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En Vedette
Lubrification des roulements hybrides

Que signifie la lubrification des roulements en céramique?


5 avril 2022
Par Douglas Martin

Photo Crédit: rommma / iStock / Getty Images Plus

L’un des principaux enjeux est de comprendre la signification de la durée de vie de la graisse. Cette dernière est définie par le moment où la graisse n’est plus en mesure de bien lubrifier le roulement. En connaissant la durée de vie de la graisse, nous pouvons ainsi déterminer la fréquence à laquelle un roulement doit être lubrifié à nouveau. Nous ne voulons pas attendre jusqu’à la dernière minute pour « regraisser » un roulement, nous choisissons plutôt de le faire bien avant qu’il ne soit plus en mesure de faire son travail.

Il existe une méthode générale de calcul présentée dans la documentation de nombreux fabricants des roulements qui permet de calculer le point de « remplissage » qui correspond à la durée de vie L1 de la graisse (la durée pendant laquelle nous pouvons être certains à 99 % que la graisse du roulement est encore fonctionnelle). À ce stade, nous alimenterons le roulement avec un volume spécifique basé sur la taille du roulement dans le but d’éliminer toute graisse usagée du roulement et de la remplacer avec de la graisse fraîche.

C’est la durée de vie de la graisse qui détermine la durée de vie fonctionnelle d’un roulement étanche. La pratique générale consiste à définir la durée de vie des roulements étanches de la même manière que celle de la durée de vie à la fatigue de la graisse. Ainsi, nous pouvons avoir un niveau de confiance à 90 % concernant le fait que le roulement continuera de fonctionner une fois cette durée atteinte. Bien entendu, lorsque la graisse n’est plus capable de lubrifier, une défaillance des roulements se produit. Par contre, le principe est différent lorsque l’on parle de la durée de vie à la fatigue traditionnelle L10 que la plupart des gens connaissent. La durée de vie à la fatigue L10 prédit, avec une confiance à 90 %, qu’une population de roulements ne subira pas de défaillance due à la fatigue sous-superficie.

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À noter : la « durée de vie » calculée d’un roulement étanche est, soit la durée de vie de la graisse, soit la durée de vie à la fatigue, selon la valeur le plus basse.

Il est certainement utile de savoir comment un roulement hybride se comporte par rapport à un roulement en acier traditionnel, d’autant plus que les roulements hybrides ont un prix plus élevé. En sachant qu’un roulement hybride durera X heures de plus, alors la rentabilité de ce produit est facile à comprendre. C’est un peu comme avec les ampoules; oui, nous payons plus cher pour des ampoules D.E.L., mais combien de temps de plus fonctionneront-elles (et cela représente combien d’énergie en moins qui sera utilisée).

Un document technique sur la lubrification des roulements en céramique a été publié dans Tribology Transactions et c’est ce que ce dernier tenait à faire réaliser. À la suite de procédures d’essais, il a été possible d’établir des facteurs de performance pour les roulements qui sont lubrifiés à la graisse. Les essais ont été effectués sur des roulements à billes à rainures profondes et des roulements à rouleaux cylindriques. Un certain nombre de types d’épaississants ont été testés, ainsi que des huiles minérales et synthétiques.

La meilleure amélioration des performances avec les DGBB a été obtenue avec une graisse à base de lithium complexe et d’huile minérale qui a permis de constater une amélioration neuf fois plus importante du facteur de performance de la graisse. La deuxième plus grande amélioration des performances a été constatée avec une graisse à base d’épaississant PolyUrea et d’huile synthétique Ester. Dans ce cas, les performances du roulement hybride étaient huit fois supérieures à celles du roulement en acier.

Le gain de performance le plus faible était d’un facteur de deux, et ce, avec des épaississants au lithium et au lithium complexe, avec soit une huile minérale/PAO (mélange synthétique), soit une huile PAO (entièrement synthétique).

Que signifient ces résultats? Pour une graisse standard, telle que le lithium complexe/huile minérale, utilisée dans un roulement hybride, il est possible de voir une augmentation significative des performances de votre système de roulement/graisse. Essentiellement, cela signifie que les roulements hybrides scellés dureront plus longtemps avant d’atteindre la durée de vie de la graisse, ce qui pourrait être le facteur limitant en fonction de l’application. Par exemple, un moteur « étanche à vie » durera neuf fois plus longtemps (étant donné qu’il est limité par la durée de vie de la graisse).

Cela signifie également que les applications utilisant des roulements ouverts n’ont pas besoin d’être « regraissées » aussi souvent à des fins de lubrification. Toutefois, comme la graisse sert également de joint pour empêcher la contamination, la fréquence de lubrification peut avoir besoin d’être maintenue pour assurer la propreté du roulement (mais les roulements hybrides sont plus tolérants à des mauvaises conditions de lubrification).

Si l’environnement est propre et qu’il n’y a pas de chaleur ou de vibrations externes, alors le « regraissage » pourrait être prolongé, ou même éliminé, ce qui réduirait les demandes pour des techniciens en lubrification.

Ce qui est intéressant dans ces résultats, c’est que deux graisses utilisées très couramment dans les moteurs électriques et dans l’industrie, soit le Lithium complexe et le Poly Urea, sont également les graisses qui sont les plus utilisées dans les roulements en céramique. En fait, il semble que le passage à des roulements en céramique présente plus d’avantages que le remplacement de la graisse par un type plus coûteux.

En conséquence de ces résultats, les hybrides élargissent les horizons d’applications qui ne nécessitent pas d’entretien et les hybrides permettent d’optimiser les machines afin de concevoir des machines plus petites. MRO

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Douglas Martin est un ingénieur en machinerie lourde basé à Vancouver. Il est spécialisé dans la conception d’équipements rotatifs, l’analyse des défaillances et la lubrification. Vous pouvez le joindre à l’adresse suivante : mro.whats.up.doug@gmail.com


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