Graissage à la graisse ou bain d'huile pour roulements industriels : comment choisir et à quelle fréquence regraisser

Vérifier d'abord la vitesse limite au catalogue pour chaque procédé

La vitesse écarte un procédé avant toute autre comparaison. Les vitesses limites de catalogue sont publiées séparément pour la lubrification à la graisse et au bain d'huile pour chaque type de roulement, et une interface de recherche de catalogue expose des champs distincts « Limiting Speed: Oil Lub.

» et « Limiting Speed: Grease Lub. », confirmant que les deux valeurs sont publiées séparément^9,17.

Les limites thermiques tabulées d'un fabricant placent la limite graisse à 66 % de la limite en huile statique, toutes les limites tabulées étant établies pour une lubrification à huile statique avec un niveau d'huile au centre de l'élément roulant le plus bas¹⁰.

Ce chiffre de 66 % est une limite thermique tabulée d'un seul fabricant, pas une norme contraignante ; les valeurs applicables doivent donc être lues dans le catalogue pour le type de roulement concerné¹⁰.

Au-delà de 80 % de la vitesse limite du catalogue, le fabricant doit être consulté : il analysera l'application et recommandera le procédé de lubrification et la cage^9,16.

Déterminer si la température du carter et la charge thermique permettent la graisse

L'huile se voit créditer d'un faible frottement, d'une dissipation thermique supérieure et d'une adaptation aux grandes vitesses, tandis que la graisse se voit créditer d'une mise en œuvre facile, d'une bonne étanchéité et rétention, et de la capacité à supporter de lourdes charges et de hautes températures¹⁹.

La contrainte pratique est la température du carter. La plupart des utilisateurs préfèrent maintenir les carters en dessous de 60 C (140 F) ; au-delà, une huile spécialisée, des contrôles constants du niveau et des intervalles de regraissage bien plus courts sont nécessaires lorsque la graisse est le lubrifiant choisi¹¹.

Le mécanisme est une dégradation en deux temps : la viscosité de l'huile se perd avec la température, permettant un contact métal-métal, et l'huile de base et ses additifs se dégradent physiquement¹¹.

Pour la sélection d'une graisse, 200 C (392 F) est donné comme question-seuil, en tenant compte d'une exposition continue ou intermittente et des cycles de chauffage/refroidissement ; si l'exposition est continue, un produit de premier niveau répondant aux exigences d'exploitation est recommandé².

Aucune source de cet ensemble ne quantifie le taux d'évacuation de la chaleur de l'un ou l'autre procédé : la décision thermique repose donc sur la température du carter et la limite nominale de la graisse, non sur un bilan thermique calculé.

Fixer l'intervalle de regraissage à partir du facteur de vitesse, puis le raccourcir

Il existe un tableau d'intervalles de regraissage de base pour les roulements à billes à gorge profonde, calibré pour des graisses au lithium/minérales à 70 C, arbre horizontal et C/P >= 15²³.

Le facteur de vitesse nDm est l'entrée principale : il détermine la vitesse linéaire au point de travail de la graisse et dicte le volume optimal de graisse et l'intervalle de regraissage³.

Les intervalles de base ci-dessous ne s'appliquent que dans ces conditions de calibration, et le tableau est explicitement approximatif et limité aux roulements à billes à gorge profonde²³.

Raccourcissez l'intervalle de base en cas de température plus élevée, de facteur de vitesse plus élevé et de charge axiale constante, ce qui réduit la durée de vie de la graisse^11,21,23.

La convention SKF divise l'intervalle par deux tous les 15 C au-dessus de 70 C : à 85 C, il reste 0,5 de l'intervalle de base, et à 100 C, 0,25²³.

Aucune source de cet ensemble ne fournit de tableau d'intervalles de regraissage pour des types de roulements autres que les roulements à billes à gorge profonde.

Choisir le joint ou la cuvette qui retient le lubrifiant et exclut l'eau et la poussière du site

La rétention de la graisse et l'exclusion des contaminants dépendent surtout du joint ou de la cuvette monté(e), pas du seul lubrifiant. Un joint à contact en caoutchouc 2RS exclut mieux la poussière et l'eau qu'une cuvette métallique, mais il réduit la vitesse nominale et est limité à environ 100 C^24,26.

Une cuvette métallique fonctionne sans contact et n'offre aucune protection réelle contre l'eau²⁶.

Un joint labyrinthique sans contact n'a ni frottement, ni limitation de vitesse due au joint, ni besoin de lubrification au niveau du joint, avec une plage de température annoncée de -40 C à 140 C pour le plastique et de -40 C à 171 C pour l'acier ou l'aluminium²⁷.

Les joints labyrinthiques peuvent servir le graissage comme la lubrification à l'huile, mais avec l'huile uniquement si le niveau d'huile est sous le diamètre d'étanchéité, et ils scellent de manière fiable les contaminations fines et grossières sur arbres horizontaux^25,27.

Un roulement graissé à cuvette n'est pas étanche, mais de la graisse neuve peut être aspirée par capillarité à mesure que la cage tourne⁴. Aucune source de cet ensemble ne mentionne une exigence d'étanchéité propre au bain d'huile par rapport au graissage.

Vérifier que l'orientation de l'arbre et le niveau d'huile peuvent soutenir le procédé choisi

Dans un bain d'huile statique, le carter sert de réservoir à lui seul, et au repos le niveau d'huile se situe juste sous le centre de la bille ou du rouleau le plus bas^6,10.

