Lubrification - Cours PDF

# QUATRIÈME PARTIE ## SERVICES AUXILIAIRES ### LUBRIFICATION Une bonne lubrification constitue un des facteurs les plus importants sur lequel dépend la disponibilité de la machinerie dans une usine industrielle. Des dommages considérables peuvent se produire si on n'apporte pas de bon soin et une b...

# QUATRIÈME PARTIE ## SERVICES AUXILIAIRES ### LUBRIFICATION Une bonne lubrification constitue un des facteurs les plus importants sur lequel dépend la disponibilité de la machinerie dans une usine industrielle. Des dommages considérables peuvent se produire si on n'apporte pas de bon soin et une bonne attention aux systèmes de lubrification et aux lubrifiants employés. Il y a cinquante ans, la lubrification était relativement simple. Les exigences n'étaient pas sévères, les lubrifiants étaient peu nombreux et la sélection du bon produit pour une application donnée ne présentait pas de problèmes. Les progrès technologiques énormes faits depuis ce temps ont changé complètement le tableau. D'innombrables nouveaux besoins se sont présentés qui pouvaient être satisfaits seulement par le développement de produits complètement nouveaux et différents. De plus, les conditions dans lesquelles le lubrifiant doit fonctionner sont devenues de plus en plus sévères. L'intervalle de température dans lequel le lubrifiant doit remplir sa tâche s'est grandement élargi dans les deux directions. Les charges sont plus lourdes, les vitesses plus rapides et les tolérances plus étroites. Par ailleurs, de nouveaux types de métaux et d'alliages employés dans la construction des pièces à lubrifier ont accentué davantage le problème. Le concept de la fonction du lubrifiant a changé au fil des ans. Au début, il n'était qu'un fluide pour réduire le frottement et l'usure entre les pièces mobiles. Aujourd'hui, un lubrifiant doit en plus agir comme agent de transfert de chaleur, protéger contre la rouille et la corrosion et agir comme fluide d'étanchéité. Afin de répondre à ces demandes, les fournisseurs de lubrifiants ont dû élargir la gamme de leurs produits et passer de quelques lubrifiants à des centaines dont plusieurs sont conçus spécialement pour des applications ou des conditions précises. Toutes ces considérations rendent le choix du lubrifiant approprié pour une application particulière, une décision complexe. Du point de vue de l'usager, il est heureux que ces progrès dans les techniques de lubrification ont mis à leur disposition les services et la connaissance technique accumulés par les fournisseurs d'huile. La plupart des fournisseurs de lubrifiants peuvent offrir à leurs clients un service d'ingénierie en lubrification. Ils donnent des conseils quant au lubrifiant à choisir dans chaque situation qui se présente dans une usine, réduisant ainsi le nombre total de lubrifiants employés, ils conseillent en cas de problèmes d'entretien et ils effectuent dans leurs propre laboratoire des essais périodiques pour des installations spéciales comme les huiles pour turbine. ## PROGRAMME DE LUBRIFICATION Dans presque toutes les centrales, il est avantageux de planifier toute la lubrification dans une opération. De cette manière, vous ferez des économies en réduisant le nombre et la variété des lubrifiants employés, en réduisant les coûts d'entretien et le temps d'arrêt, et en augmentant la durée de vie de l'équipement à la suite d'une bonne lubrification. ### Étude de lubrification Parmi les premières étapes de l'élaboration d'un programme de lubrification, il faut faire une étude complète des besoins en lubrification de toutes les pièces d'équipement de la centrale. Une des meilleures façons de procéder consiste à préparer une fiche pour chaque appareil. Les appareils doivent être clairement identifiés et leur emplacement dans la centrale précisé. Dans certains cas, comme par exemple une centrale qui compte plusieurs appareils du même type, on évite de la confusion en attribuant un numéro d'identification à chaque appareil. Il est recommandé de préparer des étiquettes ou des plaques métalliques contenant la même information consignée sur les fiches et de les fixer à un endroit visible sur les appareils correspondants. Toute l'information portant sur la lubrification d'un appareil doit être consignée sur les fiches, y compris une liste des pièces à lubrifier, les types de lubrifiants exigés, la fréquence d'application et toutes les autres données pertinentes. Toutes