La lubrification à la graisse d’aujourd’hui

Relubrification des machines à imprimer
Actuellement, les roulements des cylindres principaux de machines à imprimer sont lubrifiés à l’huile, à la graisse ou l’un à l’huile et l’autre à la graisse. La graisse a pour fonction non seulement de lubrifier les roulements, mais aussi de faire barrage aux impuretés. Elle doit notamment empêcher l’infiltration de détergents et ne pas être chassée par des procédés de nettoyage intensif sous peine d’endommagement du roulement.

Lorsque la durée de service de la graisse est dépassée, le roulement antifriction doit être relubrifié. En théorie, il est impossible de prévoir avec précision l’intervalle de lubrification applicable à un roulement donné puisque la durée de la graisse est établie sur la base de règles statistiques. En fait, l’intervalle de lubrification dépend en grande partie des conditions propres à l’application. Il est estimé en moyenne à six mois.

Une bonne démarche est présentée dans le Catalogue général SKF. L’intervalle de lubrification est calculé de manière plutôt conventionnelle et s’applique à une graisse de haute qualité avec épaississant au lithium pour une température de fonctionnement de 70°C.

L’intervalle de lubrification SKF indique la période au bout de laquelle 99 % des roulements sont encore suffisamment lubrifiés, ce qui correspond à une durée de service de la graisse L₁.

La relubrification doit toujours être entreprise à un moment où la graisse existante assure encore une lubrification fiable. L’opération de relubrification est effectuée manuellement ou à l’aide de systèmes de lubrification. Dans les systèmes de lubrification modernes, la graisse fraîche est injectée directement à travers les conduites de relubrification et vient se substituer à la graisse usagée qui est évacuée dans des collecteurs spécifiques. La quantité de lubrifiant requise dépend de la géométrie et de la conception des ensembles-roulements à lubrifier.

L’huile de base et l’épaississant qui composent une graisse lubrifiante sont tous deux sujets à un phénomène de vieillissement. Une altération de la structure du savon peut entraîner une fuite de l’huile de base et rendre par conséquent la lubrification impossible. Une huile de base usagée ne peut contribuer de façon optimale à la structure du film lubrifiant. Ces deux phénomènes perturbent le bon fonctionnement de l’application et aboutissent à un endommagement du roulement.

Différents outils et systèmes d’analyse sont disponibles pour évaluer l’état des graisses lubrifiantes. Ils permettent de déterminer l’état de la graisse après usage selon différentes catégories. La spectroscopie infrarouge se bild ure parmi les tests standard.

Les additifs qui entrent dans la composition de la graisse sont sélectionnés en fonction des différentes caractéristiques requises comme la résistance à l’oxydation, à la corrosion ou à l’usure. Ces additifs sont également sujets à un phénomène de vieillissement. Dans le cadre de l’évaluation des effets de ces additifs, des tests sont effectués pour étudier le degré de protection anti-corrosion offert pour l’acier pour roulements (ISO 11007) et pour le cuivre (DIN 51811/ASTM D130-04) et pour vérifier la compatibilité avec des matériaux polymérisés. Ces méthodes reposent sur des mesures de la contamination et des impuretés. Les résultats sont utilisés pour déterminer si la graisse et le roulement peuvent être réutilisés. La se bild . 2 montre un ensemble-roulement pour cylindre d’impression (PCU) après utilisation sur un banc d’essai. L’état de la graisse a été analysé après l’essai.

La lubrification à la graisse de demain

Système de cylindre d’impression – Lubrification à la graisse longue durée
À partir d’une application spécifique ou d’un cas de charge donné, il est possible d’établir des prévisions détaillées concernant la plus grande variété de solutions systèmes sur mesure appelées systèmes de cylindres d’impression (PCS) (se bild . 3 et 4). Pour ces PCS, les prévisions de durée de la graisse indiquent que, dans des conditions optimales, des intervalles de lubrification très longs peuvent être atteints et que, dans certains cas spécifiques, une lubrification à vie est même possible. La durée de la graisse peut être évaluée, comme expliqué dans le Diagramme 1, à partir des dimensions du roulement et des conditions de fonctionnement comme la vitesse, les charges et la température.

Si la durée de la graisse (L₁₀ par ex.) ne constitue pas le facteur principal par rapport aux autres éléments de la machine à imprimer, la relubrification n’est pas nécessaire. Dans le cas contraire, l’intervalle de lubrification (L₀₁) peut être déterminé à l’aide du diagramme en se basant sur l’approximation L₀₁= L₁₀/2,7. Le diagramme est valable pour des graisses sélectionnées dans des systèmes propres et parfaitement étanches. L’impact de la température du roulement sur la durée de vie de la graisse apparaît clairement sur le diagramme, d’où l’intérêt de chercher à limiter la température de fonctionnement auto-induite. Il convient pour ce faire de jouer sur le type de graisse, la quantité utilisée et la répartition initiale à l’intérieur du roulement. Le Diagramme 2 montre une température de fonctionnement constante de 40°C (20°C seulement au-dessus de la température ambiante), après une brève phase de rodage. Lorsque les conditions ne sont pas optimales, la température peut rester en permanence à un niveau élevé, ce qui se traduit par une durée très courte de la graisse.

