25239527-hydraulique-industrielle.pdf

Hydraulique industrielle

L'hydraulique industrielle concerne toutes les transmissions l'aide de fluides... Le fluide principalement utilis est l'huile qui transporte l'nergie tout en lubrifiant les mcanismes utiliss. Les domaines d'application de cette technologie sont innombrables, et il est incontournable de connatre cette technologie lorsqu'on travaille dans le monde industriel.

Informations Sommaire Index alpha Ecoulements Huiles Transmissions ComposantsPompe/moteur Vrins Pression Dbit Obturateurs Divers

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BON TRAVAIL !

Sol. de base Exemples Exos rsolus Sujets devoirs Lexique Symb. norme URLs Catalogues Schmatque Projection

Configuration ?

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Sommaire gnral

SOMMAIRE DES GRANDS CHAPITRES Pour rechercher sur un mot ou thme prcis, utilisez l'index alphabtiqueA- COULEMENTS DES FLUIDES VISQUEUX / B- HUILES C- TRANSMISSIONS DE PUISSANCE HYDROSTATIQUES D- COMPOSANTS HYDRAULIQUES (ou Index direct des composants) E - SOLUTIONS COURANTES & EXEMPLES DE MONTAGES F - EXERCICES RSOLUS SYMBOLES NORMALISES (schmatisation) / CODIFICATION DIVERS SUJETS DE DEVOIRS, EXERCICES ET PROBLEMES DIVERS / SCHMATQUE

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SOMMAIRE GENERALUn chapitre non en hypertexte est la suite immdiate du prcdent.

A- COULEMENTS DES FLUIDES VISQUEUXI - Dbit et puissance dans une conduite 1) Dbit volumique dans une conduite 2) Puissance hydrostatique transmise par un fluide II - Effets de viscosit, pertes de charge 1) Types d'coulements - nombre de Reynolds 2) Viscosit dynamique 3) Viscosit cinmatique 4) Paramtres physiques influant sur la viscosit 5) Pertes de charges dans une conduite 6) Pertes de charges singulires

B- HUILES / Dbut de pageI - Grades normaliss et services 1) Norme ISO - NF 2) Normes SAE - API - CCMC - ACEA

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Sommaire gnral

3) Indice de viscosit II - Huiles de synthse III - Additifs IV - Contrle, surveillance et analyse des huiles 1) Contrle des niveaux et des consommations 2) Contrle de la viscosit a) Viscosimtre billes b) Viscosimtre coupe c) Rhomtre d) En continu 3) Contrle des particules par comptage 4) Contrle des particules par gravimtrie 5) Contrle des particules par sparation magntique 6) Spectrographie infrarouge et ultraviolette 7) Spectrographie de masse 8) Contrle de la teneur en eau

C- TRANSMISSIONS DE PUISSANCE HYDROSTATIQUES / Dbut de pageI - Gnralits II - Qualits d'une transmission de puissance III - Pertes dans les circuits hydrauliques hydrostatiques IV - Types de circuits (ouverts ou ferms) 1) Circuits ouverts 2) Circuits ferms V - Rgles d'excution des schmas

D- COMPOSANTS HYDRAULIQUES / Dbut de pageI - Pompes et moteurs


Sommaire gnral

1) Dfinitions et grandeurs remarquables 2) Architecture des pompes et moteurs a) units (pompes et moteur) pistons axiaux b) units pistons radiaux c) units engrenage d) units palettes e) pompes auto-rgules II - Vrins 1) Architecture 2) Relations entre dbits et sections 3) Relation entre efforts et sections 4) Calcul des tiges de vrins au flambage 5) Vrins rotatifs III - Appareils de contrle de la pression 1) Limiteurs de pression 2) Rducteurs de pression 3) Valves de squence 4) Circuits accumulation, conjoncteurs - disjoncteurs a) Accumulateurs de pression b) Conjoncteur-disjoncteur 5) Valves de freinage IV - Appareils de contrle du dbit 1) Limiteurs de dbit 2) Rgulateurs de dbit V - Obturateurs et distributeurs 1) Clapets anti-retour 2) Clapets pilots dverrouillables / Valves parachute 3) Distributeurs TOR a) Distributeurs clapetsfile:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/sommaire.htm (3 sur 7)20/02/2009 02:08:22

Sommaire gnral

b) Distributeurs tiroir c) Distributeurs pilots 4) Distributeurs commandes proportionnelles 5) Servo-valves 6) Fonctions des cartes de commandes proportionnelles VI - Filtration 1) Position des filtres dans les circuits a) A l'aspiration b) Au refoulement c) Au retour 2) Scurit des filtres 3) Efficacit des filtres a) Efficacit absolue b) Efficacit relative 4) Remplissage et dpollution des installations a) Remplissage b) Dpollution VII - Bches et groupes 1) Bches 2) Groupes VIII - Divers 1) changeurs de chaleur 2) Thermoplongeurs 3) Mesure de la pression a) Manomtres b) Mano-contacts 4) Plaques sandwich, embases, bloc de raccordementfile:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/sommaire.htm (4 sur 7)20/02/2009 02:08:22

