Français 
English
Español
PortuguêsChoisir la bonne graisse est la clé.
La majorité des installations industrielles possèdent des roulements qui tournent plus rapidement que les équipements de traitement conventionnels. Lorsqu’il s’agit de lubrifier ces pièces, tous les lubrifiants ne se comportent pas de la même façon. Pour les composants lubrifiés avec de la graisse, les effets de la graisse sur les roulements peuvent conduire à une augmentation de la chaleur, de la friction et, en dernière instance, à une panne prématurée. En sélectionnant correctement une graisse qui pourra opérer à des vitesses élevées, vous pouvez aider à minimiser les pannes potentielles causées par l’incompatibilité du lubrifiant avec l’application à laquelle il est destiné.
Applications à hautes vitesses
Durant les fréquentes visites de nos techniciens dans des usines de production, on leur pose souvent des questions sur la température à laquelle les roulements doivent fonctionner. Bien évidemment, les roulements qui semblent fonctionner à une plus haute température sont ceux qui tournent de façon plus rapide. Un exemple clair, les ventilateurs suspendus.
Ces ventilateurs sont fréquemment actionnés par une courroie de ratio 1:1 à partir d’un grand moteur électrique avec une vitesse moyenne du moteur de 1750 tours par minute (rpm).
S’il n’y a pas de réduction ou d’augmentation de la dimension de la poulie, on peut affirmer avec certitude que la vitesse des roulements est assez similaire. Souvent, ces roulements sont graissés avec un produit trop épais pour eux, ce qui provoque un excès de chaleur et diminue la vie du roulement.
En faisant coïncider les propriétés de la graisse avec les besoins du roulement, vous pourrez prolonger la vie utile du roulement.
Même si cet exemple montre l’image d’un type de machine qui se trouve dans la majorité des usines (ventilateurs), il est commun également de trouver des applications à haute vitesse sur d’autres composants. Par exemple, certaines pompes qui sont accouplées directement à un moteur et possèdent des roulements lubrifiés avec de la graisse, peuvent tourner à plus de 2000 rpm. La même chose a lieu avec certains mélangeurs, agitateurs et souffleurs. Ces composants peuvent s’endommager si l’on applique simplement une graisse multi-usages sans tenir compte des besoins du roulement. Pour comprendre ce dont le roulement a besoin en termes de lubrification, il est nécessaire d’apprendre comment déterminer le facteur de vitesse d’un roulement.
Calculer le facteur de vitesse
Le facteur de vitesse est une information qui aide à définir la relation entre la vitesse à laquelle un roulement tourne et la dimension du roulement. Il y a deux méthodes principales pour calculer ce facteur. La première est connue comme la valeur DN, elle utilise le diamètre interne du roulement multiplié par la vitesse à laquelle il tourne.
Viscosité
La propriété physique la plus importante d’un lubrifiant est la viscosité. La viscosité est ce qui détermine l’épaisseur de la pellicule lubrifiante pour les conditions de travail, selon la charge, la vitesse et les surfaces en contact. Cette dernière doit s’ajuster aux besoins du roulement.
La majorité des graisses d’usage général (multi-purpose) ont une viscosité d’huile base autour de 100 à 220 centistokes. Même si ce type de graisses peut fonctionner de façon adaptée pour des vitesses et des charges modérées, lorsque la vitesse du roulement augmente, la viscosité doit se réduire de façon proportionnelle.
Il existe de nombreuses façons de calculer la viscosité. On peut utiliser le facteur de vitesse mentionné plus haut, puis utiliser des graphiques standardisés pour identifier une viscosité adaptée pour le roulement à sa température de fonctionnement.
Dans l’exemple précédent avec le roulement du ventilateur, si l’on prend une valeur NDm du roulement de 290 000, cela a mené à une viscosité de l’huile de base d’environ 7 centistokes.
Le roulement fonctionnait approximativement à 150ºF (65.5ºC). Avec un indice de viscosité standard de 95, cela équivaut à une viscosité d’huile base ISO 22-32. Si l’on utilise une graisse multi-usage standard, ce roulement recevra environ 10 fois la viscosité nécessaire. Même si un excès de viscosité n’est pas nécessairement une mauvaise chose, ce niveau serait un peu extrême.
Una viscosité excessive peut conduire à une génération excessive de chaleur et à l’augmentation de la consommation d’énergie. Cela peut endommager le roulement et le lubrifiant. Plus chaud sera le roulement, moins importante sera la viscosité de l’huile de la graisse, de même que sa consistance NLGI. Cela peut provoquer une perte de graisse plus importante et demander des applications plus fréquentes d’une nouvelle graisse lubrifiante. La consommation d’énergie peut également s’ajouter à cela avec le temps, ce qui entraîne une perte économique. Et tout cela est provoqué par une augmentation de la résistance, conséquence d’un excès de viscosité.
