Brevet FR2526894A1 — publié le 19831118

La présente invention concerne un procédé pour augmenter la durée de service et réduire le frotte- ment de roulements à rouleaux coniques lubrifiés par huile, ainsi qu'un roulement obtenu par mise en oeuvre de ce procédé. Des roulements de ce genre doivent absorber des pressions radiales et des pressions axiales La pression radiale engendre seulement un frottement de roulement alors que par contre la pression axiale engendre un frottement glissant, qui est dangereux La lubrification entre les bords de guidage des bagues du roulement et les surfaces frontales des rouleaux pose, dans de tels roulements, un problème difficile car les conditions de maintien d'un film lubrifiant porteur dans ces zones sont défavorables aux basses vitesses de rotation, notamment au démarrage Le lubri- fiant s'échappe, lorsque le roulement est immobile, de l'intervalle existant entre les rouleaux et les sur- faces de roulement, ce qui réduit en correspondance l'épaisseur du film de lubrification qui tend vers zéro Dans le cas de fortes charges axiales, il peut se produire un grand échauffement et un grippage des parties placées l'une contre l'autre. Pour réduire le frottement glissant dangereux, il est connu d'interposer entre les surfaces frontales des rouleaux et les bords de guidage des bagues du roulement des agents glissants additionnels se présen- tant sous la forme de billes Le rassemblement de billes dans un roulement est cependant difficile de sorte qu'on dispose comme agents de glissement addition- nels entre les rouleaux et le bord de guidage également une ou plusieurs bagues librement flottantes (brevet en République Fédérale Allemande 10 25 683) Cependant un tel mode opératoire nécessite également une grande dépense de matière et de main-d'oeuvre. L'invention a en conséquence pour but de four- nir un procédé pour augmenter la durée de service et pour réduire le frottement dans des roulements à rouleaux coniques lubrifiés par huile, ce procédé étant simple à appliquer et n'engendrant qu'une faible dépense de matière. A cet effet, selon l'invention, le bord de guidage est revêtu d'une laque glissante insoluble dans l'huile et contenant un lubrifiant solide. Selon d'autres particularités de l'invention: (a) le bord de guidage est revêtu d'une laque glissante contenant du Mo 52; (b) la laque glissante est déposée avec une épaisseur comprise entre 3 et 8 microns, Il est extraordinairement surprenant que, par un simple revêtement du bord de guidage avec une laque glissante insoluble dans l'huile et contenant un lubrifiant solide, notamment du bisulfure de molybdène, la durée de service du roulement puisse être considérablement augmentée, et le frottement diminué dans des proportions importantes. Certes l'utilisation de bisulfure de molybdène comme lubrifiant dans des roulements est déjà connue mais il s'agit cependant dans ces applica- tions toujours de roulements opérant à sec et dans lesquels le bisulfure de molybdène constitue le seul lubrifiant Ainsi, par exemple selon le brevet Allemand 976 124, le roulement est pourvu, par décapage, d'une surface rugueuse dans les pores de laquelle on intro- duit d'une manière connue une suspension de bisulfure de molybdène dans un solvant très volatil Dans le même brevet, on précise également qu'on dépose sur le corps métallique du roulement une couche de molybdène qui est ensuite transformée superficiellement en bisulfure de molybdène par un processus chimique Ces procédés sont cependant extraordinairement compliqués et par con- séquent difficiles à contrôler Dans la demande de brevet en Allemagne Fédérale 21 20 917, on précise en outre qu'il est connu de lubrifier des roulements par dépôt d'une laque glissante sur les gorges des bagues du roulement Un inconvénient de ce procédé consiste cependant en ce que la lubrification du roulement par la laque glissante n'a qu'une durée relativement courte et qu'en outre on doit prévoir entre les organes roulants et la gorge de roulement un jeu de fonctionnement plus grand que dans des roule- ments lubrifiés par huile, ce qui a une influence défavorable sur la durée de service et, sous l'effet de forces dynamiques additionnelles, également sur le comportement de fonctionnement et d'oscillation. Ces inconvénients peuvent être élimines grâce à la présente invention Pour augmenter la durée de service et pour réduire le frottement, il suffit de revêtir le bord