lubrification des roulements des machines électriques
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NOTE TECHNIQUE NO. 19 Des solutions fiables maintenant ! LUBRIFICATION DES ROULEMENTS DES MACHINES ÉLECTRIQUES Par Preben Christensen Ingénieur auprès de l’EASA (à la retraite) Le présent article traite des lubrifiants standards recommandés par les fabricants de roulements pour les roulements utilisés dans les moteurs électriques et les génératrices. Il indique les noms commerciaux et les propriétés de chaque lubrifiant ainsi que les numéros de code qui leur sont attribués par les fabricants de roulements. L’article énumère aussi les lubrifiants recommandés pour les différentes configurations de roulements. Il est préférable de suivre les instructions du fabricant concernant la lubrification, mais il peut parfois arriver que ces instructions ne soient pas offertes. Dans ce cas, l’utilisateur a intérêt à se laisser guider par les recommandations données dans le présent article. Presque tous les roulements présents dans les machines électriques sont lubrifiés avec de la graisse plutôt qu’avec de l’huile à cause des avantages que celle-ci présente, entre autres la facilité d’entretien. C’est pourquoi seule la lubrification avec la graisse est abordée ici. Les graisses lubrifiantes sont composées d’une huile de base (minérale ou synthétique) et d’un épaississant (habituellement du calcium, du lithium, du sodium ou de la polyurée). Ces graisses sont classées selon le type d’épaississant utilisé. Les fabricants de roulements, lorsqu’ils attribuent leurs propres numéros de code aux différentes sortes de graisse, associent souvent ces numéros au nom commercial du produit lubrifiant. Les numéros de code de graisse des fabricants de roulements, qui varient d’un fabricant à l’autre, identifient la graisse avec laquelle le roulement est conditionné en usine. Malheureusement, les numéros de code des graisses ne sont pas toujours indiqués sur le roulement ou sur son emballage. Les types de roulements habituellement utilisés dans les machines électriques sont les roulements à fermeture double, étanches ou munis de flasques aux deux extrémités; les roulements à fermeture simple, fermés à une extrémité seulement; les roulements ouverts, qui ne possèdent ni joints ni flasque. Pour assurer une lubrification adéquate, il est nécessaire de déterminer le type de roulement à traiter. GRAISSES LUBRIFIANTES — PROPRIÉTÉS ET CODES Le tableau 1 (voir les pages 2 et 3) donne la liste des graisses standards utilisées par les fabricants de roulements qui ont fourni des informations sur les graisses à l’EASA. Les données fournies pour chaque lubrifiant sont les suivantes : fabricant et nom commercial, propriétés (huile de base et épaississant) et numéro de code du fabricant du roulement. GRAISSE SYNTHÉTIQUE Le coût de la graisse synthétique est plus élevé que celui de la graisse minérale; on ne l’utilise que dans les applications dans lesquelles la graisse minérale ne donne pas de résultats satisfaisants. Ces applications concernent habituellement les roulements soumis à des températures extrêmement basses ou extrêmement élevées, ou fonctionnant à haute vitesse. Un des fabricants de roulements, McGill, ne recommande pas l’emploi de graisse synthétique pour ses roulements à rotule sur rouleaux, parce que ce lubrifiant ne procure pas de film adéquat pour ses roulements SPHERE-ROL. COMPATIBILITÉ DES GRAISSES En général, les fabricants de roulements recommandent de ne pas mélanger les lubrifiants afin d’éviter les problèmes de compatibilité. L’utilisateur