Comprendre les caractéristiques techniques des graisses

Certaines connaissances de base sont nécessaires pour comprendre les caractéristiques techniques et pouvoir choisir la graisse adéquate. Vous trouverez dans cette section un extrait des principaux termes mentionnés dans les caractéristiques techniques des graisses SKF.

Consistance

Mesure du degré de fermeté d'une graisse. Une consistance adéquate permet à la graisse de rester dans le roulement sans produire trop de frottement. Elle est classée selon une échelle mise au point par le NLGI (National Lubricating Grease Institute). Plus la graisse est molle, plus le numéro est bas. Les graisses pour roulements entrent généralement dans la catégorie NLGI 1, 2 ou 3. Le test consiste à mesurer la profondeur de pénétration d'un cône dans un échantillon de graisse en dixièmes de millimètres.

Classement des graisses par numéro de consistance NLGI
Indice
NLGI
Pénétration
travaillée ASTM
(10–1 mm)
Aspect
à température
ambiante
000445–475très fluide
00400–430fluide
0355–385semi-fluide
1310–340très molle
2265–295molle
3220–250mi-dure
4175–205dure
5130–160très dure
685–115extrêmement dure

Plage de température

Représente la plage de température de fonctionnement adéquate pour la graisse. Elle s'échelonne de la limite inférieure de température (LTL) à la limite de performance de température supérieure (HTPL). LTL est la température la plus basse à laquelle la graisse permet au roulement de démarrer sans difficulté. Sous cette limite, la lubrification est insuffisante et peut entraîner des défaillances. Au-dessus de la limite HTPL, la graisse se dégrade de manière incontrôlée et sa durée de vie ne peut pas être déterminée avec précision.

Point de goutte

Température à laquelle un échantillon de graisse chauffé commence à s'écouler à travers un orifice normalisé. Cette procédure répond à la norme DIN ISO 2176. Il est important de savoir que la signification de ce point est considérée comme étant limitée pour les performances de la graisse car il se trouve toujours bien au-delà de la limite HTPL.

Viscosité

Mesure de la résistance d'un fluide à l'écoulement. Pour les lubrifiants, une viscosité adéquate doit garantir une bonne séparation des surfaces sans provoquer trop de frottement. Comme la viscosité varie selon la température, elle est mesurée à 40 °C, conformément aux normes ISO. Les valeurs à 100 °C permettent de calculer l'indice de viscosité, par exemple la mesure dans laquelle la viscosité diminue lorsque la température augmente.

Stabilité mécanique

Banc de test de stabilité au roulement
Banc de test de stabilité au roulement
Banc de test de graisse V2F
Banc de test de graisse V2F
La consistance des graisses pour roulements ne doit pas changer de manière significative pendant leur durée de service. Trois principaux tests sont généralement utilisés pour analyser ce comportement :
  • Pénétration prolongée
    L'échantillon de graisse est soumis à 100 000 coups dans un dispositif appelé pétrisseur de graisse. La pénétration est ensuite mesurée. La différence par rapport à la pénétration mesurée après 60 coups est enregistrée comme le changement de pénétration travaillée en 10–1 mm.

  • Stabilité au roulement
    Un échantillon de graisse est placé dans un cylindre contenant un rouleau à l'intérieur. On fait ensuite tourner le cylindre pendant 72 ou 100 heures à 80 ou 100 ºC (la procédure d'essai normalisée ne demande que 2 heures à température ambiante). À la fin de la période de test, une fois que le cylindre est revenu à température ambiante, la pénétration de la graisse est mesurée et le changement de consistance est donné en 10–1 mm.

  • Test V2F
    Une boîte d'essieu ferroviaire est soumise à des chocs vibratoires de 1 Hz obtenus à l'aide d'un maillet à rebond produisant un niveau d'accélération situé entre 12 et 15 g. Après 72 heures à 500 tr/min., la graisse s'étant échappée du palier à travers le joint à chicane est récupérée sur un plateau. Si elle pèse moins de 50 g, l'annotation « m » lui est attribuée, autrement « échec » sera indiqué. Le test se poursuit ensuite pendant 72 heures supplémentaires à 1000 tr/min. Si la quantité de graisse s'étant échappée est inférieure à 150 grammes après les deux tests, alors l'appréciation « M » lui est donnée.

Protection anticorrosion

Banc de test de graisse Emcor
Banc de test de graisse Emcor
Les milieux corrosifs exigent des graisses pour roulements aux propriétés spéciales. Pendant le test Emcor, des roulements sont lubrifiés avec un mélange de graisse et d'eau distillée. À la fin du test, une valeur située entre 0 (pas de corrosion) et 5 (très forte corrosion) est attribuée. Une méthode de test plus agressive consiste à utiliser de l'eau salée au lieu de l'eau distillée ou un écoulement d'eau continu (test de résistance aux lavages).

