Lubrification de l'accouplement denté : Un guide pratique pour une durée de vie plus longue

En 2023, une usine d'acier en Turquie a arrêté son laminoir à barres pour une réparation d'urgence après que l'accouplement à engrenages du bâti de finition s'est bloqué. La cause profonde n'était pas l'usure due au couple ou au décalage. Le lubrifiant s'était asséché parce que la valve de graissage n'avait jamais été nettoyée et que la graisse fraîche ne pouvait pas pénétrer dans le manchon. Un travail de relubrification de deux heures qui aurait dû avoir lieu tous les six mois s'est transformé en une perte de production de 72 heures.

La lubrification appropriée des ensembles d'accouplement à engrenages est l'un des facteurs les plus souvent négligés dans la transmission de puissance industrielle. Les accouplements à engrenages dépendent d'un film lubrifiant continu entre les dents bombées pour réduire le frottement, évacuer la chaleur et exclure les contaminations. Lorsque le lubrifiant tombe en panne, l'accouplement tombe en panne rapidement.

Ce guide explique la lubrification des systèmes d'accouplement à engrenages de manière pratique. Vous apprendrez quel type de lubrifiant choisir, combien en appliquer, à quelle fréquence relubrifier et comment éviter les erreurs qui raccourcissent la durée de vie de l'accouplement. Que vous entreteniez des usines d'acier, des usines de ciment ou des équipements miniers, ces pratiques vous aideront à protéger vos accouplements et à réduire les arrêts non planifiés.

Pourquoi la lubrification des accouplements à engrenages est importante

Un accouplement à engrenages transmet le couple grâce au contact glissant entre les dents externes des moyeux et les dents internes du manchon. Les dents sont bombées pour permettre le désalignement, mais cette courbure crée également un mouvement de glissement lorsque l'accouplement tourne. Sans lubrification, le métal entre en contact direct avec le métal, et le frottement génère de la chaleur, des rayures et des piqûres.

Le lubrifiant dans un accouplement à engrenages effectue quatre tâches à la fois :

• Réduit le frottement entre les dents engrenées.

• Évacue la chaleur générée par le glissement et le couple.

• Amortit les charges de choc lors du démarrage, du freinage et de la marche arrière.

• Empêche les contaminants tels que la poussière, l'humidité et les débris de processus de pénétrer.

Lorsque la lubrification est négligée, le premier signe est généralement une augmentation de la température. Le signe suivant est la vibration. Au moment où le bruit apparaît, les dommages aux dents sont souvent graves. Comprendre la lubrification des systèmes d'accouplements à engrenages est donc une priorité d'entretien, et non un détail mineur.

À Hebei Suju, nos accouplements à engrenages de tambour GIICL sont fournis avec des instructions de lubrification claires car nous savons que même le meilleur accouplement ne peut survivre sans le bon entretien de lubrifiant.

Types de lubrifiants pour les accouplements à engrenages

Les deux principaux choix pour la lubrification des ensembles d'accouplements à engrenages sont la graisse et l'huile. Chacun a des avantages et des limitations. Le bon choix dépend de la vitesse, de la température, de la taille de l'accouplement et de l'accès à l'entretien.

Lubrification à la graisse

La graisse est le choix le plus courant pour les accouplements à engrenages dans l'industrie lourde. Elle reste en place, joint mieux que l'huile et est plus facile à appliquer à travers les graisseurs. La plupart des accouplements à engrenages de tambour utilisés dans les usines d'acier, les usines de ciment et l'exploitation minière sont lubrifiés à la graisse.

Caractéristiques de graisse recommandées :

• NLGI Grade 1 ou 2 : Assez molle pour s'écouler dans l'engrènement des dents mais assez ferme pour rester en place.

• Additifs EP : Les additifs à haute pression protègent contre les charges de contact élevées.

• Inhibiteurs de rouille et d'oxydation : Essentiels pour les environnements extérieurs ou humides.

• Point de goutte élevé : Doit dépasser la température maximale de fonctionnement d'au moins 30 °C.

• Bonne adhérence : Résiste à l'éjection à des vitesses plus élevées.