En général, avec de la graisse il est possible de lubrifier facilement les roulements jusqu’à ce qu’ils atteignent des facteurs de vitesse supérieurs à 500 000. Cela a lieu lorsque l’on utilise des graisses à haute vitesse et à composition spéciale. Certaines graisses du marché prétendent fonctionner jusqu’à des facteurs de vitesse de 2 millions. Cependant, il faut signaler que toutes les graisses ne sont pas fabriquées de la même façon et donc qu’elles ne sont pas toutes adaptées aux différents niveaux de vitesse.
Caractéristique de la canalisation
Une des propriétés des graisses lubrifiantes et qui peut déterminer quelle sera leur lubrification à des vitesses élevées, s’appelle canalisation. Ce terme est utilisé pour définir la forme avec laquelle la graisse peut s’écouler et remplir un trou qui se trouve à la surface.
La méthode 3456.2 de la Norme 791C de la Méthode de Normalisation Fédérale offre une façon de tester les caractéristiques de canalisation d’un lubrifiant.
Lors de cet essai, la graisse est introduite dans un récipient pour niveler sa surface. Une fois que la température s’est stabilisée, une bande d’acier appelée outil de canalisation est introduite dans la graisse afin de laisser un trou ou canalisation. Après 10 secondes, on vérifie la graisse pour voir si elle s’est écoulée vers le canal ou si elle a recouvert le fond du récipient.
Si la graisse a rempli le trou, elle sera classée comme non canalisante. Si la graisse ne remplit pas le trou, elle sera classée comme graisse canalisante.
Les graisses canalisantes (channeling greases) sont expulsées plus facilement en dehors du chemin de l’élément de rotation à mesure qu’il tourne, ce qui provoque un travail moins important de la graisse et par conséquent une augmentation moindre de la température. Les graisses qui ne sont pas canalisantes s’écoulent à nouveau vers le chemin et peuvent provoquer une génération excessive de chaleur par friction.
Type d’épaississant
En plus de la viscosité de l’huile base, une autre propriété de la graisse qui affecte ses caractéristiques de canalisation est le type d’épaississant. L’épaississant, dans une graisse, est connu communément comme “l’éponge qui contient l’huile”. La structure des fibres de l’épaississant peut affecter certaines propriétés de la graisse comme la canalisation, la purge (perte d’huile), le point de goutte et la consistance globale. Certains épaississants de graisse possèdent des fibres longues alors que d’autres ont des fibres courtes. Les épaississants de fibres courtes auront une texture plus douce. Les épaississants plus complexes ainsi que les épaississants avec du lithium, du calcium, du polyuréa et de la silice possèdent également des fibres courtes. Les graisses formulées avec ces épaississants possèdent de meilleures caractéristiques de canalisation et sont plus faciles à pomper.
Les épaississants aux fibres longues, comme ceux avec du sodium, de l’aluminium ou du baryum tendent à avoir des caractéristiques de canalisation moins bonnes. Une fibre épaississante plus longue peut être coupée durant le procédé de travail mécanique, ce qui peut causer un changement dans la consistance. De plus, étant donné que ces graisses s’écoulent souvent vers le canal qui a été tracé par un roulement, elles peuvent générer une augmentation de la chaleur et augmenter le procédé de cisaillement.
Degré NLGI
La viscosité de l’huile de base et la quantité de concentration d’épaississant influent en grande partie le degré NLGI de la graisse lubrifiante finie. Le nombre NLGI est une mesure de la consistance de la graisse. Plus le nombre NLGI est élevé, plus épaisse sera la consistance globale. L’échelle varie de 000 (fluide) à 6 (bloc solide). Lorsqu’il s’agit de graisses à vitesses élevées pour roulements, le degré NLGI a tendance à augmenter alors que la viscosité de l’huile base diminue. Cet équilibre assure qu’il n’y ait pas d’excès de perte d’huile provenant de l’épaississant.
En se basant sur le facteur de vitesse du roulement ainsi que sur sa température de fonctionnement, on pourra tirer les conclusions adaptées en ce qui concerne le degré de graisse NLGI optimal.
