Comprendre la lubrification des roulements
Définition : Qu'est-ce que la lubrification des roulements ?
Lubrification des roulements est la pratique consistant à appliquer et à maintenir un lubrifiant (huile ou graisse) entre les surfaces de roulement ou de glissement d'un roulement pour séparer les surfaces métalliques, réduire le frottement, empêcher porter, dissipent la chaleur, protègent contre la corrosion et éliminent la contamination. Une lubrification adéquate est sans doute le facteur le plus important pour la durée de vie des roulements : des roulements insuffisamment lubrifiés peuvent tomber en panne en quelques heures ou quelques jours, tandis que des roulements correctement lubrifiés peuvent fonctionner pendant des décennies.
La relation entre la lubrification et les performances des roulements est si critique qu'environ 50 à 80% des défaillances prématurées des roulements sont attribuables à des problèmes liés à la lubrification : lubrifiant inapproprié, quantité insuffisante, contamination ou lubrifiant dégradé.
Fonctions de la lubrification des roulements
1. Réduction du frottement
- Sépare les surfaces métalliques avec un film fluide, empêchant le contact direct
- Réduit le coefficient de frottement d'environ 0,3-0,5 (sec) à 0,001-0,01 (lubrifié)
- Minimise les pertes de puissance et la production de chaleur
- Permet un fonctionnement fluide et silencieux
2. Prévention de l'usure
- Empêche le contact métal sur métal qui provoque l'usure adhésive et abrasive
- Prolonge la durée de vie des roulements de quelques heures à plusieurs années
- Maintient les jeux et la précision des roulements
3. Dissipation thermique
- Le lubrifiant absorbe la chaleur due à la friction et l'évacue
- Particulièrement important dans les roulements lubrifiés à l'huile avec circulation
- Empêche la surchauffe qui réduirait la dureté du matériau et accélérerait la défaillance
4. Protection contre la corrosion
- Le film lubrifiant empêche l'humidité et les agents corrosifs d'entrer en contact avec les surfaces des roulements
- Les additifs fournissent une inhibition supplémentaire de la corrosion
- Critique pendant les périodes de stockage et d'inactivité
5. Contrôle de la contamination
- Le lubrifiant aide à éliminer les petites particules des zones de contact
- La graisse assure une action d'étanchéité empêchant la pénétration de particules
- Les systèmes d'huile incluent souvent une filtration
6. Répartition de la charge
- Le film lubrifiant aide à répartir les charges plus uniformément
- La lubrification élastohydrodynamique (EHL) dans les contacts roulants assure le support de la charge
- Réduit les contraintes de contact maximales
Types de lubrifiants
Lubrification à la graisse
Les plus courants pour les roulements à éléments roulants :
- Composition: Huile + épaississant (savon) + additifs
- Avantages : Simple, aucun système externe requis, assure l'étanchéité
- Limites: Dissipation thermique limitée, nécessite un regraissage périodique
- Limitation de vitesse: Généralement limité à DN < 300 000-500 000 (alésage du roulement mm × tr/min)
- Applications : Moteurs électriques, équipements industriels généraux, roulements étanches
Lubrification à l'huile
Nécessaire pour les applications à grande vitesse ou à haute température :
- Types: Huile minérale, huile synthétique, avec divers additifs
- Avantages : Excellente dissipation thermique, peut être filtré, durée de vie plus longue
- Exigences: Système d'alimentation en huile, joints, drainage
- Plage de vitesse : Aucune limite de vitesse supérieure pratique
- Applications : Machines à grande vitesse, paliers lisses, systèmes circulants
Méthodes de lubrification
Pour la graisse
- Roulements emballés : Cavité de roulement 30-50% remplie de graisse
- Regraissage périodique : Graisse fraîche ajoutée à intervalles réguliers (mois à années)
- Graisseurs automatiques : Dispositifs électromécaniques délivrant des quantités de graisse mesurées
- Roulements étanches : Pré-emballé, pas de relubrification (remplacé lorsque la graisse est épuisée)
Pour l'huile
- Bain d'huile : Roulement partiellement immergé dans le carter d'huile
- Bague d'étanchéité : La bague sur l'arbre récupère l'huile et la distribue au roulement
- Brouillard d'huile : Spray d'huile atomisé pour applications à grande vitesse
- Système de circulation : Alimentation en huile pompée avec refroidissement et filtration
- Lubrification par jet : Jets d'huile haute pression pour applications à vitesse extrême
Modes de défaillance de la lubrification
Lubrification insuffisante
- Symptômes: Température élevée, vibrations accrues, bruit
- Dommages : Rayures de surface, décoloration, usure rapide
- Causes : Intervalles incorrects, passages bloqués, approvisionnement inadéquat
- Le temps de l'échec : Des heures aux jours
Lubrification excessive
- Symptômes: Température élevée due au barattage, fuite du joint
- Dommages : Dégradation accélérée de la graisse, dommages aux joints
- Causes : Surgraissage, carters d'huile trop remplis
- Effet: Durée de vie réduite des roulements (50-80% optimal en cas de surgraissage important)
Mauvais lubrifiant
- Mauvaise viscosité : Trop fin (film inadéquat) ou trop épais (frottement élevé)
- Type incompatible : Mélange de graisses ou d'huiles incompatibles
- Plage de température incorrecte : Le lubrifiant se décompose ou devient trop visqueux
Lubrifiant contaminé
- Saleté, particules métalliques, eau dans le lubrifiant
- Agit comme un composé abrasif
- Accélère l'usure et la fatigue
- Peut bloquer les passages de lubrification
Lubrifiant dégradé
- Oxydation due au vieillissement ou à une température élevée
- Perte d'additifs au fil du temps
- Épaississement ou amincissement dû à des changements chimiques
- Capacités de protection réduites
Meilleures pratiques
Sélection de lubrifiant
- Suivez les recommandations du fabricant
- Tenez compte de la vitesse de fonctionnement, de la charge et de la température
- Sélectionnez le grade de viscosité approprié aux conditions
- Utilisez des lubrifiants de qualité provenant de fournisseurs réputés
Application
- Nettoyer toutes les surfaces avant la lubrification
- Appliquer la bonne quantité (ni trop, ni trop peu)
- Utiliser des outils et des récipients propres
- Suivre les procédures de regraissage appropriées (purger la vieille graisse)
Surveillance
- Établir des intervalles de relubrification en fonction des conditions de fonctionnement
- Surveiller les températures des roulements (une température élevée indique des problèmes de lubrification)
- Suivre la consommation de lubrifiant
- Analyser l'huile usagée pour vérifier son état et sa contamination
- Inspecter périodiquement les joints
Une lubrification adéquate des roulements est essentielle à leur performance et à leur longévité. Comprendre les principes de lubrification, choisir les lubrifiants appropriés, appliquer les quantités et les méthodes appropriées, et maintenir l'état du lubrifiant par la surveillance et le remplacement constituent la base de programmes efficaces de maintenance et de fiabilité des roulements.