Lubrification des roulements - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

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Lubrification des roulements

Vous connaissez déjà le but de la lubrification, les types de lubrifiants, les qualités d'un bon lubrifiant, etc. Cette étude porte davantage sur les méthodes de lubrification des roulements.

1. Propreté

La propreté a une grande importance pour le fonctionnement correct des roulements. Il est très important que les roulements soient lubrifiés avec une graisse ou une huile propre et que le lubrifiant soit maintenu propre pendant le fonctionnement. Cela signifie que les dispositifs d'étanchéité demeurent en bonne condition.

La graisse doit être conservée dans l'emballage d'origine jusqu'à ce qu'elle soit utilisée et ne doit jamais être laissée à découvert. Tous les appareils de lubrification doivent être nettoyés avec des solvants propres et asséchés avant usage. N'utilisez jamais une spatule en bois pour retirer la graisse d'un contenant, cela risque de la polluer. La première étape pour relubrifier un roulement consiste à nettoyer le raccord de fraisage et la zone autour des appareils (figure suivante).

Propreté :

La graisse utilisée doit répondre aux mêmes exigences de propreté que la graisse d'origine. Quant à l'huile, elle doit de préférence être filtrée avant d'être injectée dans le montage. Des filtres sont fixés sur certaines installations afin d'éliminer la pollution.

2. Lubrification à la graisse

La graisse est un des lubrifiants les plus utilisés pour les roulements. Son agent épaississant fonctionne comme un réservoir pour l'huile de lubrification. Il est nécessaire d'utiliser une graisse qui a des propriétés telles que vous obteniez une lubrification satisfaisante dans les conditions spécifiques de fonctionnement. Pour un rappel sur les graisses et les huiles, reportez-vous au module Lubification des machines et des équipements.

a. Choix d'une graisse

Si vous choisissez une graisse qui n'est pas tout à fait adaptée, essayez d'éviter les avaries. Il est important que la viscosité permette d'assurer une lubrification suffisante à la température de fonctionnement. La viscosité, comme vous le savez, dépend pour une grande part de la température. Les constructeurs de machines spécifient généralement un type de graisse en particulier. De plus, la majorité des graisses standard couvrent une large gamme d'applications. Les graisses avec additifs EP ne sont pas préjudiciables aux roulements.

Pour un bon choix de graisse, voici les facteurs les plus importants à considérer : le type de machine, le type et la dimension du roulement, la température de fonctionnement, les conditions de charge en service, la plage de vitesse, les conditions de fonctionnement telles que la vibration et la disposition, les conditions de refroidissement, l'efficacité de l'étanchéité, l'environnement extérieur.

La plupart des utilisateurs de roulements choisissent une graisse qui peut s'adapter à presque toutes les applications ou conditions qu'ils sont susceptibles de rencontrer. Plusieurs compagnies développent des types de graisses différentes qui s'adaptent aux différentes applications (figure suivante).

Types de graisses SKF :

b. Précautions avant le graissage
En général, les roulements ne sont lubrifiés qu'après le montage, et cela, pour différentes raisons dont la propreté. Plus la graisse s'applique tard, plus les chances d'éviter la pollution sont grandes. Par exemple, dans les roulements à alésage conique, il est plus difficile de mesurer le jeu si le roulement est garni de graisse. On devrait lubrifier un roulement avant le montage seulement dans le cas où il faut assurer une répartition uniforme de la graisse.
c. Quantité de graisse
Généralement, un roulement ne doit pas être complètement rempli de graisse. L'espace libre devrait être de 70 à 50 %. Dans les montages non vibrants, le remplissage peut aller jusqu'à 90 % de l'espace libre sans risque d'élévation de température. Les roulements qui doivent fonctionner à vitesse élevée, par exemple les broches de machines-outils, où il est souhaitable de maintenir une faible température, doivent être lubrifiés avec de petites quantités de graisse.
d. Graissage des roulements

La technique de graissage varie selon la conception du roulement et du palier. Les roulements peuvent être séparables ou non, ainsi que les paliers. Les différents types sont les roulements à rouleaux cylindriques, les roulements à rouleaux coniques et tous les types de butées. Dans ces cas, la lubrification peut s'effectuer avant l'assemblage du roulement dans l'ordre déterminé par la séquence de montage. S'il s'agit d'un roulement séparable (figure suivante), garnissez de graisse l'espace intérieur et lubrifiez la bague.