ces fiches représentent le guide de lubrification de la centrale et elles doivent être reliées ou classées ensemble. Elles peuvent servir à élaborer des calendriers de lubrification et à conserver un dossier sur le travail d'entretien effectué sur les appareils. Il faut tenter de normaliser le plus possible les lubrifiants pour chaque application. Par exemple, une huile de qualité supérieure contenant des inhibiteurs de rouille et d'oxydation peut servir dans des appareils lubrifiés par un système de circulation central et une huile minérale de la même viscosité employée pour des appareils lubrifiés par des godets graisseurs. En utilisant l'huile de qualité supérieure dans les deux applications, les exigences fondamentales de la lubrification de tous les appareils sont respectées. Le nombre de lubrifiants est réduit et le risque d'employer une huile minérale là où une huile de qualité supérieure est exigée, est éliminé. L'augmentation des coûts des lubrifiants dans ce cas est compensée par les économies réalisées par la réduction des quantités de stocks et la simplification du programme entier. ### Systèmes de lubrification Le but d'un système de lubrification est simplement d'alimenter la bonne quantité du bon lubrifiant au bon endroit au bon moment. Les manières d'atteindre cet objectif cependant sont nombreuses et variées, allant de la plus simple à la plus complexe. Dans le cas de l'huile, on utilise une méthode par bain ou par barbotage ou par graissage forcé. Pour la graisse, elle est alimentée par godets graisseurs, par pompe à graisse ou par un système de graissage sous pression central. Les illustrations qui suivent montrent certaines de ces méthodes d'alimentation en huile et leurs applications. (Note: Les lignes pointillées indiquent l'aire du lubrifiant dans la majorité des illustrations.) **Figure 1** Dispositifs manuels **Figure 2** Lubrification par barbotage **Figure 3** Graisseur à débit visible **Figure 4** Graisseur à mèche **Figure 5** Démonstration de la valeur du plein écoulement de l'huile lubrifiante **Figure 6** Engrenages droits **Figure 7** Engrenage et pignon à denture droite interne Ces engrenages transmettent la puissance entre les arbres non entrecroisés à angle droit l'un par rapport à l'autre. **Figure 8** Engrenages à pignons coniques **Figure 9** Engrenage et pignon à denture hypoïde Ces engrenages transmettent la puissance entre des arbres parallèles. La charge est distribuée entre deux dents ou plus. Compte tenu de l'angularité des dents, la charge portée par une telle paire d'engrenages produit une poussée axiale sur chaque arbre. Ces poussées sont dans des directions opposées. **Figure 10** Engrenage et pignon à denture hélicoïdale simple Les engrenages à chevrons combinent des dents hélicoïdales à droite et à gauche sur un seul engrenage. Des engrenages de ce type coupés de façon précise transmettent silencieusement un couple uniforme à haut rendement. Les angles opposés éliminent complètement les poussées axiales sur les arbres. **Figure 11** Engrenage et pignon à denture hélicoïdale double ou à chevrons Le planétaire engage trois engrenages planétaires intermédiaires et les fait tourner. Ces trois engrenages, installés sur un support, roulent & l'intérieur de l'engrenage annulaire fixe et tirent le support avec eux, faisant ainsi tourner l'arbre mené. La réduction de vitesse entre les arbres dépend du rapport entre le nombre de dents dans l'engrenage annulaire fixe et le nombre de dents du planétaire. **Figure 12** Groupe de réduction par engrenage épicycloïdal Les engranges à pignons coniques ou les engrenages coniques à denture hélicoïdale peuvent être utilisés dans un agencement planétaire pour agir comme ensemble de réduction par engrenage. Le planétaire engage plusieurs engrenages planétaires intermédiaires, les faisant ainsi tourner. Ces engrenages roulent alors dans l'engrenage annulaire fixe, entraînant le support avec eux et faisant tourner l'arbre mené. La réduction de vitesse dépend du rapport entre le nombre de dents sur le planétaire et le nombre de dents sur l'engrenage annulaire fixe. **Figure 13** Groupe de réduction par engrenage planétaire Les lubrificateurs mécanique à alimentation forcée offrent une méthode idéale d'application des lubrifiants pour engrenages. L'application continue et mesurée de l'huile assure une distribution uniforme et une utilisation économique. **Figure 14** Lubrification forcée **Figure 15** Lubrification par robinet de pulvérisation pour un groupe d'engrenage et pignon type **Figure 16** Arbres entrecroisés **Figure 17** Arbres croisés **Figure 18** Arbres parallèles ## Types de roulement à billes et à rouleaux et leur lubrification **Figure 19** Types communs de roulements à billes et à rouleaux **Figure 20** Types communs de joints d'étanchéité Le cuir ou le caoutchouc synthétique est souvent employé dans la fabrication de joints d'étanchéité de roulements. Le joint d'étanchéité se trouve dans un corps en acier et toute l'unité est donc facile à remplacer en cas d'usure. Comme un frottement se produit entre l'élément d'étanchéité et l'arbre, une très légère lubrification est recommandée pour empêcher la carbonisation du joint d'étanchéité ou le rayage de l'arbre. Cet arrangement est souvent installé dans le corps du palier lorsqu'un joint d'étanchéité est installé pour empêcher l'admission d'impuretés. Si un joint est installé dans une position inverse (pour empêcher la fuite), il faut prendre les mesures nécessaires pour fournir une forme de lubrification entre le joint et l'arbre. Dans le cas des joints d'étanchéité doubles ou composés, il est recommandé de tasser de la graisse dans la zone entre les éléments d'étanchéité. Ceci assure la légère lubrification nécessaire pour empêcher le frottement et la carbonisation. **Figure 21** Montage d'un arbre horizontal, Montage tubulaire d'un arbre horizontal Dans ce modèle, le roulement à billes A se charge de la poussée axiale dans chaque direction et place ainsi l'arbre de manière axiale. Ce roulement prend également la charge radiale dans le corps de palier de gauche. Dans le corps de palier de droite, le roulement à rouleaux B s'occupe seulement du chargement radial. Le roulement à rouleaux doit être installé à l'extrémité qui porte la charge la plus lourde. Les raccords graisseurs et les évents graisseurs sont disposés de sorte que la nouvelle lubrification sert également à purger la graisse usée du roulement. Dans les montages où les roulements sont situés aux extrémités d'un long abri tubulaire, des chicanes sont installées sur les côtés intérieurs des roulements pour empêcher de remplir tout le corps de palier de graisse, un processus qui n'est aucunement utile et qui favorise la détérioration de la graisse. Ces chicanes sont encastrées tout comme les couvercles de bout du corps de palier et elles maintiennent la graisse en contact étroit avec les roulements. Un raccord graisseur séparé est exigé pour chaque extrémité du corps de palier. **Figure 22** Montage d'un arbre horizontal pour des charges lourdes, Montage d'un arbre vertical Dans tous les montages d'arbre vertical, la graisse tend à s'échapper par l'alésage du couvercle inférieur. L'incorporation d'une plaque de retenue spéciale réduit cette tendance. Le principe est amélioré davantage dans les montages ci-dessus. La plaque de retenue est installée entre deux roulements de contact angulaire qui s'occupent des lourdes charges de poussée dans l'une ou l'autre des directions. Des mesures sont prises pour alimenter séparément chaque roulement ce qui signifie qu'un roulement n'est pas trop lubrifié au détriment de l'autre. **Figure 23** Alimentation d'une pompe à graisse Lorsqu'un raccord graisseur et un bouchon de purge sont situés à la même extrémité d'un abri et qu'il n'y a pas de chicanes, la pression exercée par la nouvelle graisse purge seulement ce côté du corps de palier et la graisse usée reste dans le côté opposé où se forment éventuellement des dépôts durs. C'est pourquoi le raccord graisseur et le bouchon de purge doivent être placés aux extrémités opposées du corps de palier. Avec ce nouvel arrangement, une nouvelle graisse est forcée dans le roulement et la graisse usée purgée des deux côtés du corps de palier. **Figure 24** Compresseur à un étage L'illustration ci-dessus montre un compresseur horizontal à coulisseau, à un étage, à double effet. Le vilebrequin est relié directement à un moteur électrique. Le dispositif de marche, soit les roulements principaux et du pied de bielle, le coulisseau et autres, est lubrifié par un jet d'huile soigneusement dirigé induit par le contrepoids plongeant dans l'huile du carter. Le surplus d'huile retourne au réservoir. Le cylindre à air est lubrifié par une alimentation réglable alimentée par un lubrificateur à alimentation positive commandé par une pièce mobile du