Timken - Roulements à rouleaux sphériques

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INGÉNIERIE LUBRIFICATION 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 de pétrole (raffinées à partir de pétrole brut) et les huiles synthétiques (produites par synthèse chimique). HUILES DE PÉTROLE Les huiles de pétrole 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 dans des températures extrêmement chaudes ou froides. Les propriétés physiques, telles que les coefficients pression-viscosité, ont tendance à varier entre les types d’huiles ; sélectionnez vos huiles avec discernement. VISCOSITÉ Le choix d’une viscosité d’huile pour une application de roulements demande la prise en compte de plusieurs facteurs : charge, vitesse, règlages du roulement, type d’huile et facteurs environnementaux. Comme la viscosité de l’huile varie en sens inverse de la température, une valeur de viscosité doit toujours être citée avec la température à laquelle elle a été déterminée. Une huile de viscosité élevée est employée pour les applications à faible vitesse ou à température ambiante élevée. Une huile de 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 équipements mécaniques. Les organismes ASTM (American Society for Testing and Materials) et ISO (International Organization for Standardization) ont adopté des grades de viscosité standard pour les fluides industriels. La fig. 145 compare les viscosités définies par ISO/ASTM et le système de classification SAE à 40 °C (104 °F). Les polyalphaoléfines (PAO) ont une chimie des hydrocarbures parallèle à celle de l’huile de pétrole, dans les structures chimiques comme dans les coefficients pression-viscosité. L’huile PAO est donc principalement utilisée dans les applications à roulements lubrifiés à l’huile confrontées à des variations sévères de température (chaud et froid), ou lorsqu’une longévité étendue du lubrifiant est requise. La chimie du silicone, des esters et des huiles polyglycol est à base d’oxygène ; elle est structurellement assez différente des huiles de pétrole et des huiles PAO. Cette différence a un effet profond sur ses propriétés physiques, les coefficients pression-viscosité pouvant être inférieurs à ceux des huiles minérales et PAO. Ceci signifie que ces types d’huiles synthétiques peuvent générer un film élastohydrodynamique (EHD) plus mince que l’épaisseur obtenue avec une huile minérale ou PAO de viscosité égale à la même température de fonctionnement. Cette réduction de l’épaisseur du film lubrifiant peut entraîner une réduction de la résistance du roulement à la fatigue et augmenter son usure. Viscosité cinématique, Centistokes (cSt) à 40 °C (104 °F) COMPARAISON DES CLASSIFICATIONS DE VISCOSITÉ 2000 1500 1000 800 600 400 300 200 150 100 80 60 40 30 20 15 10 8 6 4 3 2 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. 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) Fig. 19. Comparaison entre les grades ISO/ASTM (ISO 3448/ASTM D2442) et les grades SAE (huiles moteur SAE J 300-80, huiles SAE J 306-81 pour essieux et transmission manuelle). CATALOGUE ROULEMENTS À ROULEAUX SPHÉRIQUES TIMKEN 43
INGÉNIERIE 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 Désignation des grades ISO/ASTM ISO/ASTM Viscosity Range Viscosity Grade cSt (mm 2 /s) at 40˚ C (104˚ F) (1) 1500 1350-1650 1000 900-1100 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 Système de viscosité ISO/ASTM Pour fluides lubrifiants industriels ISO 3448 ASTM D2422 Suppose un indice de viscosité de 90 (1) Arrondi au nombre entier le plus proche 0 50 100 150 Température en degrés Celsius ISO VG 680 460 320 220 150 100 68 46 32 20 60 100 140 180 220 260 300 210 HUILES DE LUBRIFICATION TYPES POUR ROULEMENTS 200000 50000 10000 5000 2000 1000 500 Cette section répertorie les propriétés et caractéristiques des lubrifiants utilisés pour les applications usuelles des roulements à rouleaux. Ces caractéristiques générales sont le résultat de longues et fructueuses performances dans ces domaines d’application. Huiles de lubrification polyvalentes antirouille et antioxydation Les huiles polyvalentes antirouille et antioxydation (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 pour lesquels il n’existe aucun autre besoin spécifique. 200 100 75 Fig. 20. Système de grades de viscosité des huiles industrielles. 50 40 35 33 Viscosité, Secondes Universelles Saybolt (SUS) TABLEAU 18. PROPRIÉTÉS CONSEILLÉES POUR LES 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 forte température ambiante requièrent les grades de viscosité les plus élevés. Les applications à vitesse élevée ou à faible température ambiante requièrent les grades de viscosité les plus faibles. Huile industrielle extrême-pression (EP) pour équipements mécaniques Les huiles extrême-pression pour équipements mécaniques sont utilisées pour la lubrification des roulements Timken de la plupart des équipements industriels à forte charge. Elles doivent être capables de résister aux charges avec chocs, courantes pour les équipements lourds. TABLEAU 19. PROPRIÉTÉS CONSEILLÉES POUR LES 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 à base de pétrole très raffinée auxquels s’ajoutent les agents inhibiteurs et les additifs. Elles ne doivent pas contenir de matières corrosives ou abrasives pour les roulements. 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 la formation de mousse lors de l’utilisation et montrer une excellente capacité de séparation de l’eau. Un additif EP prévient le contact metal-métal dans certaines conditions de lubrification critique. Les grades de viscosité conseillés sont adaptés à une gamme très étendue. Les applications à haute température et/ou à faible vitesse nécessitent les grades de viscosité les plus élevés. Les applications à basse température et/ou à vitesse élevée nécessitent les grades de viscosité les plus faibles. 44 CATALOGUE ROULEMENTS À ROULEAUX SPHÉRIQUES TIMKEN
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