Ce niveau est aussi la condition sur laquelle reposent les limites de vitesse tabulées d'un fabricant, si bien que le niveau d'huile et la limite de vitesse sont liés¹⁰.

Un joint labyrinthique utilisé avec l'huile n'est admissible que si le niveau d'huile est sous le diamètre d'étanchéité, et l'étanchéité labyrinthique est fiable sur arbres horizontaux²⁷. Vérifiez ce qui suit avant de vous engager sur un bain d'huile.

• ✓Vérifier que l'arbre est horizontal si un joint labyrinthique est utilisé avec l'huile [S27].
• ✓Vérifier que le niveau d'huile peut se situer sous le diamètre d'étanchéité [S27].
• ✓Vérifier qu'au repos le niveau d'huile se situe juste sous le centre de l'élément roulant le plus bas [S6,S10].
• ✓Vérifier que le carter peut servir de réservoir autonome [S6].

Vérifier la compatibilité des graisses avant tout mélange ou changement

Mélanger des épaississants incompatibles, comme le lithium avec la polyurée, peut radicalement ramollir ou durcir la graisse, et conduire à une défaillance de lubrification¹⁴. Même au sein d'un même type d'épaississant, les huiles de base et les additifs peuvent interagir : le roulement doit donc être soigneusement nettoyé avant l'application d'une autre graisse¹⁴.

Si le mélange est inévitable, testez la compatibilité selon l'ASTM D6185 : une variation du point de goutte ou de la séparation d'huile de plus de 15 % signale une incompatibilité¹⁴.

La même source note que les huiles de base synthétiques peuvent gonfler ou dégrader les joints en caoutchouc NBR ; la graisse doit donc aussi être vérifiée vis-à-vis du matériau du joint²⁶.

Peser les coûts de remplissage, de main-d'œuvre, de fuite et d'élimination du système à huile face à un roulement graissé étanche

Les systèmes à huile coûteraient plus cher que la graisse en investissement initial et en maintenance, poseraient des problèmes de fuite et d'élimination, et exigeraient plus de main-d'œuvre pour maintenir les niveaux⁶.

Les roulements graissés étanches sont décrits comme généralement exempts de maintenance, la charge d'usine tenant généralement toute la durée de vie du roulement³⁰.

La même source qui énumère les inconvénients de l'huile ajoute que, dans de nombreuses applications, ces inconvénients sont insignifiants face au coût des défaillances répétées de roulements et des arrêts quand on continue avec la graisse⁶.

Aucune source de cet ensemble ne quantifie l'écart de coût, d'heures de main-d'œuvre, d'élimination d'huile ou de filtration : la comparaison est donc indicative, pas un calcul de retour sur investissement.

Porter la décision lubrification-par-type-de-roulement au fabricant

Les sources fondent la sélection du type de roulement sur la charge et la vitesse, et indiquent par ailleurs que la graisse est la forme de lubrifiant la plus courante pour les roulements étanches ZZ et 2RS, tandis que les roulements ouverts utilisent plus souvent l'huile, car la conception ouverte laisse l'huile circuler librement en entrée et en sortie^19,22,33.

Elles ne relient aucun type de roulement précis à un procédé de lubrification précis. Aucune source de cet ensemble ne formule de recommandation de procédé de lubrification par type de roulement ; une telle correspondance ne peut donc pas être conclue ici.

Lorsque la vitesse de fonctionnement dépasse 80 % de la vitesse limite du catalogue, le fabricant analysera l'application et recommandera le procédé de lubrification et la cage^9,16.

Pour une position de roulement où le procédé n'est pas évident au seul vu de la vitesse et de la température, cette consultation est la voie vers la réponse au niveau du type de roulement.

Là où les sources divergent sur les chiffres qui pilotent la décision

Deux chiffres qui alimentent les décisions d'étanchéité et de coût ne font pas consensus entre les sources. Gardez les deux positions visibles et vérifiez celle qui s'applique à votre dimension de roulement et à votre service.

Ce que les sources n'établissent pas

• Aucune source ne fournit d'intervalle de vidange ni de durée de vie de l'huile pour un bain d'huile.
• Aucune limite numérique de n·dm ni de rapport de vitesse pour la graisse par rapport au bain d'huile n'est donnée ; seule la relation de 66 % et le seuil de consultation de 80 % figurent.
• Aucun tableau de limites de température de graisse spécifique à l'épaississant ou à l'huile de base n'est fourni.
• Aucune capacité d'évacuation de la chaleur quantifiée pour la graisse par rapport au bain d'huile n'est fournie.
• Aucune recommandation de méthode de lubrification par type de roulement (à gorge profonde, à contact oblique, à rouleaux sphériques, de butée, fortement chargé) n'est fournie.
• Aucune comparaison quantifiée des coûts, des heures de main-d'œuvre, de l'élimination de l'huile ou des coûts de filtration entre graisse et bain d'huile n'est fournie.
• Aucune règle reliant l'orientation de montage à une méthode de lubrification obligatoire n'est fournie.
• Aucun indice IP ni donnée quantifiée d'exclusion des particules pour 2RS par rapport à ZZ n'est fourni.
• Aucune source ne donne de tableau d'intervalles de re-lubrification pour des types de roulements autres que les roulements à billes à gorge profonde.