Timken - Roulements à rouleaux côniques

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LUBRIFICATION Le rapport entre la pression d'air et la quantité d'huile doit être adapté aux particularités de l'application. Le mélange air-huile doit être évacué de façon adéquate après la lubrification. Pour garantir l'« arrosage » des roulements et éviter d'endommager les éléments roulants ainsi que les bagues, le système à brouillard d'huile doit impérativement être amorcé plusieurs minutes avant le démarrage de l'équipement. L'importance de l'« arrosage » des roulements avant le démarrage n'est pas exagérée, et ceci particulièrement si l'équipement n'a pas été utilisé pendant une période prolongée. Les huiles de lubrification sont commercialisées sous de nombreuses formes pour les applications automobiles, industrielles, aéronautiques et autres. Les huiles sont réparties en deux catégories : les huiles minérales (raffinées à partir de pétrole brut) et les huiles synthétiques (produites par synthèse chimique). HUILES MINÉRALES Les huiles minérales sont fabriquées à partir d'un hydrocarbure dérivé du pétrole brut ; on y ajoute des additifs chargés d'améliorer certaines propriétés. Elles sont utilisées pour la plupart des applications à roulements lubrifiés à l'huile. HUILES SYNTHÉTIQUES Les huiles synthétiques couvrent une vaste gamme de catégories ; elles comprennent les polyalphaoléfines, silicones, polyglycols et divers esters. En général, les huiles synthétiques sont moins sujettes à l'oxydation et peuvent opérer à des températures extrêmement hautes ou basses. Les propriétés physiques, telles que les coefficients pression-viscosité, ont tendance à varier entre les types d'huile ; sélectionnez vos huiles avec discernement. Les polyalphaoléfines (PAO) ont une composition chimique qui approche celle d’une huile minérale, tant par leur structure chimique que par leur coefficient pression-viscosité. Ainsi les 'huiles PAO sont le plus souvent utilisées dans les applications de roulements soumises à des températures extrèmes(chaud et froid), ou lorsque le lubrifiant doit avoir une durée de vie très longue. Les huiles de silicone, les esters et les polyglycol sont à base d'oxygène différant en cela des huiles minérales et des PAO. Cette différence a un impact sérieux sur les propriétés physiques, le coefficient pression-viscosité sera notamment plus bas comparé à celui des huiles minérales et PAO. Ces types d'huiles synthétiques peuvent donc générer un film élastohydrodynamique (EHD) plus mince que l'épaisseur obtenue avec une huile minérale ou PAO de même viscosité égale à la température de fonctionnement. Cette épaisseur de film lubrifiant réduite peut entraîner une diminution de la durée de vie à la fatigue du roulement et une augmentation de l’usure. VISCOSITÉ Le choix d’une viscosité d’huile pour toute application de roulements demande la prise en compte de plusieurs facteurs : charge, vitesse, paramètres du roulement, type d'huile et facteurs environnementaux. Comme la viscosité de l'huile varie à l’inverse de la température, une valeur de viscosité doit toujours être exprimée à la température pour laquelle elle a été déterminée. Une huile à viscosité élevée est employée pour les applications à faible vitesse ou à température ambiante élevée. Une huile à faible viscosité est utilisée pour les applications à vitesse élevée ou à faible température ambiante. Il existe plusieurs classifications d'huiles basées sur les grades de viscosité. La plus connue est la classification SAE (Society of Automotive Engineers) destinée aux huiles pour moteurs d'automobiles et engrenages. Les organismes ASTM (American Society for Testing et Materials) et ISO (International Organization for Standardization) ont adopté des grades de viscosité standard pour les fluides industriels. La figure 21 montre la comparaison entre les viscosités définies par ISO/ASTM et le système de classification SAE à 40 °C (104 °F). Viscosité cinématique, Centistokes (cSt) à 40 °C (104 °F) 2000 1500 1000 800 600 400 300 200 150 100 80 60 40 30 20 15 10 8 6 4 3 2 COMPARAISON DES GRADES DE CLASSIFICATIONS DE VISCOSITÉ 1500 1000 680 460 320 220 150 100 68 46 32 22 15 10 7 5 3 2 50 40 30 20 Grade de viscosité ISO/ASTM 10W min. 5W min. Huiles moteurs SAE Comparaison des classifications de viscosité 250 min. 85W min. 80W min. 70W min. Fig. 21. Comparaison entre les grades ISO/ASTM (ISO 3448/ ASTM D2442) et les grades SAE (huiles SAE J 300-80 pour carters moteurs, huiles SAE J 306-81 pour ponts et transmission manuelle). 140 90 Huile SAE pour applications mécaniques 10000 7500 5000 4000 3000 2000 1500 1000 700 500 400 300 200 150 100 75 60 50 40 35 33 Viscosité, Secondes Universelles Saybolt (SUS) à 38 °C (100 °F) CATALOGUE ROULEMENTS À ROULEAUX CÔNIQUES TIMKEN 63
