lubrification des roulements des machines électriques

NOTE TECHNIQUE NO. 19
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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.
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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.
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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.
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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.
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