LES GRAISSES Novembre 2009 JLF1009.1

Les graisses sont des lubrifiants « plastiques » Les lubrifiants - Natures Il existe diverses natures de lubrifiants - les lubrifiants liquides: les huiles qui sont les plus répandues en nombre et en volume. Celles-ci sont minérales ou synthétiques. - les lubrifiants solides: ils sont utilisés seuls ou mélangés dans les autres lubrifiants - les lubrifiants dits « plastiques »: les graisses Définition Les graisses sont des lubrifiants « plastiques » C’est-à-dire que ce sont des lubrifiants consistants, malléables, déformables ou semi fluides…

+ - Les graisses Avantages Inconvénients Moins de risque de fuites = étanchéité plus facile à réaliser. Graissage à vie possible et même courant (Exemple = moteurs électriques…). Entretien plus faible. - Construction moins onéreuse des organes. Etanchéité des organes assistée par la graisse (voire réalisée uniquement par la graisse). La graisse est isolante = difficulté à évacuer les calories. Les impuretés ne peuvent se déposer au fond du carter = la pollution est recyclée. La vitesse limite est plus faible qu’avec l’huile. Risque de couple de démarrage important (surtout à basse T°). - La vidange des réducteurs est plus difficile.

+ = GRAISSE Les graisses Huile de base Epaississant Composition des graisses + = Huile de base Epaississant GRAISSE + des additifs liquides avec ou sans additifs solides Savon ou Gélifiant COHESION C’est l’élément lubrifiant de la graisse C’est le support de l’huile de base Les performances de la graisse dépendent de la combinaison entre la viscosité de l’huile de base (+ additifs liquides) + la nature du savon + la quantité de savon (+ les additifs solides) La viscosité de l’huile de base détermine: la charge applicable la vitesse d’emploi les T° limites La nature du savon détermine le point de goutte (T°limite) La quantité de savon détermine la consistance

Les graisses Composition - Les épaississants Les savons Les gélifiants C’est la réaction d’un acide gras avec une base qui donne un enchevêtrement de fibres auquel on rajoute l’huile de base. La réaction chimique de fabrication est « forte ». C’est une dispersion de particules dans l’huile de base. La réaction d’adsorbtion entre les composants est une réaction « faible ».

Plusieurs natures de particules Les graisses Composition - Les épaississants Les savons Les gélifiants Deux types de savons Plusieurs natures de particules Savons simples: Un acide réagit sur une base. - Bentonite (argile) - Polymères (graisses polyurées) - PTFE (graisses « blanches…) Certains calcium (sulfonate) Savons complexes: Deux acides réagissent sur une base. Natures NOTA: en général ces graisses résistent mieux aux vapeurs acides et basiques. - Lithium - Calcium Aluminium Baryum, etc… Lithium + Calcium NOTA: le PTFE qui est utilisé comme gélifiant dans les graisses fluorées est parfois aussi utilisé comme additif solide.

Les graisses Composition - Les additifs Les additifs liquides Les additifs solides Ils sont dilués dans l’huile de base avant la fabrication de la graisse. Ils sont choisis en fonction de la principale application future de la graisse. Ils sont dispersés dans la graisse après la fabrication et n’ont en général que deux fonctions: - permettre à la graisse de supporter de très fortes charges et/ou des chocs diminuer considérablement le coefficient de frottement Plusieurs natures Plusieurs natures - anti usure et extrême pression - anti corrosion et anti rouille - anti oxydant - améliorant d’adhérence… - bisulfure de molybdène et graphite PTFE Nitrure de bore Carbonate de calcium Métaux (aluminium, cuivre, zinc….)

Les graisses Les avantages d’une huile de base visqueuse Huile fluide Huile visqueuse Adhérence L’huile de base visqueuse apporte une meilleure adhérence = moins de pertes = meilleure étanchéité Film fin peu adhérent Beaucoup d’huile coule en bas de la plaque Film épais adhérent Peu d’huile coule en bas de la plaque Film d’huile L’huile de base visqueuse apporte un film d’huile plus épais et plus résistant = meilleure lubrification = supporte une charge plus élevée = meilleure protection à l’arrêt Charge Charge Film d’huile Epaisseur L’épaisseur du film d’huile est un peu faible = risque de contact = graissage limite L’épaisseur du film d’huile est suffisante = pas de contact = graissage hydrodynamique

+ Les graisses THERMEX 1337 EP 2 – Les avantages Viscosité de l’huile de base élevée - 250 centistokes Meilleure cohésion huile de base / savon Film lubrifiant plus épais + Meilleure adhérence Meilleure lubrification Meilleure protection Moins de volatilité en T° La graisse ramollit moins à la T° (été) La graisse résiste mieux au malaxage Meilleure tenue de la graisse à la température Meilleure lubrification des organes: roulements, axes… Meilleure protection durant les arrêts Meilleure étanchéité à la poussière et à l’eau Graissages moins fréquents = consommation en baisse Une seule graisse été / hiver (pas besoin de grade 3) Une seule graisse pour le graissage général de la cimenterie et de la carrière (engins + matériels fixes) Viscosité de l’huile de base élevée = Sécurité + Economie