compresseur. **Figure 25** Compresseur à plusieurs étages Le compresseur jumelé à plusieurs étages ci-dessus muni de refroidisseurs intermédiaires en position montre un système de lubrification sous pression. Le réservoir à huile est situé dans le fond du carter. Une pompe à engrenages (qui n'est pas illustrée) aspire l'huile du réservoir et l'achemine sous pression aux roulements du vilebrequin, puis dans des tubes du côté des bielles aux coussinets des pieds de bielle et aux coulisseaux. L'huile qui suinte des roulements lubrifie toutes les autres pièces dans le carter qui ne sont pas lubrifiées par l'huile sous pression. Le surplus d'huile retourne au réservoir pour une recirculation. Les cylindres à air sont lubrifiés séparément par des graisseurs à alimentation positive. **Figure 26** Températures moyennes où la lubrification est importante dans un moteur automobile moderne **Figure 27** Installation de dérivation type obtenue par l'installation d'un raccord en T dans la conduite provenant de la pompe à huile lubrifiante sous pression vers le refroidisseur à huile lubrifiante, permettant à l'huile de contourner le filtre par un robinet ou un orifice doseur. ## TURBINES À GAZ **Figure 28** Système de lubrification d'un moteur turboréacteur J-47 **Figure 29** Système de lubrification ## TURBINES À VAPEUR **Figure 30** Turbine à vapeur Générale Électrique Un exemple type montrant les détails des côtés à haute pression et à basse pression du système de graissage. **Figure 31** Système de lubrification et de régulation d'une turbine à vapeur et d'une génératrice munies de joints d'étanchéité à l'hydrogène ### Graisse Certains problèmes particuliers de lubrification exigent l'utilisation de graisse plutôt que de l'huile. En général, l'huile donne toujours plus de protection aux surfaces de roulement ou de frottement d'un roulement. Sa fluidité lui permet de pénétrer dans des espaces réduits et de plus, l'huile offre moins de résistance aux pièces mobiles. L'huile est utilisée lorsque les températures de marche sont élevées, la vitesse de roulement est haute et dans les appareils légers ou de précision où la résistance à la rotation doit être minimale. La graisse toutefois trouve des applications variées comme lubrifiant. Elle convient mieux aux applications où il n'y a pas de chaleur ou de vitesse extrême. Les avantages offerts par l'utilisation de la graisse comprennent ceux qui suivent. La graisse est plus facile à retenir dans un logement de roulement et elle sert à sceller un roulement contre l'admission de saleté et autres. Elle reste en contact avec les surfaces de travail même pendant les périodes d'arrêt et ceci permet d'éviter la rouille. Enfin, la graisse est un milieu de lubrification plus commode du point de vue manutention et réapprovisionnement. Elle permet des économies puisque les roulements lubrifiés à la graisse exigent une attention moins fréquente. Les caractéristiques d'une bonne graisse sont sa pureté, sa consistance, sa stabilité chimique, sa stabilité thermique et sa ténacité. La consistance ne varie pas beaucoup et dans presque tous les cas, la graisse est utilisée de la manière illustrée aux figures 32, 33 et 34. **Figure 32** Pistolet-graisseur du type à poussoir Lorsque le bout du pistolet est appuyé contre le raccord, la pression du piston dans le corps du pistolet force la graisse dans le tube de distribution. La compression de ce tube force la graisse dans le raccord. **Figure 33** Godets graisseurs **Figure 34** Système de pompage centralisé Dans l'équipement ci-dessus, une quantitée d'huile ou de graisse est alimentée à chaque roulement incorporé dans le système. La pompe fonctionne automatiquement et l'intervention humaine est donc complètement éliminée. Il existe également des pompes manuelles pour les applications qui exigent une lubrification à intervalles prolongés, comme par exemple une ou deux fois par quart de travail. L'illustration montre un appareil type. Des modèles plus robustes pour service sévère existent entre autres pour les aciéries. ## PROPRIÉTÉS DES HUILES LUBRIFIANTES ### Principes de la lubrification #### Lubrification de surface Même si les surfaces d'un roulement sont soigneusement usinées, elles ne sont jamais parfaitement lisses. Les zones basses entre les points hauts sont remplies d'une couche mince de lubrifiant et aux points hauts, l'épaisseur de l'huile ou de la graisse est infiniment faible. Néanmoins, de telles