Pour la plupart des accouplements de pignons industriels, une graisse EP à base de complexe de lithium ou de polyurée fonctionne bien. Dans les applications à haute température telles que les entraînements de fours, une graisse synthétique ou épaissie à l'argile peut être nécessaire.

Lubrification à l'huile

L'huile est utilisée pour les accouplements de pignons à haute vitesse ou très grands où la graisse ne peut éliminer suffisamment de chaleur ou circuler efficacement. Les bains d'huile et les systèmes d'huile circulante sont courants sur les grands entraînements de turbines, les compresseurs et les applications marines.

Avantages de la lubrification à l'huile :

• Meilleure dissipation de chaleur que la graisse.

• Plus facile à filtrer et à traiter.

• Approvisionnement plus constant de toutes les surfaces dentaires.

Inconvénients de la lubrification à l'huile :

• Nécessite des joints, des réservoirs et parfois des pompes.

• Coût plus élevé d'installation et d'entretien.

• Risque de fuite si les joints échouent.

Pour la plupart des clients de Hebei Suju, la graisse est le choix pratique. Si votre application fonctionne au-dessus de 3 600 tr/min ou a un alésage de raccordement supérieur à 300 mm, consultez le fabricant pour savoir si la lubrification à l'huile est plus appropriée.

Combien de graisse appliquer

L'une des erreurs les plus courantes dans la lubrification des systèmes de raccords à engrenages est d'appliquer trop ou trop peu de graisse. Les deux causent des problèmes.

Trop peu de graisse laisse les dents non protégées. Trop de graisse crée une pression interne, sollicite les joints et provoque une surchauffe car la graisse tourbillonne au lieu de s'écouler.

Une règle pratique pour les raccords à engrenages remplis de graisse est de remplir environ 40% à 60% du volume interne disponible. Cela laisse de l'espace pour le mouvement de la graisse et pour la dilatation thermique. Le volume exact dépend de la taille et de la conception du raccord.

Pour un guide général, reportez-vous au catalogue du fabricant. De nombreux fabricants de raccords publient un tableau de quantité de graisse en fonction de la taille du raccord. Si aucune valeur n'est disponible, utilisez cette approximation :

Ces valeurs sont des points de départ. Vérifiez toujours la quantité auprès du fabricant de raccordement ou du manuel d'entretien. Pour les raccords d'engrenage personnalisés, Hebei Suju fournit un tableau de lubrification adapté au design spécifique.

Intervalles de lubrification : À quelle fréquence lubrifier à nouveau

La fréquence de relubrification dépend des conditions de fonctionnement. Des travaux lourds, des températures élevées, la contamination et le fonctionnement continu raccourcissent tous l'intervalle. Le tableau suivant donne des directives générales pour les raccords d'engrenage lubrifiés à la graisse.

Une aciérie en Pologne a appris cette leçon à la dure. Son accouplement d'engrenage de laminoir de pré-découpe était sur un calendrier de relubrification de 12 mois car ce calendrier fonctionnait pour les parties plus propres de l'usine. Le bâti de laminoir produisait de fortes charges de choc et fonctionnait à haute température. Après avoir passé à un intervalle de relubrification de 6 semaines et en nettoyant les graisseurs à chaque fois, la durée de vie de l'accouplement est passée de 18 mois à plus de quatre ans.

Si un accouplement fonctionne en continu sans arrêt, utilisez une pompe à graisse sous pression ou un graisseur automatique compatible avec la conception de l'accouplement. Ne sautez jamais la regraissage parce que l'accouplement « paraît en bon état ». L'état du lubrifiant se dégrade à l'intérieur du manchon où il n'est pas visible.

Meilleures pratiques pour graisser un accouplement à engrenages

Un graissage régulier des ensembles d'accouplement à engrenages nécessite de la discipline et la bonne technique. Suivez ces meilleures pratiques pour maximiser la durée de vie de l'accouplement.

1. Nettoyez avant de graisser

La poussière, les particules métalliques et l'ancienne graisse durcie peuvent bloquer les passages de graisse et endommager les joints. Essuyez proprement la buse de graissage avant d'attacher la pompe à graisse. Rincez une petite quantité de graisse à travers la buse pour éliminer les débris.

