradations peuvent se produire (c'est-à-dire la séparation de l'huile d'une base de graisse).Fréquence de lubrification :
  • Fréquence de lubrification : Veillez à ce que le roulement ait toujours la bonne quantité de lubrifiant. Cette opération est généralement effectuée selon un calendrier (par exemple, une fois par mois), mais elle devrait être effectuée "selon les besoins". La dégradation du lubrifiant, la température de l'application, la friction, etc., doivent être surveillées pour savoir quand ajouter/remplacer le lubrifiant.

La détermination du frottement est une étape importante de toute opération mécanique. Apprenez-en davantage dans notre série d'articlesen trois parties sur la tribologie.

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