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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
Lubrification de moteurs électriques dans un
séchoir à bois: un sujet chaud et critique!
Mattieu Berlinguette, Contrôles Laurentide
© Copyright Noria Corporation
Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
Réactif (Réparer lorsque brisé)
Prix élevé
Temps supplémentaire
Arrêt de production
Planifié (Réparer avant les bris)
Planifié
Coordonné
Préventif
Prédictif
Fiabilité (Ne pas réparer! Trouver
les causes fondamenetales)
Proactif
Élimination des défauts
Modification des designs de machines
(Murphy’s Law)
Orientée sur les causes à effets
Classe Mondiale (Optimisation des actifs)
Établir une vision
Optimisation
Intégration
Alliances
Changements des cultures
Le parcours pour atteindre la maintenance de classe mondiale
Concentré sur l’entretien et la réparation efficace Concentré sur l’élimination des causes de bris
L’évolution de l’homme
d’entretien
REF: Du Pont , GT 3447.01
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
La lubrification, la friction et l’abrasion sont au coeur de la fiabilité de la machinerie.
“Six à sept pourcent du produit national brut américain ($795 milliards*)
est dépensé annuellement pour réparer les dommages causés par
l’usure mécanique. » Professeur Ernest Rabinowicz (MIT)
*Basé sur le Produit
National Brut de 2005
REF: Prof. E. Rebinowicz, MIT 120
Défaillance
Obsolescence (15%)
Dégradation de surface (70%)
Corrosion (20%) Usure mécanique
(50%)
Abrasion Fatigue Adhésion
Accidents (15%)
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
L’industrie repose sure un film d’huile de 10 microns
377.01 REF: JCF
Contrôle la friction
Contrôle l’usure
Contrôle la corrosion
Contrôle la température
Contrôle la contamination
Transmission de puissance
Fonctions d’un lubrifiant
Sépare les surfaces en mouvement
Réduit l’usure abrasive
Absorbe et transfère la chaleur
Protège les surfaces contre les substances corrosives
En hydraulique, transmet les forces et les mouvements
Transporte les contaminants vers les filtres
Note: Dépendamment
de l’application, les
lubrifiants peuvent
avoir d’autres
fonctions soient
comme scellant
(contenir des gaz à
combustion), un
moyen de traction
(accouplement des
fluides, embrayage),
amortisseur de chocs
et le contrôle des
émissions
d'échappement.
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
Lubrification de roulements (Élastohydrodynamique)
REF: JCF 1
Lubrification élastohydrodynamique
• L’élément roulant et la piste se déforment élastiquement
pour agrandir la surface de contact.
• Film d’huile plus pette qu’un micron. Pour doubler son
épaisseur, il faut multiplier par 4 la viscosité du lubrifiant
• La pression élevée (jusqu’à 500,000 psi) solidifie l’huile.
• La contamination solide et liquide détériore la protection
du film.
• EHL et EHD sont des acronymes pour la lubrification
élastohydrodynamique et sont utilisés de façon
interchangeable.
Charge Arbre à Came
Roulement à billes
Contact élastohydrodynamique
Huile
Roulement
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
Anatomie d’une graisse
70 à 95% Huile de base
3 à 30% Épaississant
0 à 10% Additifs
• Huile minérale
• Synthétique
• Savons simples métalliques
• Savons complexes métalliques
• Sans savon épaississant
• Améliorent certaines propriétés.
• Suppriment certaines propriétés indésirables
• Ajoutent de nouvelles propriétés.
Graisse Lubrifiante
REF: JCF 961
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
Quelles sont les causes de l’assèchement des graisses?
Contamination: • Saleté, poussière,
cendre volante, etc.
• Graisse incompatible
Volatilisation: • Haute température
• Point d’éclair faible
• Craquage
La graisse devrait être renouvelée
quand 50% de l’huile est perdu.
REF: Exxon Mobil, Hinkle 1753.01
Purge: • Centrifugation
• Essorer
• Haute température
• Graisse incompatible
• Graisse de faible qualité
• Vibration
• Huile de base à faible viscosité
Oxydation: • Chaleur
• Eau
• Métaux usés
• Graisse de faible qualité
• Rayonnement gamma
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
La Viscosité
Influencée par:
• Température
• Eau
• Contaminants
• Changements chimiques
• Pression
• Cisaillement
La résistance de l’huile à
l’écoulement et au cisaillement
La viscosité est la propriété physique la plus importante d’un lubrifiant.
REF: GT 3743
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
Application de la graisse – pistolet à graisse manuel
REF: DT 3396
Avantages • Bas prix à l’achat
• Simple à utiliser
• Sans maintenance
• Le technicien peut inspecter la machine
pendant la lubrification
Désavantages • Coût de main d’œuvre élevé
• Manque lubrifiant possible lorsque les
intervalles entre deux graissage sont trop longs.