Graissage d'un roulement séparable :

Si elle est munie d'un ensemble cage-billes, veillez à remplir tous les espaces. Si la bague est seule, il faut la lubrifier de façon à ce qu'elle ne soit pas détériorée lors de l'enfoncement de l'autre bague avec l'ensemble cage-éléments roulants. Lorsque les roulements sont non séparables, tels les roulements rigides ou à rotule, ils doivent être remplis des deux côtés (figure suivante).

Graissage d'un roulement non séparable :

Dans les roulements à rotule sur billes ou à rouleaux, il est possible de basculer la bague de façon à graisser les éléments roulants. Lorsqu'il s'agit d'un roulement qui est monté dans un palier à plan de joint diamétral, on le graisse immédiatement après avoir fait le positionnement en remplissant l'espace libre dans le palier.

Graissage des paliers :

Les types de paliers SNH et SAF sont généralement lubrifiés à la graisse. Le choix du lubrifiant dépend des conditions de fonctionnement et doit être effectué en fonction des directives des fabricants. Sur la figure suivante, vous trouverez les quantités de graisse recommandées pour le graissage initial des paliers.

Quantités de graisse recommandées pour paliers SAF et SNF :

Graissage des paliers SNH :

La partie supérieure d'un palier SNH est munie de cinq pointages qui indiquent où il convient de percer et de tarauder des trous pour recevoir des raccords de graissage (figure suivante).

Position des raccords de graissage :

Les deux positions extérieures correspondent à la relubrification des joints ; les trois positions centrales correspondent à la relubrification du roulement. Sur ce type de palier SNH, un jeu d'accessoires peut être disponible : il contient un joint en V et un déflecteur couvrant un secteur d'un peu plus de 180°. La graisse doit pénétrer dans le palier du côté opposé à l'écrou de serrage (figure suivante).

Graissage d'un palier :

Pour les paliers montés en bout d'arbre, la graisse doit être introduite du côté du couvercle latéral. Si vous utilisez des joints de types TG, TC, la graisse en excès peut s'échapper par un trou percé dans le palier (figure suivante).

Dimension des raccords et des orifices d'évacuation :

Graissage des paliers SAF :

Ce type de palier jusqu'à la dimension 524 possède deux trous taraudés. L'un, centré, est destiné à la lubrification des roulements à rotule sur rouleau. L'autre trou se trouve sur l'épaulement pour la lubrification des roulements à rotule sur billes. Les raccords de graissage portent les suffixes WC pour les raccords droits et WCI pour les raccords à tête fraisée (figure suivante).

Raccord de graissage :

Connaissant ces données, vous êtes en mesure de procéder au graissage de différents types de paliers. Assurez-vous de la propreté, d'un bon choix de graisse et de la bonne quantité aux endroits désignés.

Remplacement de la graisse :

En principe, on utilise toujours le même type de graisse que lors du garnissage initial. Certaines graisses, lorsqu'elles sont mélangées, perdent leur pouvoir lubrifiant. Lorsque la lubrification doit se faire fréquemment, le palier doit être muni d'un dispositif de graissage. Dans les conditions normales, la graisse peut être injectée avec une pompe. Certains roulements sont munis de rainures et de canaux de graissage qui introduisent le lubrifiant directement dans le roulement. Sinon, il faut le relubrifier par le côté (figuresuivante).

Lorsque les intervalles de relubrification sont longs, le palier doit être ouvert et nettoyé de ses résidus de graisse. Remplacez la graisse.

Pour la lubrification d'un roulement, vous pouvez utiliser la formule suivante afin de déterminer la quantité de graisse à ajouter (figure suivante).

Calcul des quantités de graisse lors d'appoints :

3. Lubrification à l'huile

L'huile est préférée à la graisse lorsque cette dernière ne convient pas pour des raisons techniques ou économiques. A température élevée, on préfère l'huile. Comme la graisse, l'huile utilisée pour les roulements doit avoir une bonne résistance à l'oxydation, ne doit pas s'évaporer et doit prévenir la corrosion. Les huiles que vous pouvez utiliser sont de quatre types : les huiles minérales, synthétiques, animales ou végétales. L'huile minérale est celle que vous utiliserez pour lubrifier la plupart des roulements.

a. Choix d'une huile

La durée de service d'un roulement peut être augmentée si l'huile choisie a une viscosité un peu plus élevée que la température de fonctionnement. Le tableau de la figure suivante permet de choisir un type d'huile par rapport à la température et à la viscosité.