Concernant l’étanchéité, des précautions adaptées doivent être prises pour, d’une part, maintenir la graisse à l’intérieur du roulement à rouleaux et, d’autre part, lutter contre la contamination provenant de sources extérieures. Une longue durée de vie de la graisse est une condition de base indispensable pour permettre au concept roulement à rouleaux-graisse-système d’étanchéité de durer encore plus longtemps.

 

Lubrification des ensembles-roulements oscillants (OBU)
Comme pour le système de cylindre d’impression, le concept roulement à rouleaux-graisse-système d’étanchéité a été installé dans des ensembles-roulements oscillants (OBU) et les travaux de développement correspondants ont été réalisés. Les mouvements simultanés de rotation et d’oscillation entraînent des exigences particulières concernant la graisse et l’étanchéité du système. Il ressort de ces études approfondies qu’une lubrification à la graisse longue durée est théoriquement possible, comme l’indique le Diagramme 1.

L’intervalle maximal pour la première opération de relubrification peut atteindre cinq ans à compter de la première utilisation de la machine à imprimer. Cet intervalle peut être réduit en raison principalement du vieillissement de la graisse dans les conduites.

Le second intervalle et tous les intervalles suivants représentent 60 % de l’intervalle entre la première mise en route de la machine à imprimer et le début de la première opération de relubrification, sans dépasser trois ans.

Un OBU (se bild . 5) est lubrifié en usine pour garantir l’utilisation d’une graisse appropriée introduite en quantité adaptée au bon endroit à l’intérieur du roulement oscillant. De plus, l’unité est assemblée au sein de l’usine, en veillant à la maintenir en état de propreté et à minimiser le risque de contamination.

 

Système de lubrification centralisée
Simples et économiques, les systèmes de lubrification centralisée offrent de nouvelles possibilités. Ils représentent un pas de plus vers des machines sans huile et, parallèlement, améliorent la fiabilité et facilitent la maintenance. Le système de lubrification centralisée (CLS) à ligne unique en est un parfait exemple (se bild . 6). À l’instar de la lubrification progressive, la lubrification à ligne unique est adaptée à la plupart des machines à imprimer. Elle est utilisée au niveau des roulements à rouleaux et des cames, principalement du côté de l’opérateur. Contrairement à la lubrification progressive, la lubrification à la graisse à ligne unique peut être adaptée, de façon modulaire, au nombre d’unités d’impression puisque aucun doseur principal n’est requis. Le montage peut s’effectuer selon des méthodes plus directes, ce qui le rend plus facile et permet de limiter la longueur globale de la plupart des conduites. Autre avantage notable, l’utilisation de lubrifiants complexes, qui ont tendance à fuir dans les systèmes de lubrification progressive, n’est pas indispensable.

La lubrification à la graisse d’après-demain

La fusion des connaissances en technologie des roulements, systèmes d’étanchéité, lubrifiants et systèmes de lubrification offre des perspectives d’avenir intéressantes pour progresser vers l’objectif à long terme de machines « sans huile ». Des solutions produits intégrées peuvent constituer une aide précieuse pour fournir aux clients une assistance innovante et efficace. Un système de lubrification intégré dans un roulement en est une parfaite illustration (se bild . 6).

Le lubrifiant de la cartouche de lubrification, soigneusement sélectionné en fonction des conditions de service, du système de lubrification et du roulement, est amené en continu au point de lubrification. L’utilisation de la juste dose de graisse, adaptée à l’application en question, et le grand volume du réservoir de lubrifiant garantissent une lubrification longue durée pouvant atteindre, selon les cas, entre trois et cinq ans. Lorsque la quantité de lubrifiant dans le réservoir devient critique, la cartouche peut être remplacée facilement et rapidement. Grâce à cette solution autonome, tous les roulements peuvent être disposés et lubrifiés individuellement. Un système roulement-étanchéité-dispositif de lubrification autonome de ce type a pour but, d’une part, d’aider le fabricant d’équipements à simplifier l’assemblage de sa machine à imprimer, mais d’autre part, de limiter également les travaux de maintenance requis du côté de l’utilisateur.

Les produits d’avant-garde, les systèmes complets, les solutions systèmes sur mesure et les services fournis dans le domaine des roulements à rouleaux, des joints, des systèmes de lubrification, de la mécatronique et du montage auront des répercussions durables sur l’industrie de l’impression.