Les graisses Applications Les contraintes La réponse La graisse doit répondre aux exigences de l’application concernée et de ses contraintes: Les contraintes La réponse Charges et chocs Viscosité HdB élevée (+ additifs solides) Frottement de glissement Additifs solides (+ viscosité HdB élevée) Vitesse roulement faible Viscosité HdB forte (+ additifs solides si charge) Vitesse roulement élevée Viscosité HdB faible + résistance au malaxage (pas d’additifs solides) Basse T° Viscosité HdB faible Haute T° Viscosité HdB forte + point de goutte élevé (+ grade 3) Graissage centralisé Consistance adaptée + Viscosité HdB adaptée (attention aux additifs solides) Résistance à l’eau et adhérence Epaississant adapté + Viscosité HdB élevée (+ grade 3) Longue durée HdB Semi-synthétique ou synthétique

Les graisses Facteurs de ramollissement des graisses La température Une graisse qui fonctionne plus près de son point de goutte subit un ramollissement lié à la liaison huile de base/savon qui est moins forte ainsi que la viscosité qui diminue. Le malaxage Dans les applications exigeantes en malaxage (Ex: roulements à rotule à deux rangées de rouleaux), la graisse perd de sa consistance à cause de l’écrasement important et très répétitif. L’eau La présence d’eau dans les graisses abaisse leur consistance. Elles acceptent environ 10 % d’eau: dans ces conditions elles blanchissent et perdent un grade de consistance. Attention: la conjugaison de deux de ces contraintes entraîne quasi systématiquement un écoulement de la graisse hors de l’application.

Les graisses Pénétration / Consistance (Grade NLGI) 000 00 1 2 3 4 5 6 Objet: connaître la consistance (le grade NLGI) d’une graisse Méthode: mesurer l’enfoncement d’un cône dans la graisse Résultat: il est exprimé en 1/10eme de mm. A chaque grade correspond une fourchette Jauge donnant la pénétration en mm Grade NLGI Pénétration 1/10eme de mm Structure Consistance 000 445 – 475 Fluide 00 400 – 430 Semi-fluide 355 – 385 Extrêmement molle 1 310 – 340 Très molle 2 265 – 295 Molle 3 220 – 250 Moyenne 4 175 – 205 Consistante 5 130 – 160 Très consistante 6 85 - 115 Extrêmement consistante Graisse Le bol est celui de l’appareil Worker

Les graisses Machine 4 billes Test anti usure Test extrême pression Objet: vérifier la capacité d’une graisse à protéger les pièces de l’usure. Méthode: on fait tourner une bille sur trois autres fixes qui sont dans la graisse Durée = 1 h Charge = 40 kg Vitesse = 1500 trs/mn. Objet: mesurer les capacités extrême pression de la graisse. Méthode: la charge est augmentée sur le bras de levier jusqu’à soudure de la bille mobile sur les trois billes fixes. Bille tournante Résultat: on mesure le diamètre de l’empreinte laissée par la bille tournante sur les billes fixes. La valeur est en mm. Résultat: on note la charge dite de « soudure »: elle est exprimée en Kg. Billes fixes (3) Billes soudées Empreintes

Viscosité mini pour la lubrification d’un roulement = 12 cst Les graisses Quantité de graisse dans un roulement Viscosité mini pour la lubrification d’un roulement = 12 cst Q = D x B 200 Q = quantité de graisse en grammes D = diamètre extérieur du roulement en mm - B = largeur du roulement en mm Exemple: Roulement 6216 (d = 80 - D = 140 - B = 26) Q = 140 x 26 = 18.2 grammes 2 Cette quantité correspond à l’occupation des deux tiers de l’espace libre dans le roulement. Nota: cette formule est valable pour les graisses d’une densité de 0.85

Les graisses Le jeu de la différence 20 cst 320 cst GR 40 Caractéristiques AKRON EP 2 Blonde Couleur Lithium + Calcium Savon 1 / 2 Grade 2 Semi-synthétique Huile de base > 150°C Point de goutte Viscosité huile de base 20 cst 320 cst GR 40 Basses T° - 40°C Haute vitesse > 6000 trs/mn Lubrification micro mécanique T° maxi pratique 60°C (théorie = 120°C) AKRON EP 2 Fortes charges, chocs Résistance au délavage Lubrification en TP, transport… Largement utilisée en sidérurgie T° maxi pratique de 140°C