surfaces ont un coefficient de frottement plus bas que les surfaces complètement sèches et elles sont moins portées à gripper. Ce type de lubrification est appelé _lubrification de surface_. La lubrification de surface est employée dans les commandes à faible vitesse comme les arbres et les engrenages à vis sans fin des filtres à eau de circulation. #### Lubrification par film La lubrification de surface n'est pas une méthode idéale de lubrification. Une méthode plus efficace consiste à séparer complètement les surfaces de roulement par un film d'huile d'une épaisseur finie. C'est ce qu'on appelle une _lubrification par film_. La figure 35 représente une vue agrandie de ces notions. Une fois le film établi, il n'y a pas de frottement entre les surfaces métalliques et le seul frottement qui existe provient du glissement d'une couche d'huile sur une autre, soit un frottement fluide. La quantité de frottement fluide offerte par une huile dépend de sa viscosité. Une huile épaissie pour engrenages possède une viscosité élevée, une huile non épaissie pour machines a une faible viscosité. **Figure 35** Lubrification de surface, Lubrification par film Les conditions qui doivent exister pour obtenir une lubrification par film sont décrites ci-dessous. Il doit y avoir un mouvement relatif entre les deux surfaces; si le mouvement d'un arbre dans un roulement est interrompu, le film d'huile se décompose. (Dans la pratique, il se décompose à une certaine vitesse minimale et avant que l'arbre s'arrête.) L'alimentation en huile aux surfaces de roulement doit être continue. Une des surfaces doit être inclinée à un angle léger par rapport à l'autre de sorte que l'huile elle-même prenne la forme d'un coin mince qui se rétrécit dans la direction du mouvement. L'épaisseur du film d'huile dépend de la charge sur le roulement, de la vitesse de rotation et de la viscosité de l'huile. Si la viscosité de l'huile choisie est trop basse, le film d'huile se rompt et si elle est trop élevée, les pertes par frottement sont plus grandes que nécessaires. ### Viscosité La première considération dans la sélection d'une huile lubrifiante est de décider de la viscosité exigée pour maintenir le film d'huile avec les charges prévues sans créer trop de frottement fluide. La viscosité ou la fluidité d'un lubrifiant représente sa propriété la plus importante. Par exemple, la viscosité d'une huile pour turbines est dictée par les opérations qu'elle doit accomplir. Une fois installée dans l'appareil, la viscosité varie selon les températures de marche. Pour le turboalternateur à haute vitesse moderne dans les centrales fixes, la viscosité choisie se situe entre 175 et 250 secondes, Saybolt universelle à une température de 38 °C. En marche, les températures de sortie du roulement sont donc maintenues à 63 °C ou au moins entre 54 °C et 70 °C. À la sortie du refroidisseur d'huile, la température de l'huile doit se situer entre 45 °C et 55 °C. Elle ne doit pas être refroidie sous les 38 °C, sinon elle devient trop visqueuse. D'autres viscosités d'huile types sont comme suit : * les petites turbines à engrenages, alimentant la puissance aux pompes et soufflantes : * viscosité Saybolt entre 250 et 350 secondes à une température de 38 °C; * les paliers à anneau graisseur avec refroidissement à l'eau : * Saybolt entre 250 et 600 secondes à une température de 38 °C; et * les paliers à anneau graisseur sans refroidissement externe : * Saybolt entre 600 et 1700 secondes à une température de 38 °C. La page suivante donne une table de conversion à utiliser lorsqu'on compare des viscosités de différentes normes. ### Indice de viscosité Si les conditions de chargement doivent inclure de grandes variations de température, l'huile choisie doit posséder une relation adéquate entre la viscosité et la température. Toutes les huiles tendent à épaissir ou à augmenter de viscosité à mesure que leur température diminue; l'indice de viscosité constitue donc une mesure commode de cette tendance. Un lubrifiant qui doit fonctionner à un grand intervalle de températures doit avoir un indice de viscosité élevé. Par exemple, une huile moteur doit normalement lubrifier à une température de marche relativement élevée puisque les températures des parois des cylindres sont de 160 °C et les températures du carter de 82 °C. Cependant, la même huile doit également lubrifier le moteur pendant le démarrage à -18 °C et même moins dans les