Analyse de l'environnement basse et haute température des roulements lubrifiés à la graisse

La lubrification à la graisse convient généralement aux applications à vitesse faible à moyenne où la température de fonctionnement du roulement est inférieure à la température limite de la graisse. Aucune graisse pour roulements antifriction ne convient à toutes les applications. Chaque graisse n'a que des performances et des caractéristiques limitées. La graisse est composée d'huile de base, d'épaississant et d'additifs. La graisse pour roulements contient généralement de l’huile à base de pétrole épaissie avec un certain savon métallique. Ces dernières années, des épaississants organiques et inorganiques ont été ajoutés aux huiles de base synthétiques. Le tableau 26 résume la composition des graisses typiques. Tableau 26. Ingrédients de la graisse Huile de base Additif épaississant Huile minérale pour graisse Substance d'ester d'hydrocarbure synthétique Huile perfluorée Silicone Lithium, aluminium, baryum, calcium et savon composé Particules non parfumées (inorganiques) Colle (argile), noir de carbone, gel de silice, PTFE sans savon Composé de polyurée (organique) inhibiteur de rouille colorant collant passivant métallique antioxydant anti-usure additif extrême pression les graisses à base de calcium et d'aluminium ont une excellente résistance à l'eau, adaptées aux applications industrielles qui doivent empêcher l’intrusion de l’humidité. Les graisses à base de lithium ont de multiples usages et conviennent aux applications industrielles et aux roulements d'extrémité de roue.
Les huiles de base synthétiques, telles que les esters, les esters organiques et les silicones, lorsqu'elles sont utilisées avec des épaississants et des additifs couramment utilisés, la température de fonctionnement maximale est généralement supérieure à la température de fonctionnement maximale des huiles à base de pétrole. La plage de températures de fonctionnement de la graisse synthétique peut aller de -73°C à 288°C. Voici les caractéristiques générales des épaississants couramment utilisés avec les huiles à base de pétrole. Tableau 27. Caractéristiques générales des épaississants utilisés avec les huiles à base de pétrole Épaississants Point de goutte typique Température maximale Résistance à l'eau En utilisant les épaississants du tableau 27 avec des huiles synthétiques à base d'hydrocarbures ou d'esters, la température de fonctionnement maximale peut être augmentée d'environ 10°C.
°C °F °C °F
Lithium 193 380 121 250 bon
Complexe de lithium 260+ 500+ 149 300 bon
Base en aluminium composite 249 480 149 300 excellent
Sulfonate de calcium 299 570 177 350 excellent
Polyurée 260 500 149 300 Bonne
L’utilisation de polyurée comme épaississant constitue l’un des développements les plus significatifs dans le domaine de la lubrification depuis plus de 30 ans. La graisse polyurée présente d'excellentes performances dans une variété d'applications de roulements et, en peu de temps, elle est devenue reconnue comme pré-lubrifiant pour roulements à billes. Basse température Dans des conditions de basse température, le couple de démarrage des roulements lubrifiés à la graisse est très important. Une certaine graisse ne peut fonctionner normalement que lorsque le roulement est en marche, mais elle provoquera une résistance excessive au démarrage du roulement. Dans certaines petites machines, il peut ne pas démarrer lorsque la température est extrêmement basse. Dans un tel environnement de travail, il est nécessaire que la graisse présente les caractéristiques d'un démarrage à basse température. Si la plage de températures de fonctionnement est large, la graisse synthétique présente des avantages évidents. La graisse peut encore rendre le couple de démarrage et de fonctionnement très faible à une basse température de -73°C. Dans certains cas, ces graisses sont plus performantes que les lubrifiants à cet égard. Le point important concernant la graisse est que le couple de démarrage n’est pas nécessairement fonction de la consistance de la graisse ou des performances globales. Le couple de démarrage dépend davantage des performances individuelles d’une graisse spécifique et est déterminé par l’expérience.
Haute température : La limite de température élevée des graisses modernes est généralement fonction de la stabilité thermique et de la résistance à l'oxydation de l'huile de base ainsi que de l'efficacité des inhibiteurs d'oxydation. La plage de température de la graisse est déterminée par le point de goutte de l'épaississant de graisse et la composition de l'huile de base. Le tableau 28 montre la plage de températures de la graisse dans diverses conditions d'huile de base. Après des années d'expériences avec des roulements lubrifiés à la graisse, ses méthodes empiriques montrent que la durée de vie de la graisse lubrifiante est réduite de moitié pour chaque augmentation de température de 10°C. Par exemple, si la durée de vie d'une graisse à une température de 90°C est de 2000 heures, lorsque la température monte à 100°C, la durée de vie est réduite à environ 1000 heures. A l’inverse, après avoir abaissé la température à 80°C, la durée de vie devrait atteindre 4000 heures.