• Surgraissage commun – risques pour la fiabilité
et l’environnement
• Risques élevés de contamination lors de
l’application
• Préoccupations pour la sécurité –
applications / environnement
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
Lubrification de roulement de moteur en deux étapes Étape 1
571 REF: Electrical Service Apparatus Association, DuPont
1 Remplissage nitial (nouveau ou reconditionné)
Fabricant de roulements Roulement à à double blindage
Roulement ouvert et
simple blindage Cavité adjacente à la flasque (shield)
FAFNIR 30-50% (pour roulement de DE bp à 52 mm) - 25-40% (pour roulement de DE ou plus de 52 mm)
100% 33%
FAG 30-40% 30-40% 100% lorsque le ratio de vitesse est inférieure à.2* 22% lorsque le ratio de vitesse est .2 à .8 0% lorsque le ratio de vitesse est supérieur à.8
McGILL Maximum 50% Maximum 50% 100%
MRC 30% 80-90% 50%
NAICHI 20-30% 33-50% 33-50%
NSK 35% 25-40% 50-65% lorsque le ratio de vitesse est inférieure à.5% 33-60% lorsque le ratio de vitesse est supérieur à.5
NTN 30-35% 30-35% Maximum 50%
PEER 33%
RBC 100% 40-50% 10-20%
lorsque le ratio de vitesse est inférieure à .1* lorsque le ratio de vitesse est .1 à .2 lorsque le ratio de vitesse est supérieur à .2
SKF 25-35% 100% 33%
SNR 33% 20-30%
STEYR 100% 100% lorsque le ratio de vitesse est inférieure à.2* 30-50% lorsque le ratio de vitesse est .2 à .8 0% lorsque le ratio de vitesse est supérieur à.8
ZVL-ZKL 33-55% 30% 30%
NOTE: Ce tableau provient d'un article qui a d'abord été publié en tant
que l'AESA, Note Technique n ° 19 (Octobre 1993).
* Ratio de vitesse = Vitesse d’opération.
Vitesse limite du roulement
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
Lubrification de roulement de moteur en deux étapes Étape 2
REF: Electrical Service Apparatus Association, DuPont 571a
Dans l’atelier ou avant de démarrer le moteur:
1. Essuyer le raccord à graisse et inspecter. Remplacer au besoin.
2. Enlever le bouchon de drain et installer une soupape de surpression (si non installé)
3. Avec un pistolet à graisse manuel, pomper la graisse dans la cavité, jusqu’à ce que la graisse sorte
par le drain (soupape). Maintenant, la cavité est pleine à 100%.
Après l’installation:
1. Partir le moteur et observer pendant au moins 30 minutes.
2. Inspecter pour toutes fuites par le raccord, drain (soupape) ou joints d’étanchéité sur l’arbre.
3. Essuyer l’excès de graisse sur l’unité.
4. Initier les procédures et fréquences de lubrification normales.
Pourquoi?
• Établir un standard et méthode de lubrification.
• Éliminer les doutes sur les zones internes non-remplis (tuyaux, cavité…)
• Minimiser les risques d’ingestion de contaminants.
• Accepter le risque possible d’avoir de la graisse dans le bobinage, comme étant plus petit que le
bris d’un roulement (lubrification inadéquate).
2 Premier graissage (avant et après avoir démarré le moteur)
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
Méthode de calcul: volume de lubrifiant à appliquer sur les moteurs électriques
572 REF: IEEE, SKF
Méthode avec la grandeur de châssis Méthode de diamètre d’arbre
Méthode avec la formule SKF:
Gq = 0.114 DB (préferé)
Où:
Gq = quantité de graisse en once
D = Diamètre extérieur du roulement en pouces
B = Largeur totale du roulement en pouce
(hauteur pour “thrust bearings”)
1 in3 ≃ 0.5 oz = 14gm.
Métrique:
Gq = 0.005 DB
Gq en grammes,
D et B en mm
Le volume total de la graisse neuve / an
= fréquence / an X volume / cas
Grandeur de
châssis À 1800 rpm ou moins À 3600 RPM
48 à 215 0.5 pouces cubes 0.5 pouces cubes
254 à 286 1.0 pouces cubes 1.0 pouces cubes
324 à 365 1.5 pouces cubes 1.5 pouces cubes
404 à 449 2.5 pouces cubes 1.0 pouces cubes
5000 2.5 pouces cubes 1.5 pouces cubes
5800 3.0 pouces cubes 1.5 pouces cubes
9500 Tel qu’indiqué sur plaque
signalétique
Tel qu’indiqué sur
plaque signalétique
Diamètre Volume
Jusqu’à 1.0” 0.1 oz.