climats froids. Si l'huile épaissit trop au refroidissement de 82 °C à -18 °C, elle ne permet pas au moteur de démarrer ni de se lubrifier convenablement par la suite. C'est pourquoi des huiles de base sont utilisées comme huiles moteurs et plusieurs autres lubrifiants doivent posséder un indice de viscosité minimal. Notez que l'indice de viscosité d'une huile indique seulement le taux de changement de viscosité avec un changement de température. Il ne révèle rien au sujet des autres qualités de l'huile. ### Point d'écoulement La fluidité de l'huile lubrifiante à basses températures constitue une autre propriété reliée à la viscosité. La température à laquelle une huile s'écoule à peine est connue comme son point d'écoulement. Les huiles de réfrigération et les huiles destinées à servir dans les climats froids doivent posséder des points d'écoulement bas. ### Densité La densité d'une huile est un indice numérique de la masse par unité de volume. Les unités API sont couramment utilisées où : ``` densité API = 141,5 / (densité - 131,5) ``` ### Point d'inflammation Le point d'inflammation est la température à laquelle une huile doit être chauffée avant qu'elle produise suffisamment de vapeur pour former un mélange qui s'enflamme avec l'air. Le point d'inflammation d'une huile est déterminé pour la manutention sécuritaire du produit. Les points d'inflammation normaux des huiles lubrifiantes se situent entre 190 °C et 230 °C. ### Couleur L'apparence d'une huile lubrifiante indique sa condition; il est donc utile de consigner la couleur d'une nouvelle huile. Plusieurs échelles de couleur sont utilisées comme Saybolt, Tag-Robinson, Lovibond, ASTM. Généralement, elles emploient toutes un tableau de couleur qui sert à comparer la couleur de l'huile. ## GRAISSES Au cours des dernières années, la popularité de la lubrification à la graisse s'est tellement accrue qu'aujourd'hui ce type de lubrification est spécifié pour une grande variété d'équipement qui fonctionne à de grandes gammes de vitesse, de température et d'autres conditions. Le nombre et la qualité des graisses nécessaires pour répondre à ces conditions ont augmenté proportionnellement de sorte qu'il y a maintenant sur le marché plusieurs <<< vieilles >> graisses améliorées et plusieurs nouveaux produits. Les développements les plus récents dans les graisses de lubrification comprennent le type synthétique qui contient des matières huileuses synthétiques au lieu de toutes ou d'une partie des composantes habituelles du pétrole. Ces lubrifiants ont pris une place importante largement en raison du développement rapide de l'avion à turbomoteur. Les premiers avions à moteur à réaction comptaient sur les produits pétroliers pour leur lubrification, mais les exigences de basses températures imposées par le vol à haute altitude associées aux températures de marche plus élevées ne pouvaient être respectées par les huiles et les graisses à base de pétrole. Les lubrifiants synthétiques sont également employés dans les instruments, les systèmes hydrauliques et une variété d'autres spécialités, mais, généralement parlant, le progrès connu par ces lubrifiants, les huiles et les graisses, est motivé par les besoins de l'industrie aéronautique. (Les lubrifiants doivent fonctionner à des températures extrêmes entre -70 °C et 230 °C.) Ces lubrifiants comprennent les polyoléfines, les hydrocarbures halogénés, les glycols alkylènes, les esters et les composés de silicone. ### Sélection d'une graisse convenable La sélection d'une graisse pour la lubrification des roulements découle d'une étude des caractéristiques d'une graisse et des conditions de fonctionnement des roulements. Les principales caractéristiques d'une graisse qui méritent une attention particulière sont la pureté, la consistance, la stabilité chimique, la stabilité thermique et la ténacité. Les conditions de fonctionnement des roulements qui doivent être étudiées conjointement avec ces caractéristiques sont la vitesse, la température, l'emplacement et les conditions de charge. Les graisses les plus couramment produites pour la lubrification des roulements consistent essentiellement en un mélange d'huile minérale et d'un savon minéral. Les huiles végétales ou animales s'avèrent dans de rares occasions plus convenables, mais ces applications sont vraiment exceptionnelles. Les savons employés proviennent du calcium, du sodium, du lithium et du plomb; les graisses qui en