de guidage d'une laque glissante insoluble dans l'huile et contenant un lu- brifiant solide Comme lubrifiant solide, il est avan- tageux d'utiliser du bisulfure de molybdène mais on peut cependant employer de façon appropriée également du graphite, du biséléiure de molybdène, du ditellurure de molybdène, du sulfure de tungstène ou des lubrifiants semblables Il est déjà suffisant que le bord de guidage reçoive une couche de laque glissante d'une épaisseur de 3 à 8 microns (à l'état sec) Avantageusement, le revêtement de laque glissante est réalisé avec une épaisseur de 4 à 6 microns Un revêtement dépassant une épaisseur de 8 microns n'offre aucun autre avantage mais il existe le risque que la précontrainte du rou- lement diminue pendant le rodage. Les laques glissantes contiennent le lubri- fiant solide en dispersion dans un liant à base de résines phénoliques, de résines de mélamine, de résines époxydes, de résines alkylpolyester et similaires Le dépôt de la laque glissante sur le bord de guidage est effectué d'une manière classique par pulvérisation ou par impression. Les avantages pouvant être obtenus avec l'invention consistent d'une part dans une durée de service nettement allongée et d'autre part dans une réduction sensible du coefficient de frottement du roulement revêtu Ainsi, il est possible, dans le cas d'une sollicitation restant constante, d'utili- ser de plus petits roulements ou bien, dans le cas de roulements existants, de charger ceux-ci- davantages Un autre avantage consiste dans une nette amélioration de l'uniformité de fonctionnement. * EXEMPLE Dans cet essai, on a utilisé deux roulements à rouleaux coniques du commerce ayant un diamètre extérieur de 76 mm et un diamètre intérieur de 36,5 mm (Fabricant: W Timken Co), dont les bords de guidage, situés sur les bagues intérieures, ont été revêtus d'une couche, d'une épaisseur de 4 à 6 microns, d'une laque glissante contenant du bisulfure de molybdène à base de "Polymid-Imid", ayant une te- neur en bisulfure de molybdène d'environ 15 % (Fabricant: Dow Corning, laque glissante type Molykote Q 5 74 09) Les roulements ont été soumis à une charge axiale de 10 k N à l'aide de rondelles Belleville. Chaque roulement a été soumis à une circulation d'huile. On a fait intervenir dans chaque essai deux roule- ments: on a entraîné l'un des roulements pendant deux minutes, en laissant l'autre immobile; ensuite on à inversé le processus Pendant la période d'immo- bilisation, l'huile de lubrification a été refoulée notamment hors de la zone de contact entre le bord de guidage de la bague intérieure et la surface de roulement des rouleaux coniques de sorte que, à chaque démarrage, un nouveau film lubrifiant a dû être établi. Les résultats sont donnés dans le diagramme ci-joint oïl la courbe A donne le moment de frottement des roulements revêtus de laque glissante tandis que la courbe B donne le moment de frottement des roule- ments non revêtus L'essai a été interrompu au bout de 600 heures On se rend compte nettement que, pen- dant toute la durée de l'essai, le moment de frotte- ment des roulements revêtus a été plus faible que celui des roulements non revêtus, bien que le film de laque glissante ait été pour l'essentiel enlevé déjà au bout d'environ 24 heures Il s'est avéré que, avec les roulements revêtus conformément à l'invention, on a obtenu une nette amélioration de la persistance des caractéristiques. REVENDICATIO Ne 1 Procédé pour augmenter la durée de service de roulements à rouleaux coniques lubrifiés par huile par interposition de moyens additionnels de glissement entre le bord de guidage et les corps roulants, caractérisé en ce que le bord de guidage est revêtu d'une laque glissante insoluble dans l'huile et contenant un lubrifiant solide. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord de guidage est revêtu d'une laque glissante contenant du M so 2. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la laque glissante est déposée avec une épaisseur de 3 à 8 microns. 4 Roulement à rouleau conique, caracté- risé en ce que son bord de guidage est revêtu d'une laque glissante insoluble dans l'huile et contenant un lubrifiant solide. Roulement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bord de guidage est revêtu d'une laque glissante contenant du Mo 52. 6 Roulement selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la laque glissante est déposée avec une épaisseur de 3 à 8 microns.