final ou le fabricant de lubrifiant doit donc déterminer quelles graisses sont compatibles et lesquelles ne le sont pas. Si vous entretenez des doutes quant à la compatibilité de certaines graisses, informez-vous auprès du fabricant de la machine ou du fournisseur de lubrifiant. S’il est nécessaire de mélanger des lubrifiants, prenez soin de ne pas combiner des huiles de base ou des épaississants hétérogènes. Ainsi, ne mélangez pas une graisse à base d’huile minérale avec une graisse à base d’huile synthétique. Pareillement, une graisse composée d’un épaississant au lithium ne devrait pas être mélangée avec une autre contenant un épaississant au sodium. La figure 1 fait voir la compatibilité de différents types de graisses en fonction d’essais réalisés par le National Lubricating Grease Institute (NLGI)1. Le tableau révèle des écarts importants de compatibilité entre les différentes graisses testées. Figure 1 Page suivante TN 19 - 1 Lubrification des roulements dans les machines électriques FIFURE 1 : TABLEAU DU NLGI SUR LA COMPATIBILITÉ DES GRAISSES Lithium Lithium 12-hydroxy C I I I I C I I C I I I I I I Calcium Calucium 12-hydroxy Complexe de calcium I I x C I C C B C I C C C X B C C C C I I I I B X I I I C C I I C C I x I I I I I I C C I I X C C I I I B C I I C X C I C I C C C I C C X I I I I I C I I I I X Lithium Lithium 12-hydroxy Complexe de lithium Plyurée B = Compatibilité limitée; C= Compatible; I = Incompatible GRAISSAGE Les roulements ouverts qui ne sont pas chargés de graisse par le fabricant doivent l’être à la main par l’utilisateur. La quantité de graisse à utiliser dépend des conditions de fonctionnement de la machine (vitesse, température, etc.) et de l’espace libre dans le logement adjacent au roulement. Le tableau 2 (voir la page 4) énumère les graissages utilisés par les fabricants pour leurs roulements fermés conditionnés en usine, ainsi que le graissage recommandé pour leurs roulements ouverts conditionnés à la main et les cavités du logement. INTERVALLES ENTRE LES LUBRIFICATIONS La graisse se dégrade avec le temps, et même les roulements qui ont été conditionnés avec de la graisse de bonne qualité finiront donc par exiger un jour une nouvelle lubrification. La graisse se détériore parce que l’huile de base se dégrade progressivement en raison de l’oxydation et de l’évaporation. Le roulement doit alors subir une nouvelle lubrification. Les intervalles entre les lubrifications varient considérablement en fonction du type et de la taille des roulements utilisés, ainsi que des conditions de fonctionnement. Pour relubrifier les roulements, suivez les directives du fabricant. Commencez par nettoyer le raccord de graissage et le bouchon de vidange. Après avoir appliqué la nouvelle graisse, faites fonctionner la machine pendant une heure environ avant de remettre en place le bouchon de vidange. On vidange ainsi l’excédent de graisse sans endommager le bobinage. Si vous ne Polyurée Complexe de calcium I X Complexe de lithium Calcium 12-ydroxy I I Argile Calucium x Barium Complexe aluminium Baryum possédez pas de directives du fabricant concernant la lubrification, vous pouvez vous reporter au tableau « Intervalles entre les lubrifications des roulements »2. Complexe aluminium Argile Note technique no. 19 LAVAGE DE ROULEMENTS ÉTANCHES ET FLASQUÉS Durant l’inspection des machines électriques, les roulements ouverts en bon état peuvent être lavés, nettoyés et graissés en vue d’une poursuite de l’utilisation. Les roulements étanches ou flasqués ne devraient cependant jamais être lavés, peu