résultent sont des graisses à base de chaux, de soude, de lithium ou de plomb; On utilise souvent des savons mélangés. Les graisses à base de chaux se caractérisent généralement par leur texture lisse semblable au beurre. Elles sont essentiellement une émulsion d'une huile lubrifiante, d'un savon de chaux et d'une quantité suffisante d'eau pour produire la stabilité. Ces graisses ne peuvent se déshydrater au-delà d'une limite établie sans influer sur la stabilité de la graisse et causer la séparation de l'huile et du savon. Bien fabriquée, l'émulsion nécessaire résiste à l'emmagasinage prolongé et à des conditions de service ordinaires modérées. La déshydratation et la séparation qui s'ensuit se déroulent toutefois au cours d'un service continu long ou d'un stockage prolongé; la chaleur accélère alors le processus dans les deux cas. Une agitation excessive peut également décomposer l'émulsion et entraîner la séparation. Les graisses à base de chaux sont particulièrement prisées là où le roulement est soumis au lavage de l'eau. Elles sont hydrofuges et elles adhèrent aux surfaces métalliques et maintiennent un film visqueux même si l'eau coule sur le roulement. Les graisses à base de chaux conventionnelles ont toutefois un défaut sérieux, soit qu'elles sont limitées à des températures de marche sous les 65 °C. Les températures supérieures à cette valeur causent l'évaporation de l'eau dans la graisse, décomposant ainsi la structure de la graisse et entraînant la séparation en huile et en savon. Les graisses à base de soude sont reconnues pour leur texture fibreuse, mais ce n'est pas une caractéristique distinctive puisque certaines sont lisses. Les graisses à base de soude sont un mélange d'huile minérale et de savon de soude. Comme l'eau n'est pas un ingrédient essentiel, ces graisses peuvent être complètement déshydratées pour leur utilisation. Les graisses à base de soude résistent à des températures de marche beaucoup plus élevées que la graisse à base de chaux. Elles résistent également aux effets de l'agitation et du brassage sans se séparer et se détériorer. Elles possèdent aussi une résistance exceptionnelle à l'oxydation dans un service continu prolongé. Les graisses à base de soude s'émulsifient en présence d'eau, une caractéristique qui rend leur utilisation peu pratique là où l'eau est présente en quantités suffisantes pour les laver. Leur tendance à s'émulsifier peut toutefois s'avérer un atout en présence d'humidité puisque les émulsions légères produites protègent les surfaces lubrifiées contre la corrosion. Les graisses à base mixte (soude-chaux) sont simplement des mélanges des deux bases avec une huile minérale. Le produit qui en résulte possède les défauts et les qualités des deux types de graisse dont le degré dépend des proportions de chacune. Les graisses à base de lithium combinent une capacité à lubrifier de manière satisfaisante à un grand intervalle de températures à un degré élevé de pouvoir hydrofuge. Les graisses à base de plomb consistent en un mélange de savon de chaux, d'huile minérale et d'un additif de plomb qui donne à la graisse des capacités spéciales de charge. ### Caractéristiques générales des graisses Les graisses qui conviennent à la lubrification des roulements doivent être complètement exemptes d'impuretés. Elles doivent être aussi propres et aussi libres de corps étrangers que toute huile filtrée de qualité supérieure. Elles ne doivent pas contenir d'adultérants comme de la résine, du talc, de la pierre ponce ou du graphite. Elles doivent être absolument neutres et elles ne doivent pas contenir de matière acide minérale libre ou alcaline libre. Il est essentiel qu'aucune eau ne soit présente dans la graisse puisque sa présence accélère la rouille et la détérioration des surfaces. La consistance d'une graisse est une mesure de sa solidité relative et elle peut être considérée comme une capacité à rester en place et à résister à la projection par force centrifuge. De plus, elle offre une étanchéité à l'admission de saleté et d'autres impuretés. Malgré les grands intervalles de températures et de vitesses de marche des roulements, l'expérience démontre qu'une consistance unique répond à la plupart des applications. Toutes les graisses pour roulements sont donc habituellement d'une consistance modérément molle. Les graisses employées pour les conditions de température élevée ou de charge lourde, toutefois, sont un peu plus rigides