Résistance à l'eau

Test de résistance à l'eau
Test de résistance à l'eau
Une plaquette de verre est enduite de la graisse à tester, puis placée dans un tube à essai rempli d'eau. Le tube à essai est immergé dans un bain d'eau pendant trois heures à une température de test déterminée. Le changement d'aspect de la graisse est évalué visuellement puis rendu sous la forme d'une valeur comprise entre 0 (pas de changement) et 3 (changement important) accompagnée de la température.

A. Plaque en verre ou en métal
B. Fine couche de graisse sur la plaque
C. Eau distillée
D. Bain à température contrôlée, par ex. 90 ±1 °C

Séparation d'huile

Test de séparation d'huile
Test de séparation d'huile
Les graisses lubrifiantes ressuent l'huile lorsqu'elles sont stockées pendant de longues durées ou lorsqu'elles sont utilisées dans des roulements en fonction de la température. Le degré de séparation d'huile dépend de l'épaississant, de l'huile de base et de la méthode de fabrication. Lors du test, un récipient est rempli d'une certaine quantité de graisse (pesée avant le test) et un poids de 100 grammes est placé au-dessus de la graisse. L'ensemble est ensuite mis dans un four à 40 °C pendant une semaine. À la fin de la semaine, la quantité d'huile s'étant écoulée à travers le tamis est pesée et rendue sous forme de pourcentage de perte de poids.

A. Poids (exerce une légère pression sur l'échantillon de graisse)
B. Tamis
C. Huile séparée

Pouvoir lubrifiant

Banc de test de graisse R2F
Banc de test de graisse R2F
Le test R2F sert à évaluer les performances à haute température ainsi que le pouvoir lubrifiant d'une graisse. Un arbre comportant deux roulements à rotule sur rouleaux dans leurs paliers respectifs est entraîné par un moteur électrique. Les roulements sons actionnés sous charge, la vitesse peut varier et de la chaleur peut être appliquée. La méthode de test est exécutée dans deux conditions différentes après lesquelles l'usure des rouleaux et de la cage est mesurée. Le test A est réalisé à température ambiante et l'annotation « réussi » signifie que la graisse peut être utilisée pour lubrifier les roulements de grandes dimensions à des températures de fonctionnement normales ainsi que dans des applications à faibles vibrations. Le test B se fait à 120 °C (250 °F) et l'annotation « réussi » indique que la graisse convient pour les roulements de grandes dimensions à haute température.

Corrosion du cuivre

Les graisses lubrifiantes doivent protéger les alliages de cuivre utilisés dans les roulements contre la corrosion pendant leur fonctionnement. Pour évaluer ces propriétés, une bande en cuivre est immergée dans un échantillon de graisse et placée dans un four. La bande est ensuite nettoyée et la dégradation est observée. Le résultat est évalué à l'aide d'un système numérique et une note supérieure à 2 indique une mauvaise protection.

Durée de la graisse dans les roulements

Banc de test de graisse R0F+
Banc de test de graisse R0F+
Les tests R0F et R0F+ servent à déterminer la durée de la graisse ainsi que sa limite de performance de température supérieure (HTPL). Dix roulements rigides à billes sont installés dans cinq paliers et remplis d'une certaine quantité de graisse. Le test est effectué à une vitesse et une température prédéterminées. Des charges axiales et radiales sont exercées sur les roulements en fonctionnement jusqu'à leur défaillance. Le temps en heures avant avarie est relevé et la méthode de calcul de Weibull est appliquée pour établir la durée de la graisse. Ces informations peuvent ensuite être utilisées pour déterminer les intervalles de relubrification dans une application.

Performances extrême pression (EP)

Le banc de test de charge de soudure 4 billes utilise trois billes en acier disposées dans une coupelle. Une quatrième bille tourne autour des trois autres à une vitesse donnée. Une charge de départ est appliquée et augmentée par intervalles prédéterminés jusqu'au grippage puis la soudure de la bille en rotation avec les billes fixes. Les graisses EP sont généralement censées donner des valeurs supérieures à 2600 N. Lors du test de diamètre de calotte 4 billes, SKF applique 1400 N (le test standard utilise 400 N) sur la quatrième bille pendant 1 minute. L'usure se formant sur les trois billes est mesurée. Les valeurs inférieures à 2 mm sont considérées comme étant appropriées pour les graisses EP.

Corrosion de contact

Les vibrations ou les mouvements oscillatoires sont des causes typiques de corrosion de contact. Lors du test FAFNIR, deux butées à billes sont chargées et soumises à des oscillations. L'usure formée sur chaque butée est ensuite mesurée. Une usure inférieure à 7 mg indique une bonne protection contre la corrosion de contact.
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