La fonction du film d’huile est vitale pour le roulement : séparer les éléments roulants de la piste et éviter le contact métal-métal. Près de 40% des avaries de roulement sont dues à une lubrification déficiente. Comment s’y prendre dès lors pour maintenir une lubrification optimale?
Comment fonctionne le film?
Que l’on parle de graisse ou d’huile, le résultat attendu est le même : un film doit se former entre les éléments roulants et la piste. En clair, il doit y avoir séparation entre les surfaces métalliques.
Lorsque ces surfaces bougent entre elles, le film devient le siège de contraintes de cisaillement. Pour simplifier: si l’on considère que le film est un empilement de lamelles, on observerait les lamelles glisser l’une par rapport à l’autre.
Ce type de film (appelé « hydrodynamique ») requiert une série de conditions pour être atteint en fonctionnement. Aussi, dans la pratique, on constate bien souvent que le film est loin d’être aussi homogène. Des zones de frottement persistent et participent à l’usure progressive des surfaces. Au plus la qualité du film sera faible, au plus le frottement sera important ce qui impactera directement la durée de vie du roulement. C’est la raison pour laquelle la sélection du lubrifiant passe dans un premier temps par le calcul de viscosité de l’huile.
La viscosité
La viscosité est la mesure du frottement entre les couches (mm²/s ou cSt). Au plus celle-ci est élevée, au plus le frottement entre les couches est important. La viscosité de l’huile est régulièrement donnée pour 40°C et 100°C.
En effet,la vitesse et la température font varier considérablement la viscosité de l’huile et par la même, la qualité du film entre les surfaces.
Comment déterminer la viscosité nécessaire pour l’application?
Le ratio κ (« Kappa »)
Dans un premier temps, on détermine la viscosité requise à la température de fonctionnement. Elle est déterminée à l’aide de l’abaque prévu à cet effet, ci-dessous:
Une fois la viscosité requise déterminée, on la compare à la viscosité réelle obtenue pour la température de fonctionnement.
Le κ est défini alors comme suit :
viscosité réelle/viscosité requise
On recommande un ratio au minimum égal à 1, pour assurer une séparation correcte entre les surfaces.
La limite supérieure généralement conseillée est de 4.
Tout ceci étant dit, d’autres éléments peuvent perturber la qualité du film.
Quels facteurs influencent le film?
L’épaisseur de film (ordre de grandeur) se situe entre 0,001 et 0,002 mm.
La rugosité et la géométrie des pistes auront donc un impact sur la formation du film. Aussi, des particules étrangères/contaminants peuvent perturber en un rien de temps son fonctionnement.
Privilégiez donc:
– des intervalles de relubrification plus courts en cas de contamination importante, afin de renouveler le film. Les sites de roulementiers donnent accès à des outils de calcul en ligne.
– des étanchéités adaptées à l’environnement
– des roulements pourvus d’un label de qualité
De plus comme déjà cité plus haut, la viscosité de l’huile varie fortement en fonction de :
– la vitesse de rotation
– la température
– la charge
Les symptômes d’un film d’huile défaillant
Ils peuvent apparaître soit progressivement, soit de façon subite selon la gravité de la situation :
– Une température qui ne se stabilise plus
– Un bruit anormalement important
– Un niveau vibratoire plus élevé
Dans les derniers instants avant l’avarie, il arrive souvent que le frottement augmente au point d’engendrer la rupture de la cage. Le bruit engendré par le roulement devient alors tel qu’il devrait vous alerter directement. Bien entendu, il se peut que par malchance personne ne soit à proximité à ce moment là..
En résumé
Pour garantir un film d’huile efficace dans le roulement, et donc une durée de vie optimale :
1/ Utiliser le lubrifiant recommandé par le constructeur de la machine ou s’aider des ressources du roulementier pour valider la sélection. Des outils gratuits existent sur leurs sites web pour le calcul de la viscosité.
2/ Adapter le plan de relubrification en fonction de l’usure et la pollution pour chaque application.
3/ Respecter les recommandations de durée de stockage de roulements : 3 ans maximum pour les roulements étanches pré-graissés.
4/ En cas d’accès difficile pour les opérateurs, faire venir un roulementier ou un distributeur pour définir un système de lubrification automatisée. L’offre est suffisamment large pour répondre à tous les besoins/budgets, et cela vaudra toujours mieux qu’une épée de Damoclès au-dessus de votre tête!