Sélection d'une huile appropriée

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing specificationBearing executionSealing, mounting and dismounting

Critères de sélection de l'huile

Lors de la sélection d'une huile de lubrification, les paramètres les plus importants sont la viscosité et l'indice de viscosité, la stabilité à la température (qui affecte de choix du type d'huile) et les d'additifs (EP/AW et protection contre la corrosion) correspondant aux conditions de fonctionnement de l'application.
Viscosité et indice de viscosité
La viscosité requise est déterminée en premier lieu par les conditions de lubrification k, à la température de fonctionnement estimée, évaluées comme décrit dans Conditions de lubrification – le rapport de viscosité, κ. L'indice de viscosité, VI, est la mesure de la manière dont la viscosité de l'huile varie avec la température. VI fait partie du processus de sélection, en particulier pour les applications fonctionnant dans une large plage de température. Des huiles présentant un indice VI d'au moins 95 sont recommandées.

Type d'huile
Il y a deux larges catégories de types d'huiles – minérales et synthétiques – et les types d'huiles synthétiques courantes :
  • polyalphaoléfines (PAO)
  • esters
  • polyglycols (PAG)
Le choix du type d'huile est déterminé en premier lieu par la plage de température dans laquelle l'application doit fonctionner.
  • En général, on utilise des huiles minérales pour lubrifier les roulements.
  • Des huiles synthétiques doivent être envisagées en cas de températures de fonctionnement supérieures à 90 °C, en raison de leur meilleure résistance thermique et à l'oxydation, ou inférieures à -40 °C, en raison de leurs meilleures propriétés à basse température.
Le point d'écoulement d'une huile est défini comme la température la plus basse à laquelle le lubrifiant s'écoulera, mais il ne doit pas être utilisé comme une limite fonctionnelle lors de la sélection du type d'huile. Si la température est supérieure au point d'écoulement tout en en restant proche, la viscosité reste très élevée, ce qui risque d'entraver le pompage, le filtrage et d'autres caractéristiques.

L'épaisseur du film hydrodynamique est déterminée, en partie, par l'indice de viscosité (VI) et le coefficient pression-viscosité. Pour la plupart des lubrifiants à base d'huile minérale, le coefficient pression-viscosité est similaire et vous pouvez utiliser les valeurs générales fournies par diverses documentations. Cependant, pour les huiles synthétiques, la réponse de viscosité à une pression croissante est déterminée par la structure chimique des matières premières. Il existe par conséquent une variation considérable dans les coefficients pression-viscosité pour les différents types d'huiles de base synthétiques.

Compte tenu des différences d'indice de viscosité et de coefficient pression-viscosité, la formation d'un film lubrifiant hydrodynamique, avec de l'huile synthétique, peut différer de celle obtenue avec une huile minérale de même viscosité.

Concernant les conditions de lubrification pour les huiles minérales et synthétiques, les effets combinés de l'indice de viscosité et du coefficient pression-viscosité s'annulent mutuellement, en général.

Le tableau 1 récapitule les propriétés des différents types d'huile. Pour en savoir plus sur les huiles synthétiques, veuillez contacter le fournisseur du lubrifiant.

Les huiles, et en particulier les huiles synthétiques, peuvent interagir avec des éléments tels que les joints, la peinture ou l'eau différemment des huiles minérales et ces effets, ainsi que la miscibilité, doivent être examinés.

Additifs
Les huiles de lubrification contiennent généralement des additifs de différentes sortes. Les plus importants sont les antioxydants, les agents de protection contre la corrosion, les additifs anti-mousse et les additifs EP/AW. Dans le domaine de conditions de lubrification défini par k < 1, des additifs EP/AW sont recommandés, mais pour des températures supérieures à 80 °C, un lubrifiant contenant des additifs EP/AW ne doit être utilisé qu'après des essais rigoureux.


Intervalle de vidange d'huile

L'intervalle de vidange d'huile dépend des conditions de fonctionnement et du type d'huile. Dans le cas d'une lubrification par bain d'huile, il suffit généralement de changer l'huile une fois par an, à condition que la température de fonctionnement ne dépasse pas 50 °C. En général, en cas de températures plus élevées ou d'une contamination importante, l'huile doit être changée plus souvent.
Avec une circulation d'huile, l'intervalle de vidange d'huile est déterminé par une inspection de la qualité de l'huile, en prenant en compte l'oxydation et la présence d'eau et de particules abrasives. La durée de vie de l'huile dans les systèmes de circulation peut être prolongée en éliminant les particules et l'eau de l'huile.
Le tableau 2 montre un récapitulatif des intervalles de vidange d'huile pour différents systèmes et différentes conditions.

