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17.07.2014

Lubrification de paliers à roulement

La lubrification correcte de paliers à roulement diminue les pannes de machines dues aux dommages de paliers et augmente la sécurité de fonctionnement

Principe de fonctionnement et types de palier à roulement

Les paliers à roulement permettent un mouvement de rotation à frottement réduit entre différents composants de machine.
C’est pourquoi les paliers à roulement sont notamment utilisés dans la technique pour le guidage et le support d’arbres et d’axes. Les paliers à roulement sont basés sur le principe du frottement par roulement : ils se composent d’une bague intérieure et d’une bague extérieure, entre lesquelles roulent des corps de roulement, qui sont séparés par une cage pour réduire encore davantage le frottement et l’usure. En fonction de la charge, différents modèles, tels que des billes ou des rouleaux, sont utilisés comme corps de roulement. En raison du frottement de roulement associé à la forme du corps de roulement, les roulements à billes sont particulièrement adaptés aux vitesses élevées, tandis que les paliers à rouleaux sont mieux adaptés aux charges élevées.

Fonctions du lubrifiant pour paliers à roulement

Le but de la lubrification de paliers à roulement est d’empêcher le contact métallique des surfaces de roulement et de glissement à l’aide d’un film de lubrifiant, afin de réduire encore plus le frottement de glissement dans le palier à roulement. De plus, la lubrification du palier à roulement permet d’améliorer la protection contre l’usure. Cela évite d’endommager les roulements, prolonge leur durée de vie et augmente leur sécurité de fonctionnement. Selon le type de lubrifiant (huile ou graisse avec additifs appropriés), les autres fonctions du lubrifiant dans le palier à roulement sont la protection contre la corrosion, l’élimination de la chaleur du roulement, la protection du roulement contre la contamination interne et externe, l’amortissement du bruit de roulement du palier et l’assistance à l’effet d’étanchéité des joints d’étanchéité des paliers.

Critères de décision pour la lubrification à la graisse ou à l’huile
La lubrification à la graisse est utilisée pour environ 90 % de tous les paliers à roulement. Les principaux avantages d’une lubrification à la graisse sont les suivants :

  • très faible coût de conception
  • bonne assistance de l’étanchéité du palier
  • longue durée d’utilisation
  • faible couple de frottement
  • bonnes caractéristiques pour marche de secours pour les lubrifiants solides
  • bonnes propriétés de réduction du bruit

Lorsqu’elles sont correctement sélectionnées, les graisses assurent une lubrification fiable pour une large gamme de vitesses et de charges pour tous les types de roulements sauf les butées à roulement à rotule.

Structure et caractérisation des graisses
Les graisses lubrifiantes sont constituées d’une huile de base qui est liée par un épaississant. L’huile est ainsi maintenue au point de lubrification. Elle y assure une protection efficace contre le frottement et l’usure et assure l’étanchéité du point de lubrification contre les influences extérieures telles que l’humidité et les corps étrangers. C’est pourquoi les graisses sont idéales pour l’utilisation dans les paliers à roulement. Les caractéristiques de performances typiques d’une graisse, telles que le point de goutte, la capacité d’absorption de charge et la résistance à l’eau sont déterminées par l’huile de base et l’épaississant. L’amélioration de la protection contre la corrosion et l’usure, de la capacité d’absorption de charge et de l’adhésivité et de la résistance au vieillissement se fait via les additifs ajoutés à la graisse.

Données caractéristiques pour la sélection d’une graisse pour paliers à roulements

La sélection d’une graisse pour paliers à roulements dépend de la conception du palier à roulement et du matériau de la cage du palier à roulement (métaux ou matières plastiques), ainsi que des conditions de fonctionnement et d’utilisation telles que la température d’utilisation, la plage de vitesse, la charge de pression et les influences environnementales (eau, poussière ou fluides agressifs). Les données caractéristiques suivantes sont disponibles pour la caractérisation d’une graisse pour paliers à roulements.

