Pour la lubrification des entraînements à engrenages ouverts utilisés dans différentes applications industrielles telles que les broyeurs à ciment et à charbon, les fours rotatifs, ou lorsque les conditions d'étanchéité sont difficiles, les graisses semi-fluides sont souvent utilisées de préférence aux huiles fluides. Pour les applications de couronnes dentées, les graisses sont utilisées avec un système de lubrification par éclaboussure ou par pulvérisation. Le choix de ces graisses influence la durée de vie par piqûre et la capacité de charge des engrenages, ainsi que le comportement à l'usure.
Des recherches ont été menées en comparant une huile fluide et différentes formulations de graisse semi-fluide (NLGI00), variant en ce qui concerne la viscosité de l'huile de base, le type d'épaississant et l'ajout d'additifs liquides et solides. Les essais pour la détermination des différents paramètres ont été réalisés sur des bancs d'essai d'engrenages dos à dos ; la configuration schématique du banc d’essai est présentée ci-dessous.
Les résultats des tests montrent que les graisses pour engrenages de consistance NLGI 00 présentent presque la même durée de vie contre les piqûres que leurs homologues à base d'huile de base. De plus, la viscosité cinématique de l'huile de base montre une influence significative sur la durée de vie par piqûre de ces graisses de qualité NLGI 00. L'ajout d'un graphite synthétique spécial à une telle graisse pour engrenages a entraîné une diminution de la durée de vie par piqûre et une usure élevée. Les résultats des tests montrent également que la capacité de charge par piqûre de ces graisses est en corrélation avec la viscosité cinématique de l'huile de base. En utilisant une viscosité d’huile de base plus élevée, une durée de vie plus longue et une capacité de charge de piqûre plus élevée ont été obtenues. Pour les graisses semi-fluides pour engrenages, le calcul de la capacité de charge par piqûre selon la norme ISO 6336 en utilisant la viscosité de l'huile de base est bien corrélé avec les résultats des tests pratiques. Les tests d'analyse du comportement à l'usure de différentes graisses semi-fluides pour engrenages ont été effectués lors du test d'usure A/2.8/50 sur la base des normes ISO 14635-3 et ISO 14635-1. Pour le test d'endurance de 100 heures, quatre catégories d'usure différentes ont été définies et une classification a été effectuée en fonction de l'usure du pignon et de la roue. D'une manière générale, presque tous les lubrifiants étudiés, à l'exception des graisses contenant des lubrifiants solides, présentent une faible usure dans toutes les pièces testées. L'influence de la viscosité de l'huile de base est visible dans le fait que les graisses ayant des viscosités d'huile de base plus élevées présentent une usure plus faible. L'influence de la concentration en épaississant et du type d'épaississant est presque négligeable, mais la graisse au savon complexe d'aluminium présente une somme d'usure très légèrement supérieure à celle de sa homologue épaissie au savon de lithium. Une différence beaucoup plus significative peut être constatée dans l’influence de la quantité et du type de lubrifiant solide. Les graisses contenant du graphite synthétique présentent des valeurs d'usure beaucoup plus élevées, en corrélation avec la quantité de graphite dans la graisse, par rapport à la même graisse sans lubrifiant solide. À la fin du test par étapes, la graisse contenant 4,2 % de graphite présente une somme d'usure trois fois plus élevée que la graisse de base. Et avec une quantité de graphite plus élevée — 11,1 % — la somme d'usure a augmenté jusqu'à un niveau huit fois plus élevé par rapport à la graisse sans matières solides. Cette tendance a également été confirmée lors du test d'endurance ; c'est-à-dire — plus il y a de graphite, plus l'usure est élevée. En revanche, la graisse contenant 4,2% de bisulfure de molybdène présente une usure comparable. Lorsque l'engrenage droit commence à tourner, la graisse à côté de l'engrenage est immédiatement rejetée et ne retourne pas à cet engrenage en raison de l'absence d'un mécanisme de réapprovisionnement suffisant. Un espace est formé entre les engrenages rotatifs et le carter de graisse. Aucune graisse fraîche ne s'écoule du carter vers le train d'engrenages en raison de sa consistance solide. Un manque de lubrification et de refroidissement peut être observé, ce qui peut entraîner des températures élevées dans les engrenages et, finalement, des éraflures. Seule une petite quantité de graisse participe à la lubrification. La canalisation se produit principalement à des niveaux de remplissage de 40 et 50 % et pour des pressions plus rigides sur la graisse de base après le test par étapes et une usure légèrement plus élevée après le test d'endurance.
Dans un contexte différent, pour la lubrification de petits engrenages fermés utilisés dans des outils électriques ou dans des applications médicales, ainsi que pour la lubrification de petites boîtes de vitesses dans des conditions d'étanchéité difficiles, des graisses plus rigides sont préférées, souvent de consistance NLGI 1 ou 2. . Le choix du type de graisse et du niveau de remplissage influence l'efficacité, la capacité de charge et le transfert de chaleur dans une boîte de vitesses.
Heure de publication : 10 août 2021