Vue d'ensemble des principales méthodes de lubrification à l'huile

Les méthodes de lubrification à l'huile sont :
  • bain d'huile sans circulation d'huile
  • bain d'huile avec circulation d'huile établie par l'action de pompage du roulement
  • circulation d'huile avec une pompe externe
  • méthode par jet d'huile
  • méthode air-huile
Le choix de la méthode de lubrification dépend principalement :
  • de la vitesse du roulement
  • du besoin d'élimination de chaleur
  • du besoin d'élimination de contaminants (particules solides ou liquides)
SKF propose une large gamme de produits pour la lubrification à l'huile, qui ne sont pas traités ici. Pour plus d'informations sur les systèmes de lubrification SKF et les produits associés → Solutions de lubrification.
Bain d'huile sans circulation d'huile
La lubrification par bain d'huile est le procédé de lubrification à l'huile le plus simple. L'huile est prélevée par les composants en rotation du roulement et se répartit dans le roulement, avant de revenir vers le bain d'huile dans le palier. Dans l'idéal, le niveau d'huile doit atteindre le centre de l'élément roulant le plus bas (fig. 1) quand le roulement est à l'arrêt. Des niveaux d'huile supérieurs au niveau recommandé entraînent une augmentation de la température du roulement due au pétrissage (→ Frottement du roulement, perte de puissance et couple de démarrage).
Bain d'huile avec circulation d'huile automatique
Différentes méthodes sont utilisées pour forcer l'huile d'un bain à circuler. Voici quelques exemples :
  • L'huile est recueillie et dirigée vers les roulements au moyen d'une évacuation et de conduites (fig. 2).
  • Un composant dédié (bague, disque, etc.) prélève l'huile du bain et la transporte (fig. 3).
  • L'effet de pompage de certains types de roulements peut être utilisé pour faire circuler l'huile. Dans la fig. 4, la butée à rotule sur rouleaux pompe l'huile, qui retourne vers la butée à travers des conduites de raccordement situées en dessous.
Toutes les conceptions de méthodes de lubrification de ce type doivent être validées individuellement par des essais.
Circulation d'huile sans bain
La circulation d'huile au moyen d'une pompe à huile externe, plutôt qu'un bain d'huile, est utilisée en premier lieu lorsque la chaleur générée par le roulement et/ou d'autres sources doit être éliminée. La circulation d'huile est également une méthode de lubrification efficace pour évacuer les contaminants solides ou liquides hors du roulement vers des filtres et/ou des séparateurs huile/liquide. La conception et la configuration de l'évacuation d'huile doit garantir l'absence de toute accumulation du niveau d'huile. → Flux thermique en provenance des composants ou processus adjacents

Un système de circulation d'huile basique (fig. 5) comprend :
  • pompe à huile
  • filtre
  • réservoir d'huile
  • système de chauffage et/ou refroidissement de l'huile
Jet d'huile
La méthode de lubrification par jet d'huile (fig. 6) est une extension des systèmes à circulation d'huile et est utilisée pour les roulements fonctionnant à très haute vitesse. Le débit d'huile et la dimension des injecteurs correspondant sont choisies de manière à ce que la vitesse du jet d'huile atteigne au moins 15 m/s.

Les injecteurs d'huile doivent être positionnés de manière à ce que le jet d'huile pénètre dans le roulement entre l'une des bagues et la cage. Pour empêcher tout pétrissage risquant d'entraîner une augmentation du frottement et de la température, la conception et la configuration de l'évacuation d'huile doit garantir l'absence de toute accumulation du niveau d'huile.
Air-huile
La méthode de lubrification air-huile (fig. 7) utilise de l'air comprimé pour transporter de très petites quantités d'huile précisément dosées sous forme de gouttelettes à l'intérieur de conduites d'alimentation jusqu'à une buse d'injection qui les applique dans le roulement. Cette méthode de lubrification à quantité minimale permet aux roulements de fonctionner à très grande vitesse à une température de fonctionnement relativement basse. L'air comprimé refroidit également le roulement et empêche la pénétration de poussières ou de gaz agressifs. Pour plus d'informations, reportez-vous à Roulements de Super Précision.
SKF logo