LUBRIFICATION Le système de grades de viscosité ASTM/ISO pour les huiles industrielles est décrit ci-dessous. Viscosité cinématique, Centistokes (cSt) 500000 100000 20000 5000 1000 500 200 100 50 20 10 5.00 4.00 3.00 2.00 1.50 1.00 SYSTÈME DE VISCOSITÉ ISO Système de viscosité ISO/ASTM Pour fluides lubrifiants industriels ISO 3448 ASTM D2422 Suppose un indice de viscosité de 90 ISO VG 680 460 320 220 Désignation des grades ISO/ASTM 150 ISO/ASTM Viscosity Range 100 Viscosity Grade cSt (mm 2 /s) at 68 40˚ C (104˚ F) (1) 46 1500 1350-1650 1000 900-1100 32 680 612-748 460 414-506 320 288-352 220 198-242 150 135-165 100 90-110 68 61-75 46 41-51 32 29-35 22 20-24 (1) Arrondi au nombre entier le plus proche 0 50 100 150 Température en degrés Celsius 20 60 100 140 180 220 260 300 210 HUILES DE LUBRIFICATION TYPES POUR ROULEMENTS Cette section répertorie les propriétés et caractéristiques des lubrifiants utilisés pour les applications types de roulements à rouleaux côniques. Ces caractéristiques générales ont été identifiées à la suite de performances durables et satisfaisantes dans ces applications. Huiles de lubrification polyvalentes antioxydantes 200000 50000 10000 5000 2000 1000 500 Les huiles polyvalentes antirouille et antioxydantes (R&O) constituent le type de lubrifiant industriel le plus courant. Elles sont utilisées pour la lubrification des roulements Timken ® dans tous les types d'applications industrielles en l’absence de conditions ne demandant pas d’attention particulière. 200 100 75 Fig. 22. Système de grades de viscosité des huiles industrielles. 50 40 35 33 Viscosité, Secondes Universelles Saybolt (SUS) TABLEAU 39. PROPRIÉTÉS SUGGEREES DES HUILES DE LUBRIFICATION R&O POLYVALENTES Huile de base Additifs Indice de viscosité Point d’écoulement Classes de viscosité Propriétés Huile base pétrole raffinée à indice de viscosité élevé Agents anticorrosion et antioxydation 80 min. -10° C maxi (14° F) ISO/ASTM 32 à 220 Certaines applications à faible vitesse ou à température ambiante élevée requièrent les classes de viscosité les plus élevées. Les applications à vitesse élevée ou à température ambiante basse requièrent les classes de viscosité les plus faibles. Huile industrielle extrême-pression (EP) pour engrenages Les huiles extrême-pression pour engrenages sont utilisées pour la lubrification des roulements Timken de la plupart des équipements industriels fortement chargés. Elles doivent être capables de résister aux charges avec chocs, courantes pour les équipements lourds. TABLEAU 40. PROPRIÉTÉS SUGGEREES DES HUILES EP INDUSTRIELLES POUR ENGRENAGES Propriétés Huile de base Huile base pétrole raffinée à indice de viscosité élevé Additifs Agents anticorrosion et antioxydation Additif extrême pression (EP) (1) – 15,8 kg (35 lb) mini. Indice de viscosité 80 min. Point -10° C Maxi (14° F) d’écoulement Classes de ISO/ASTM 100,150,220,320,460 viscosité (1) ASTM D 2782 Les huiles EP industrielles pour engrenages doivent être composées d'une huile de base minérale auxquels s'ajoutent les agents inhibiteurs et additifs. Elles ne doivent pas contenir de matières corrosives ou abrasives pour les roulements à rouleaux côniques. Les inhibiteurs doivent fournir une protection à long terme contre l'oxydation et protéger le roulement contre la corrosion en présence d'humidité. Les huiles doivent résister à l’émulsification en service et montrer une excellente capacité de séparation de l'eau. Un additif EP assure la protection contre le grippage dans certaines conditions de lubrification marginales. Les classes de viscosité conseillées représentent un large éventail. Les applications à haute température et/ou à faible vitesse nécessitent les classes de viscosité les plus élevées. Les applications à basse température et/ou à vitesse élevée nécessitent les classes de viscosité les plus faibles. 64 CATALOGUE ROULEMENTS À ROULEAUX CÔNIQUES TIMKEN
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