Diagramme viscosité-température :

Intervalles de remplacement de l'huile :
Avec la lubrification par bain d'huile, il est généralement suffisant de changer l'huile une fois l'an si la température du roulement est inférieure à 50°C. Lorsque les températures sont plus élevées, les changements peuvent se faire tous les trois ou six mois, selon le degré de pollution de l'huile. Lorsque l'huile fait partie d'un système de circulation, elle sera remplacée à partir d'une analyse d'huile.
b. Lubrification à l'huile des paliers SAF

Ce type de palier peut recevoir une lubrification par bain ou par circulation d'huile. Un niveau d'huile peut être monté sur la face latérale du palier. Le suffixe WB correspond au niveau d'huile (figure suivante).

Niveau d'huile dans les paliers :

En version standard, les paliers SAF sont fournis avec deux orifices d'évacuation d'huile dans la semelle. Pour un palier SAF6-224N de SKF, le niveau d'huile, selon le tableau, sera à 2 1/32 pouces à partir du bas de la semelle.

Le bain d'huile est la forme de lubrification la plus simple. Il peut être utilisé à faible vitesse. Lorsque le roulement est au repos, le niveau du bain doit se situer juste au-dessous du centre de l'élément roulant en bas. En rotation, l'huile est entraînée et traverse le roulement (figure suivante).

Bain d'huile :

Le système à circulation d'huile (figure suivante) permet la filtration de l'huile et, si nécessaire, refroidit l'huile avant de la retourner au système.

Circulation d'huile :

Le système à injection d'huile est utilisé lorsque les vitesses des machines sont très grandes. L'huile peut être repoussée du roulement au lieu de traverser et d'évacuer la chaleur. Le principe consiste à injecter sous pression(15 m/s) un jet d'huile dans le roulement de façon à ce que l'huile pénètre dans le roulement (figure suivante).

Injection d'huile :

La lubrification air-huile permet d'injecter un film d'huile et d'air lubrifiant. Cela minimise le frottement. A l'aide d'un appareil, l'huile est injectée dans une canalisation à des intervalles déterminés et acheminée au roulement par air comprimé (figure suivante).

Lubrification air-huile :

Le débit d'huile est contrôlé par un ajustement. Lorsque l'huile a traversé le roulement, elle doit être drainée.

Lors de la lubrification, il est important d'apporter une attention particulière à la propreté, de vérifier l'intervalle de remplacement, de sélectionner le bon type d'huile et de choisir l'huile appropriée. Lors de la vidange, récupérez le produit dans des bassins et entreposez-le dans des endroits adéquats, car l'huile est un agent polluant.

4. Résumé sur la lubrification des roulements

A la suite de cette étude, vous devriez retenir plus particulièrement les points suivants.

- La propreté a une grande importance pour le fonctionnement des roulements.

- La graisse doit être conservée dans l'emballage d'origine jusqu'à ce qu'elle soit utilisée et ne doit jamais être laissée à découvert.

- Le choix de la graisse dépend de la température d'opération, de la viscosité, de la dimension du roulement, de la condition de charge, de la plage de vitesses et des conditions de fonctionnement.

- Il est préférable d'appliquer la graisse après le montage des roulements.

- L'espace libre de graisse dans un roulement devrait être de 70 à 50 %.

- Pour graisser les paliers à plan diamétral, vous devez déterminer la quantité de graisse selon les recommandations du fabricant.

- Pour les paliers standard, la graisse est injectée sur le dessus du palier, tandis que pour les paliers montés en bout d'arbre, la graisse est injectée du côté du couvercle.

- Le suffixe WC indique un raccord de graissage droit.

- Lorsque la fréquence de graissage est de un an et plus, vous devez changer toute la graisse.

- Pour la lubrification des paliers, vous pouvez utiliser quatre types d'huile : l'huile minérale, synthétique, animale ou végétale.

- Lorsque la température de fonctionnement d'une machine est de plus de 50°C, l'huile doit être changée tous les trois ou six mois.

- Le suffixe WB correspond au niveau d'huile.

- Lors de la lubrification, il est important d'apporter une attention particulière à la propreté, au choix de l'huile et à la récupération des huiles usées.

Vous pouvez maintenant procéder à la lubrification de paliers selon différentes méthodes et techniques recommandées, en respectant les quantités et les niveaux de lubrifiants.

Une étude traite des principales avaries des roulements.

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