Les roulements permettent un mouvement de rotation à frottement réduit entre différents composants de la machine.
Dans la technique, les roulements sont donc utilisés entre autres pour le guidage et le soutien des arbres et des axes. Les roulements sont basés sur le principe du frottement de roulement : ils se composent d'une bague intérieure et d'une bague extérieure entre lesquelles roulent des éléments roulants qui sont maintenus séparés par une cage afin de réduire encore le frottement et l'usure. Selon la charge, les éléments roulants utilisés sont de différentes formes, comme des billes ou des rouleaux. En raison du frottement de roulement associé à la forme des éléments roulants, les roulements à billes sont particulièrement adaptés aux vitesses de rotation élevées, tandis que les roulements à rouleaux conviennent mieux aux charges élevées.

Tâches du lubrifiant pour roulements

L'objectif de la lubrification des roulements est d'empêcher le contact métallique des surfaces de roulement et de glissement par un film lubrifiant, afin de réduire davantage le frottement de glissement dans le roulement. En outre, la lubrification du palier à roulement améliore la protection contre l'usure. Cela permet d'éviter les dommages aux roulements, de prolonger la durée de vie du roulement et d'augmenter la sécurité de fonctionnement. Les fonctions supplémentaires du lubrifiant dans le roulement sont, selon le type de lubrifiant (huile ou graisse avec additif correspondant), la protection contre la corrosion, l'évacuation de la chaleur du roulement, la protection du roulement contre les impuretés de l'intérieur et de l'extérieur, l'amortissement du bruit de fonctionnement du roulement, ainsi que le soutien de l'effet d'étanchéité des joints du roulement.

Critères de décision pour la lubrification à la graisse ou à l'huile
Une lubrification à la graisse est utilisée pour environ 90 % de tous les roulements. Les principaux avantages d'une lubrification à la graisse sont

• très peu de frais de construction
• bon soutien de l'étanchéité du roulement
• longue durée d'utilisation
• faible couple de frottement
• bonnes propriétés de fonctionnement de secours avec des lubrifiants solides
• bonnes propriétés d'amortissement des bruits
• Lorsqu'elles sont bien choisies, les graisses permettent une lubrification fiable pour tous les types de roulements, à l'exception des butées à rotule sur rouleaux, pour une large plage de vitesses et de charges.

Structure et caractérisation des graisses
Les graisses lubrifiantes sont composées d'une huile de base liée par un épaississant. L'huile reste ainsi au point de lubrification. Elle y assure une protection efficace contre le frottement et l'usure et rend le point de lubrification étanche aux influences extérieures telles que l'humidité et les substances étrangères. C'est pourquoi les graisses sont idéales pour une utilisation dans les roulements. Les caractéristiques de performance typiques d'une graisse, telles que le point de goutte, la capacité d'absorption des charges et la résistance à l'eau, sont déterminées par l'huile de base et l'épaississant. L'amélioration de la protection contre la corrosion et l'usure, de la capacité d'absorption de la charge et de l'adhérence ainsi que de la résistance au vieillissement est assurée par les additifs ajoutés à la graisse.

Données caractéristiques pour le choix d'une graisse pour roulements

Le choix d'une graisse pour roulements dépend du type de construction du roulement et du matériau de la cage du roulement (métaux ou matières plastiques), ainsi que des conditions d'utilisation et d'application telles que la température d'utilisation, la plage de vitesse de rotation, la charge de pression et les influences de l'environnement (eau, poussière ou milieux agressifs). Les données caractéristiques suivantes sont disponibles pour la caractérisation d'une graisse pour roulements.

1. Classe NLGI

Pour les graisses lubrifiantes, la consistance est la valeur caractéristique de la résistance d'une graisse. La classification des graisses selon NLGI va de très souple (classe 000) à très solide (classe 6). Les graisses des classes NLGI 1 à 4 conviennent à une utilisation dans les roulements.

2. Point de goutte (en °C)

Le point de goutte d'une graisse lubrifiante est la température à laquelle la liquéfaction de la graisse se produit. Il est nettement supérieur à la température d'utilisation recommandée qui, pour un roulement, n'est pas seulement déterminée par la température ambiante, mais aussi par la chaleur qui se développe dans le roulement lors de son fonctionnement.

3. Valeur VKA

L'appareil à quatre billes est un dispositif de contrôle pour les lubrifiants utilisés en cas de pressions de surface élevées. Il se compose d'une bille rotative qui glisse sur trois billes fixes. Lors de l'essai de charge maximale du lubrifiant, une force d'essai est appliquée sur la bille de roulement, qui est augmentée progressivement jusqu'à ce que le système à quatre billes se soude en raison de la chaleur de frottement.

4. Valeur DN (facteur de vitesse)

La valeur DN indique jusqu'à quelles vitesses périphériques maximales une graisse lubrifiante peut être utilisée dans un palier à roulement. Elle se calcule à partir de la vitesse de rotation du roulement, du diamètre moyen du roulement (en mm) et d'un facteur permettant de tenir compte de la part de frottement de glissement du type de roulement.

5. Valeur SKF-Emcor

La méthode SKF-Emcor est utilisée pour évaluer les propriétés de protection contre la corrosion des graisses pour roulements. De l'eau est ajoutée à la graisse et la corrosion est examinée dans des roulements à billes à rotule avec une durée de fonctionnement, une vitesse de rotation et des temps d'arrêt définis selon la norme DIN 51802. Si l'examen visuel des bagues d'essai ne révèle aucune corrosion, le degré de corrosion est de 0. Si la corrosion est très forte, le degré de corrosion est de 5.

Lubrification des roulements

Une condition importante pour une sécurité de fonctionnement élevée d'un roulement est l'approvisionnement continu en lubrifiant. Lors du premier graissage ou du nouveau graissage du roulement, il faut respecter les indications du fabricant de roulements. Il doit être rempli de manière à ce que toutes les surfaces fonctionnelles reçoivent de la graisse en toute sécurité. Les roulements à rotation lente (valeur DN < 50.000) et leurs logements peuvent être entièrement remplis, les roulements à rotation rapide (valeur DN > 400.000) jusqu'à 1/4 de l'espace intérieur libre du roulement. Sinon, il est recommandé de remplir jusqu'à 1/3.

Les roulements lubrifiés à la graisse sont suffisamment sûrs en fonctionnement si les intervalles de regraissage ne sont pas dépassés. Un regraissage est nécessaire lorsque la durée d'utilisation de la graisse est inférieure à la durée de vie attendue du roulement. Le regraissage s'effectue au moyen d'une pompe à graisse ou de systèmes de graissage automatiques. Si possible, le regraissage doit être effectué pendant le fonctionnement. Les quantités de regraissage se situent entre 50 et 80 % de la quantité de remplissage initiale. Si l'évacuation de la graisse usagée n'est pas possible, la quantité de graisse devrait être limitée afin d'éviter une surlubrification du roulement.

En cas de longs intervalles de regraissage, il faut viser un remplacement aussi complet que possible de la graisse. Avant de passer à un autre type de graisse, le roulement doit toujours être nettoyé ou la graisse doit être regraissée jusqu'à ce que l'ancienne graisse soit complètement expulsée du roulement. Dans ce cas, il faut vérifier au préalable la miscibilité des lubrifiants et la compatibilité des matériaux.