Type de roulement
Les éléments des roulements peuvent avoir une grande variété de formes. La forme de l’élément possède un impact sur la viscosité requise, le degré NLGI et l’intervalle pour un nouveau graissage. Tout cela est lié à la proportion de surface qui est en contact avec la graisse entre l’élément et la piste de rotation. Plus la proportion de surface sera importante, plus l’huile sera séparée de l’épaississant. De plus, les roulements qui ont une plus grande proportion de surface en contact (sphère, cylindre, en aiguille, rouleau conique, etc.) ont tendance à être plus chargés qu’un roulement à billes standard.
Une des considérations les plus importantes lorsque l’on sélectionne une graisse à haute vitesse est la température à laquelle fonctionnera le roulement. Pour s’assurer que la graisse sélectionnée fonctionnera à des températures élevées, il faut vérifier le point de goutte de la graisse (ASTM D566 et D2265). Les résultats de ces tests peuvent se trouver sur la plupart des fiches de données techniques (TDS) des graisses. Pour réaliser ce test, on utilise un petit récipient ou “verre” avec un trou dans la partie inférieure. On applique la graisse sur les parois intérieures, ensuite on insère un thermomètre qui ne doit pas toucher la graisse. L’ensemble est chauffé jusqu’à ce qu’une goutte d’huile se sépare et tombe au fond du verre.
Choisir un point de goutte élevé est important pour les roulements qui fonctionnent à des températures élevées.
Cependant, qu’une graisse possède un point de goutte élevé ne signifie pas nécessairement que l’huile base puisse supporter des températures élevées. Le point de goutte n’équivaut pas à la température maximum d’utilisation. Il est nécessaire qu’il y ait une marge entre la température à laquelle le roulement opère et le point de goutte.
Problèmes d’incompatibilité
Lorsque l’on change de type de graisse, il est important d’éliminer la plus grande quantité de graisse usagée afin de minimiser tout problème d’incompatibilité avec la nouvelle graisse. Si cela est possible, on démontera l’appareil et on nettoiera la plus grande quantité de graisse possible.
Un petit conseil
Même si la majorité des systèmes sont lubrifiés de façon adaptée avec une graisse de type universel, dans les cas pour lesquels la valeur NDm est excessivement élevée, il est essentiel de s’assurer que le lubrifiant sera capable de protéger l’appareil. Même si vous êtes minutieux et que vous sélectionnez une graisse en vous basant sur toutes les propriétés mentionnées antérieurement, la seule façon de savoir réellement si la graisse remplit sa fonction de la forme désirée est de mener à bien un essai en fonctionnement. Pour cela vous devrez contrôler la température des roulements et rechercher des signes de graisse ou d’huile qui sortiront par les grilles de purge ou les joints.
Enfin, assurez-vous de bien faire votre travail et de calculer les valeurs NDm des roulements afin de sélectionner le lubrifiant approprié. En étant attentif et en sélectionnant vos lubrifiants correctement, vos appareils à haute vitesse pourront profiter d’une vie utile plus importante.
6 facteurs pour choisir une graisse à haute vitesse
Viscosité de l’huile base – Assurez-vous que la viscosité qu’offre la pellicule lubrifiante est adaptée et qu’elle n’est pas trop épaisse afin de ne pas provoquer de chaleur excessive ou de résistance.
Caractéristiques de la canalisation – La graisse doit être canalisable afin qu’elle ne génère pas une chaleur excessive durant son travail.
Point de goutte – Le point de goutte de la graisse doit excéder la température de fonctionnement avec une marge importante afin d’éviter une perte excessive et une possible panne du roulement. Généralement, on recommande que la graisse travaille en-dessous de 66% de la température de son point de goutte, avec des températures ponctuelles limites qui ne doivent pas être supérieures à 75%.
Type d’épaississant – Choisissez un épaississant qui pourra offrir un point de goutte adapté, la canalisation et les caractéristiques de purge. De plus, si vous utilisez plusieurs graisses, vérifiez que les types d’épaississants sont compatibles en cas de mélanges accidentels.
Degré NLGI – La consistance de la graisse aura un impact sur les caractéristiques de purge et les propriétés de canalisation de la graisse lubrifiante finie.
Additifs de charge EP – La majorité des applications demandent des additifs pour les aider à lubrifier l’huile. Pour les graisses, on peut mélanger une grande variété d’additifs chimiques et solides qui aident à la résistance de la pellicule (EP) et réduisent la friction et l’usure (AW).
Article publié dans Machinery Lubrication (8/2015)
Auteur: Wes Cash – director of Technical Services for Noria Corporation.
© Noria Corporation.
Adaptation offerte par courtoisie de OLIPES
Si vous souhaitez voir la publication originale, cliquez ici.