2. Utilisez le bon type de graisse

Mélanger des graisses incompatibles peut entraîner une séparation, un durcissement ou un ramollissement. Utilisez le même type de graisse spécifié par le fabricant de l'accouplement. Si vous changez de type de graisse, démontez et nettoyez soigneusement l'accouplement d'abord.

3. Appliquer la graisse lentement

Pompez la graisse lentement jusqu'à ce que de la graisse fraîche apparaisse au niveau du joint ou du orifice de décharge. Un pompage rapide peut endommager les joints et forcer les contaminants dans la maille. Si aucune graisse fraîche n'apparaît, arrêtez et inspectez l'adaptateur et les passages pour détecter tout blocage.

4. Ne pas trop remplir

Trop de graisse augmente la pression et la température internes. Si le couplage est équipé d'un bouchon de décharge, retirez - le lors de la graissage pour permettre à l'ancienne graisse de s'échapper. Remettez le bouchon en place après avoir introduit la nouvelle graisse.

5. Inspecter les joints et les pièces de fixation

Chaque graissage est une occasion d'inspecter les joints, les boulons et les moyeux. Des joints fissurés, des boulons desserrés ou des fuites de graisse sont des signes d'alerte. Aborder ces problèmes avant qu'ils ne causent des dommages aux dents.

6. Surveiller la température et la vibration

Suivez les tendances de la température et de la vibration entre les intervalles de graissage. Une augmentation soudaine de l'une ou l'autre valeur peut indiquer une défaillance de la lubrification, un désalignement ou une surcharge. Planifiez une inspection si les mesures dépassent la valeur de base de plus de 15%.

Erreurs courantes de lubrification

Même les équipes d'entretien expérimentées commettent des erreurs lors de la lubrification des systèmes d'accouplement à engrenages. Évitez ces erreurs courantes :

• Utilisation d'un grade de graisse incorrect : Une graisse à usage général sans additifs EP ne protégera pas les dents d'engrenage sous une haute pression de contact.

• Lubrification infréquente : Attendre que l'accouplement surchauffe signifie que les dommages ont déjà commencé.

• Sur-graissage : Plus de graisse n'est pas mieux. L'excès de graisse tourbillonne, surchauffe et fait saillir les joints.

• Mélange de graisses : Des épaississants et des huiles de base incompatibles peuvent ruiner les performances du lubrifiant.

• Ignorance des raccords bloqués : Un téton de graissage bouché donne un faux sentiment de sécurité. L'accouplement peut être sec à l'intérieur.

• Omission du nettoyage : En pompant de la nouvelle graisse à travers un raccord sale, on pousse directement les contaminants dans la denture.

• Négligence des systèmes d'huile : Les accouplements lubrifiés à l'huile ont besoin de changements de filtre, de vérifications de niveau et d'inspections de joints tout comme les boîtes de vitesses.

Une compagnie minière au Chili a vécu un exemple classique. L'équipe de maintenance a remarqué qu'un accouplement denté chauffe et a injecté de la graisse supplémentaire. Le véritable problème était un décalage causé par un déplacement de la base du moteur.

La graisse supplémentaire a masqué le symptôme pendant deux semaines, puis l'accouplement a complètement échoué. Un diagnostic approprié aurait révélé le décalage ; plus de lubrifiant n'a fait que retarder la réparation.

Comment la lubrification est liée aux modes de défaillance des accouplements dentés

Les problèmes de lubrification apparaissent souvent sous d'autres modes de défaillance. Comprendre le lien aide au diagnostic.

Lorsque l'un de ces symptômes apparaît, considérez la lubrification comme la première variable à vérifier. C'est souvent le problème le plus facile et le moins coûteux à résoudre.

Systèmes de lubrification à huile : Quand et comment

Pour les accouplements de pignons de grande taille ou à grande vitesse, une lubrification à l'huile peut être nécessaire. Il existe deux agencements courants.

Lubrification par bain d'huile

La partie inférieure de l'accouplement se trouve dans un réservoir d'huile. Lorsque l'accouplement tourne, les dents ramassent l'huile et la distribuent à travers la denture. Ce système est simple mais limité aux vitesses plus faibles où la force centrifuge ne projette pas l'huile.

