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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


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



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%)



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.



4



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



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



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



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



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



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



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)



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




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.



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.



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



Le graissage avec l’ultrason – Tout un changement!

REF: Noria 1371



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.



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)



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



19 REF:

Questions?

Merci et bonne journée!

Mattieu Berlinguette, Contrôles Laurentide 514-697-9225 x392

[email protected]

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