importe leur état. Un lavage en profondeur des roulements étanches ou flasqués n’est habituellement pas possible sans l’enlèvement des joints ou des flasques. Si l’on tente de procéder à un lavage sans enlever les joints ou les flasques, de la poussière et du solvant peuvent demeurer dans le roulement et contaminer la nouvelle graisse. De plus, tenter de retirer le joint ou le flasque en vue d’un lavage en profondeur risque de causer des dommages au roulement. INTERVALLES ENTRE LES LUBRIFICATIONS DU MOTEUR (EN MOIS) TR/MN 3600 1800 1 200 CHEVEAUX -VAPEUR 8 H/ JOUR PROPRE 8 H// JOUR SALE 24 H/ JOUR PROPRE 24 H/ JOUR SALE 0,5-7,5 12 6 6 3 10-40 9 6 6 3 50-150 9 4 4 2 0,5-7.5 36 18 18 9 10-40 24 9 12 4 50-150 18 9 9 4 0,5-7,5 48 24 24 12 10-40 36 12 18 6 50-150 12 12 12 6 FUITE DE GRAISSE — ROULEMENTS ÉTANCHES ET FLASQUÉS Il est normal qu’une petite quantité de graisse s’échappe des roulements étanches et flasqués. Ce phénomène débarrasse le roulement de l’excédent de lubrifiant et le protège de la pénétration des contaminants. Une fuite trop importante indique cependant un remplissage excessif de graisse ou une température de fonctionnement trop élevée. En général, les fabricants de roulements ne recommandent pas le remplissage des roulements à fermeture double ou flasqués. Il est recommandé de remplacer ces roulements, car ils sont lubrifiés à vie. NOTES 1 NLGI Spokesman, National Lubricating Grease Institute, avril 1983. 2 Mechanical Reference Handbook, Electrical Apparatus Service Association, juin 2000. TN 19 - 2 Lubrification des roulements dans les machines électriques Note technique no. 19 TABLEAU 1 : PROPRIÉTÉS ET CODES DES GRAISSES STANDARDS (Données fournies par les fabricants de roulements) Fabricants de roulements Huile de base Épaississant SRI-2 Mobilgrease 28 Dolium R Fabricant de la graisse Chevron Mobil Shell Minérale Synthétique Minérale Polyurée Argile Polyurée L71 L85 Alvania R3 Alvania RS Shell Shell Minérale Minérale Lithium Lithium FIT * SRI-2 Chevron Minérale Polyurée GEN. BRG. CORP. IKO * SRI-2 Chevron Minérale Polyurée AV2 MF3 Alvania-2 Marfak HD 3 Shell Texaco Minérale Minérale Lithium Sodium INA * Alvania-2 Shell Minérale Lithium KBC * SRI-2 Chevron Minérale Polyurée KOYO GCR SRI-2 Chevron Minérale Polyurée McGILL1 MC Rykon Premium EP-2 Amoco Parafinique Polyurée MRC2 * SRI-2 Chevron Minérale Polyurée NACHI AV2 BC325 SRI2 SDR SRI Alvania-2 Beacon 325 SRI-2 Dolium R SRI-2 Shell Exxon Chevron Shell Chevron Minérale Diesters Minérale Minérale Minérale Lithium Lithium Polyurée Polyurée Polyurée NTN3 2A 5C Alvania 2 SRI-2 Shell Chevron Minérale Minérale Lithium Polyurée PEER * * Alvania-2 SRI-2 Shell Chevron Minérale Minérale Lithium Polyurée RBC4 * * Alvania-2 Unirex N2 Shell Exxon Minérale Minérale SKF5 TE UE * D43 Alvania-2 SRI-2 Alvania R2 SRI-2 Shell Chevron Shell Chevron Minérale Minérale Minérale Minérale Lithium Lithium Complexe Lithium Polyurée Lithium Polyurée STEYR7 HT 15 HT 26 Darina-2 SRI-2 Shell Chevron Minérale Minérale Argile Polyurée ZVL-ZKL MT 2 MT 3 Alvania R2 Alvania R3 Shell Shell Minérale Minérale Lithium Lithium Nom Code de graisse FAFNIR 078 086 176 FAG NSK SNR6 Nom de la graisse Remarques pour le tableau 1: * Le numéro de code n’est pas indiqué parce que le fabricant n’utilise pas de numéro de code ou qu’il considère cette donnée comme confidentielle. TN 19 - 3 Lubrification des roulements dans les machines électriques 1 McGILL 2 MRC Ne s’applique qu’à la série de roulements à rotule sur rouleaux SPHERE-ROL. La graisse synthétique n’est pas recommandée pour la lubrification de ces roulements. Un code de graisse n’est pas indiqué sur les roulements ou sur l’emballage. Il existe cependant un numéro de quatre chiffres sur tous les emballages de roulements qui permet à MRC de remonter aux spécifications complètes concernant la graisse. 