Lubrification à huile circulante

L'huile est pompée à travers le couplage à partir d'un système externe. Cette méthode assure le refroidissement, la filtration et une alimentation continue en huile fraîche. Elle est utilisée sur les grands compresseurs, les turbines et les transmissions à engrenages de haute puissance.

Pour les systèmes de circulation, surveillez :

• Température de l'huile à l'entrée et à la sortie.

• Perte de pression aux travers des filtres.

• Classe de propreté de l'huile.

• Teneur en eau de l'huile.

Les systèmes à huile nécessitent plus d'entretien que les systèmes à graisse, mais ils sont nécessaires lorsque la chaleur et la vitesse dépassent les limites de la graisse.

Environnements spéciaux et ajustements de lubrification

Certains environnements de fonctionnement nécessitent des considérations particulières en matière de lubrification.

Haute température

Au-dessus de 80°C, les graisses au lithium standard se dégradent plus rapidement. Passez à une graisse haute température à base d'huile synthétique et d'épaississant en polyurée ou en argile. Raccourcissez les intervalles de relubrification de 50 % ou plus.

Basse température

En dessous de -20°C, la graisse standard peut se figer et ne plus s'écouler. Utilisez une graisse basse température avec une huile de base synthétique et vérifiez l'écoulement à la température minimale de fonctionnement.

Poussière et humidité

Dans les usines de ciment, les mines et les installations extérieures, les joints d'étanchéité sont essentiels. Utilisez une graisse ayant une bonne adhérence et une bonne résistance à l'eau. Nettoyez les embouts de graissage avant chaque service. Pensez à installer des couvercles de protection sur les embouts de graissage.

Alimentaire et pharmaceutique

Si le coupleur est proche de la production alimentaire ou pharmaceutique, utilisez des lubrifiants de qualité alimentaire qui répondent aux normes NSF H1 ou équivalentes. Les graisses industrielles standard ne sont pas acceptables dans ces domaines.

Stockage et manipulation des lubrifiants

La qualité du lubrifiant commence avant qu'il n'entre dans le coupleur. Stockez la graisse et l'huile dans un endroit propre et sec, à l'abri de la lumière directe du soleil et des températures extrêmes. Gardez les contenants scellés pour éviter la contamination. Étiquetez clairement les pistolets à graisse et les embouts pour éviter la contamination croisée.

Lorsque vous manipulez de la graisse en vrac, utilisez des pompes et des tuyaux dédiés. N'utilisez pas le même équipement pour différents types de graisse, sauf s'il a été soigneusement nettoyé. Une petite quantité de graisse incompatible peut gâcher un remplissage frais.

Documentation de l'entretien de lubrification

Un bon entretien est un entretien reproductible. Gardez des enregistrements de :

• Type de graisse et fabricant.

• Quantité appliquée.

• Date de chaque relubrification.

• Lectures de température et de vibration.

• Toutes les observations telles que des fuites, des raccords bloqués ou des joints usés.

Ces enregistrements aident à identifier les tendances et à justifier les ajustements de l'horaire. Si un accouplement tombe en panne, les enregistrements soutiennent également l'analyse de la cause racine.

Conclusion

La lubrification des ensembles d'accouplements à engrenages n'est pas une tâche de routine. C'est une activité d'entretien critique qui affecte directement la durée de vie de l'accouplement, la fiabilité de la machine et le coût de production. Le bon lubrifiant, la bonne quantité et le bon intervalle protègent les dents d'engrenage de la friction, de la chaleur et de la contamination.

Commencez par sélectionner une graisse ou une huile qui correspond à vos conditions d'utilisation. Appliquez la quantité correcte, gardez les embouts de graissage propres et respectez un calendrier de regraissage qui reflète la véritable sévérité de votre application. Surveillez la température et les vibrations, et inspectez les joints et les pièces de fixation lors de chaque entretien.

Chez Hebei Suju, nous concevons et fabriquons des accouplements à engrenages à tambour pour l'industrie lourde, et nous fournissons des conseils en matière de lubrification pour chaque conception. Si vous avez besoin d'un accouplement personnalisé pour une application sévère, envoyez-nous votre dessin ou demandez un devis pour un support technique.