pour permettre un degré d'adoucissement à la température de marche. La stabilité chimique des graisses est particulièrement importante puisqu'elle reflète la résistance à l'oxydation et à la formation de produits acides qui se produisent exactement comme dans les huiles. Par ailleurs, la portion organique du savon peut réagir pour produire des éléments de détérioration indésirables. Si l'oxydation se poursuit impunément, toute la structure de la graisse change ce qui influe fondamentalement sur le fait qu'elle convienne à cette fin. La portion huile forme des boues et se sépare du savon en laissant des dépôts durs néfastes. Lorsqu'un roulement est alimenté par des godets ou des pompes, l'application, bien que périodique, est plus ou moins régulière. À des intervalles définis, une quantité de graisse est poussée hors du logement du roulement et une quantité fraîche prend sa place. Le service rendu par la graisse est donc temporaire et aucune stabilité exceptionnelle du lubrifiant n'est nécessaire. La stabilité et la résistance à la séparation plutôt limitées des graisses à base de chaux répondent bien à ces conditions, d'où leur nom de graisses à godet. Quand un service prolongé est envisagé ou une agitation ou un brassage est en cause, la stabilité supérieure de la graisse à base de soude est exigée. La stabilité thermique ou la résistance à la séparation dans l'application de la chaleur est très importante dans les graisses pour les roulements à billes ou à rouleaux. À des températures modérées, la stabilité des graisses à base de chaux est suffisamment adéquate. Les températures élevées tendent à accélérer la séparation et la détérioration en raison de l'élimination de la teneur essentielle en eau exigée par les graisses à base de chaux pour de la stabilité de structure, une condition à laquelle les graisses à base de soude répondent mieux. La ténacité d'une graisse est particulièrement importante dans les roulements de grand diamètre à vitesse élevée où les effets de la force centrifuge sont considérables. Cette propriété est créée par l'addition d'un savon fibreux qui entraîne la graisse à former des films tenaces sur les surfaces métalliques. Elles sont ainsi protégées contre les influences corrosives ou contaminantes qui sont présentes. La ténacité est également bénéfique dans les applications où la graisse pour les roulements doit aussi produire une étanchéité pour le roulement. En vertu de sa capacité à adhérer au membre rotatif, la graisse empêche l'admission de saleté, de poussière et d'autres impuretés. Le brassage sévère de la graisse qui se produit dans certains roulements tend à admettre de l'air dans le lubrifiant. Si des produits inférieurs sont employés, cette action augmente le volume de la graisse, favorise les fuites et entraîne une lubrification insatisfaisante. Les graisses doivent donc résister à l'aération à un degré maximal et ainsi diminuer les pertes de lubrifiant. ### ADDITIFS Les additifs des lubrifiants (huiles ou graisses) se définissent comme des composés chimiques qui améliorent certaines propriétés déjà présentes dans le produit ou lui donnent de nouvelles caractéristiques. Ils se divisent en deux classes générales, soit ceux qui influent sur les caractéristiques physiques de l'huile comme l'indice de viscosité, le point d'écoulement et le moussage, et ceux qui influent sur les caractéristiques de rendement. Ceux-ci comprennent les inhibiteurs d'oxydation et de corrosion, les détersifs et les dispersants. Vous trouverez ci-dessous certains des additifs les plus courants. **Inhibiteurs d'oxydation-corrosion.** Puisque les inhibiteurs d'oxydation et de corrosion sont étroitement associés au procédé d'oxydation de l'huile et certains additifs sont efficaces aux deux fins, ils sont groupés ensemble. L'inhibiteur d'oxydation sert à empêcher la formation de laque et de boues sur les pièces métalliques. L'inhibiteur de corrosion sert à empêcher l'attaque corrosive sur les surfaces métalliques. Les inhibiteurs se composent de composés organiques contenant du soufre, du phosphore ou de l'azote. Ils fonctionnent en diminuant la quantité d'oxygène prise dans l'huile et ils diminuent ainsi la formation de corps acides. Dans certains cas, l'additif lui-même est oxydé de préférence à l'huile. Ils forment un film protecteur sur les roulements et les autres pièces métalliques. (Consultez les notes sur l'oxydation données dans la partie sur la