3 NTN Le code de graisse est indiqué par le numéro suivant la désignation de la graisse. Ainsi, la graisse ‘Chevron SRI-2’ est identifiée par le code ‘/5C’. 4 RBC Les graisses contenant des additifs spéciaux, comme le bisulfure de molybdène (MoS2) utilisé pour le fonctionnement à haute température, ne sont pas recommandées. Note technique no. 19 5 SKF Le code de graisse connu sous le nom de ‘Grease and Pack’ est indiqué par les deux premiers caractères d’un code qui en comporte quatre inscrit dans le coin inférieur droit du rabat de la boîte. Si l’emballage de la graisse n’est pas standard, SKF indique le code sur le roulement proprement dit. 6 SNR La liste complète des codes de graisse est considérée comme confidentielle et ne peut circuler à l’extérieur de cette entreprise. Cependant, si on communique avec l’entreprise pour poser des questions ponctuelles, celle-ci répondra à toutes les questions concernant la lubrification des roulements. 7 STEYR La désignation de code HT renvoie aux graisses à température élevée. Le numéro suivant indique le type de graisse. TABLEAU 2 : GRAISSAGE DES ROULEMENTS ET DES LOGEMENTS (Données fournies par les fabricants de roulements) Fabricant de roulements FAFNIR FAG FIT GEN. BRG. CORP. IKO INA KBC KOYO McGILL MRC NACHI NSK Roulements à double fermeture Roulements ouverts ou Cavité du logement du roulement à fermeture simple 30-50 % (pour les roulements dont 100 % 33 % le diamètre extérieur est égal ou inférieur à 52 mm) 25-40 % (pour les roulements dont le diamètre extérieur est supérieur à 52 mm) 30-40 % 30-40 % 100 % * Lorsque le rapport des vitesses est inférieur à 0,2. 33 % Lorsque le rapport des vitesses se situe entre 0,2 à 0,8. 0% Lorsque le rapport des vitesses est supérieur à 0,8. 15-20 % 30 % 30 % 50 % 50 % 20-80 % 20-80 % 12,5-25 % 30-50 % 100 % Maximum 50 % Maximum 50 % 100 % 30 % 80-90 % 50 % 20-30 % 33-50 % 33-50 % 35 % 25-40 % 50-65 % * Lorsque le rapport des vitesses est inférieur à 0,5. 33-50 % Lorsque le rapport est supérieur à 0,5. TN 19 - 4 Lubrification des roulements dans les machines électriques Note technique no. 19 TABLEAU 2 : SUITE - GRAISSAGE DES ROULEMENTS ET DES LOGEMENTS (Données fournies par les fabricants de roulements) Fabricant de roulements NTN PEER RBC Roulements à double fermeture 30-35 % 33 % Roulements ouverts ou Cavité du logement du roulement à fermeture simple 30-35 % Maximum 50 % 100 % 40-60 % 10-20 % SKF SNR STEYR 25-35 % 33 % ZVL-ZKL 33-55 % * Rapport des vitesses = 100 % 20-30 % 100 % 30 % * Lorsque le rapport des vitesses est inférieur à 0,1. Lorsque le rapport des vitesses est situé entre 0,1 et 0,2. Lorsque le rapport des vitesses est supérieur à 0,2. 33 % 100 % * Lorsque le rapport des vitesses est inférieur à 0,2. 50 – 30 % Lorsque le rapport des vitesses est situé entre 0,2 et 0,8. 0 % Lorsque le rapport des vitesses est supérieur à 0,8. 30 % Vitesse de fonctionnement Vitesse limitante du roulement Remarque : Cet article a été publié pour la première fois en octobre 1993. Electrical Apparatus Service Association, Inc. 1331 Baur Boulevard ● St. Louis, MO 63132 U.S.A. ● (314) 993-2220 ● Téléc. : (314) 993-1269 For English Version Tech Note No. 19 www.easa.com Tech Note No. 19 Version Français www.easa.ca Tous droits réservés © 2003 Version 1003 DP32C-1003 TN 19 - 5