De 1.0” à 1.5” 0.2 oz.
De1.5” à 2.0” 0.3 oz.
De 2.0” à 2.5” 0.4 oz.
De 2.5” à 3.0” 0.6 oz.
De 3.0” à 4.0” 0.9 oz.
De 4.0” à 5.0” 1.4 oz.
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
Intervalles de lubrification des roulements
892 REF: SKF, Kluber
2 Vitesse RPM ex. 1000 RPM
3 4
Note:
10 = 10 heures
102 = 100 heures
103 = 1,000 heures
104 = 10,000
heures
Temps d’exécution ex. 11,000 heures
Diamètre d’arbre ex. Arbre de 120 mm
Étapes pour trouver la fréquence de regraissage
•Trouvez votre roulement dans l'une des trois
échelles ci-dessous.
•Déterminer la vitesse de rotation d'arbre, puis aller
à cette vitesse sur la carte l'axe des x.
•Aller tout droit de la marque RPM à la ligne de
diamètre de l'arbre pour votre roulement.
•Au niveau du point d'intersection, à gauche de
l'échelle axe y correspondant au type roulement.
1 Échelle de roulement
Échelle A
Roulement à billes
Échelle B
Roulement à rouleaux cylindriques, roulement à aiguilles.
Échelle C
Roulements à rouleaux sphériques; Roulements à rouleaux
coniques; Roulements de butés à billes; Roulements à rouleaux
cylindriques croisés avec cage; Roulements de butée à
rouleaux cylindriques; Roulements de butée à rouleaux
aiguilles; Roulements de butée à rouleaux sphériques
Ajustement de la fréquence:
• Coupez l’intervalle de moitié pour chaque 15°C au-dessus
de 70°C
• Coupez l’intervalle de moitié pour les roulements installés
sur arbre vertical
• Coupez l’intervalle de moitié quand le niveau de vibration
global est plus grand que 0.2 pouces/sec. (5mm/sec.)
• Coupez l’intervalle lorsqu’il y a risque élevé de
contamination par des particules ou humidité.
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
Trop de graisse dans un moteur électrique
• Souvenez-vous qu’un fusil à graisse va pousser plusieurs livres de pression – amplement pour pousser la
graisse à certains endroits non désirés et briser les joints d’étanchéité.
• S’il y a trop de graisse ajoutée, elle peut-être poussée à l’intérieur du moteur sur le bobinage, pouvant
causer des dommages et briser l’isolation, résultant en un bris prématuré.
• Même avec l’utilisation de roulements armurés, déflecteur de graisse interne et de bouchon de ventilation, il
es commun qu’il y ait de la graisse sur le bobinage interne du moteur.
REF: JCF 3504
Graisse sur le bobinage Stator plein de graisse
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
Le graissage avec l’ultrason – Tout un changement!
REF: Noria 1371
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
Les options pour mesure sonique / ultrasonique
REF: SPM Corporation 1578
Options pour point de lecture acoustique:
• Raccord du fusil à graisse
• Microphone installé sur le fusil à graisse
• Goujon de logement de butée, adjacent à la zone de
charge VFDs – Standardiser selon la vitesse
d’opération.
4 kHz – Plage audible
25-30 kHz – Plage ultrasonique. La fréquence est
modulée à une plage audible.
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
Utiliser les ultrasons pour établir le volume de lubrification
REF: DT 1365
Volume de graisse
calculé
Le roulement est
silencieux à
l’application de la
graisse
Arrêter ici et les
réserves de graisse
pourraient ne pas
être suffisantes
Des « coups » additionnels de graisse résultent à une
augmentation temporaire d’émissions acoustiques jusqu’à
l’excédant de graisse soit purger hors des éléments roulants
Exemple de graissage d’un roulement
à l’aide d’un outil ultrasonique
Quand le signal acoustique
augmente mais ne redescend pas,
arrêter le graissage
VOLUME (GREASE)
DÉ
CIB
ELS
(d
B)
…arrêter le graissage
lorsque le volume
maximum calculé est
atteint.
VOLUME (GRAISSE)
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
18 REF:
Prochaines étapes
1. La sélection du bon lubrifiant
2. Modification de l’alimentation de la graisse (ie tubulure, surpression, etc)
3. Procédure de graissage et de remontage à l’atelier
4. Gestion du changement
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Les fondamentaux de la lubrification de machinerie
19 REF:
Questions?
Merci et bonne journée!
Mattieu Berlinguette, Contrôles Laurentide 514-697-9225 x392