1. Classe NLGI

Dans le cas des graisses lubrifiantes, la consistance est le paramètre de la résistance d’une graisse. La classification des graisses suivant NLGI va de très fluide (classe 000) à extrêment dure (classe 6). Les graisses lubrifiantes des classes NLGI 1-4 conviennent pour l’utilisation dans les paliers à roulement.

2. Point de goutte (en °C)

Le point de goutte d’une graisse lubrifiante est la température à laquelle intervient la liquéfaction de la graisse. Il se situe sensiblement au-dessus de la température d’utilisation recommandée, qui, pour un palier à roulement, est déterminée non seulement par la température ambiante, mais également par la chaleur qui se développe dans le palier durant le fonctionnement du palier à roulement.

3. Valeur du test 4 billes

Le testeur à quatre billes est un dispositif d’essai pour les lubrifiants qui sont utilisés pour des pressions superficielles élevées. Il est constitué d’une bille mobile glissant sur trois billes fixes. Lors de l’essai de la charge absorbée maximale par le lubrifiant, une force d’essai agissant sur la bille de roulement est augmentée par paliers jusqu’à la soudure des quatre billes suite à la chaleur de frottement.

4. Valeur DN (facteur de rotation)

La valeur DN indique jusqu’à quelles vitesses périphériques maximales une graisse lubrifiante peut être utilisée dans un palier à roulement. Il se calcule à partir de la vitesse de rotation du palier, du diamètre moyen du palier (en mm) et d’un facteur tenant compte de l’importance du frottement de glissement pour le type de construction du palier.

5. Valeur SKF-Emcor

Le procédé SKF-Emcor est utilisé pour l’évaluation des caractéristiques de protection contre la corrosion de graisse pour paliers à roulements. Le test consiste à ajouter de l’eau à la graisse et d’étudier, dans des roulements à rouleaux articulés, la corrosion pour une durée de fonctionnement, une vitesse de rotation et des temps de pause définis selon la norme DIN 51802. Si l’inspection visuelle des bagues de contrôle ne révèle aucune corrosion, le degré de corrosion est 0. En cas de corrosion très forte, le degré de corrosion est 5.

Lubrification de paliers à roulement

Une condition préalable importante pour la sécurité de fonctionnement élevée d’un palier à roulement est l’alimentation continue en lubrifiant. Lors du premier graissage ou du regraissage du palier, les consignes du fabricant du palier doivent être respectées. Le palier doit être rempli de telle façon que toutes les surfaces fonctionnelles reçoivent avec certitude de la graisse. Les paliers à rotation lente (valeur DN < 50 000) et leurs boîtiers peuvent être entièrement remplis, les paliers à rotation rapide (valeur DN > 400 000) jusqu’à 1/4 de l’espace intérieur libre du palier. Dans tous les autres cas, on recommande un remplissage jusqu’à 1/3.

Les paliers lubrifiés à la graisse offrent une fiabilité de fonctionnement suffisante lorsque les délais de relubrification ne sont pas dépassés. Une relubrification est nécessaire lorsque la durée d’utilisation de la graisse est inférieure à la durée de vie prévisible du palier. La relubrification se fait à l’aide d’une pompe à graisse ou de systèmes de lubrification automatiques. Dans la mesure du possible, il convient d’effectuer une relubrification pendant le fonctionnement. Les quantités de relubrification sont comprises entre 50 et 80 % de la quantité du premier remplissage. S’il n’est pas possible d’enlever l’ancienne graisse, la quantité de graisse doit être limitée afin d’éviter une lubrification excessive du palier.

En cas de longs intervalles de relubrification, l’objectif doit être de remplacer la graisse aussi complètement que possible. Avant de changer de type de graisse, le palier à roulement doit toujours être nettoyé ou relubrifié jusqu’à ce que l’ancienne graisse ait été complètement éliminée du palier. Dans ce cas, la miscibilité des lubrifiants et la compatibilité des matériaux doivent être vérifiées au préalable.

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