Sommaire gnral

5) Canalisations rigide ou souples:

E - SOLUTIONS COURANTES & EXEMPLES DE MONTAGES / Dbut de pageI - Maintien en position d'un rcepteur II - Maintien en charge d'un rcepteur III - Variation / contrle de vitesse d'un rcepteur 1) Faibles puissances 2) Puissances plus importantes, temps d'utilisation courts 3) Fortes puissances IV - Freinage d'une charge motrice 1) Freinages limits 2) Freinages intenses 3) Arrt des moteurs V - Ralisation d'une squence 1) Drivation dans un circuit 2) Maintien d'une partie de circuit sous pression VI - Non production de chaleur pendant les temps morts 1) Un ou plusieurs centres ouverts en parallle 2) Plusieurs centres ouverts en srie 3) Limiteur de pression pilot avec charge/dcharge 4) Pompe cylindre variable auto-rgule VII - Sparations de circuits VIII - Alimentation deux puissances diffrentes (2 pompes) IX - Vitesses diffrentes par montages diffrentiels de vrin X - Circuits ferms recyclage d'huile XI - Gavage de vrins de presse en vitesse d'approchefile:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/sommaire.htm (5 sur 7)20/02/2009 02:08:22

Sommaire gnral

XII - tanchit des circuits par contre pression 1) Bche sous pression 2) Clapet tar sur les retours XIII - Asservissements en position 1) Asservissement sans contre - raction 2) Asservissement avec contre - raction 3) Asservissement avec contre - raction et centrage 4) Exemple de montage d'asservissement avec commande lectrique XIV - Exemple - Montage avec circuit de servitude XV - Exemple - Circuit deux pompes XVI - Exemple - Machine tarauder XVII - Exemple - Machine percer en srie XVIII - Exemple - Direction hydraulique assiste

F - EXERCICES RSOLUS / Dbut de pageI - Pertes de puissance dans une conduite II - Dtermination d'un diamtre de conduite III - Dtermination d'un ensemble moteur/pompe pour une transmission IV - Dplacement d'une charge avec un vrin V - Freinage d'une charge VI - Mouvements de charge vitesses contrles VII - Dtermination d'un vrin grande course VIII - Presse haute pression (avec multiplicateur)


Sommaire gnral

SYMBOLES NORMALISES (schmatisation) / Dbut de page DIVERS (Articles et complments)Fluides pour botes de vitesses automatiques Graisses Liste des principaux constructeurs en hydrauliqueHistorique des versions du CDROM

Bonus sur ce CDROM

SUJETS DE DEVOIRS, EXERCICES ET PROBLEMES DIVERS


Index alphabtique

INDEX ALPHABTIQUE - Le premier chapitre indiqu est le principal .Page prcdente

A-B-C-D-E-F-G-H-I-L-M-N-O-P-R-S-T-U-Vq q q q q q q q q q q q

ACEA (Classification...) Accumulateurs D-III-4 / E-II / E-XV Additifs (pour huiles) B-III Adresses Internet (ncessite une connexion) AGMA (grade...) API (norme) Analyse des huiles B-IV Aromatiques Asservissements E-XIII AAA (Association des auteurs autodits) Autorgules (pompes) D-I-2 / E-III-2 / E-VI-4 Axiaux (pistons) D-I-2 Dbut de page

q q q q q q

Bches D-VII Base (huile de ... ) Bernoulli (thorme de) Bibliothque de schmas (schmatque) Blocs de raccordement D-VIII Botes de vitesses (Fluides pour ... automatiques) Dbut de page

q q q q q q q q q q

Canalisations (rigides ou souples) Caractristiques des huiles (par additifs) Cavitation des pompes / Ecouter bruits de cavitation Cavitation des moteurs (Empcher la) E-IV Charge (maintien en) E-II Charge (perte de) A-II-5 Cintrage (des tuyauteries rigides ou souples) Circuits (types/ouverts/ferms) C-IV-1/2 / E-X Clapets D-V-1 / E-XII-2 Clapet (distributeur ) D-V-3

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Index alphabtiqueq q q q q q q q q q q q q q q q

Clapets pilots D-V-2 / E-I-2 / E-XI / E-XV Classes de pollution (NF E 48-655) Codification des composants ... Colmatage (anti-) D-VI-2 Commande proportionnelle > voir Proportionnelle ... Composants hydrauliques (index direct) Compounde (Huile...) Comptage des particules B-IV-3 - Exemples de membranes Configuration de votre ordinateur Conduites hydrauliques (dimensions et rsistance) Conjoncteurs-disjoncteurs D-III-4 Constructeurs (liste des principaux) Contrle des huiles B-IV Conversion d'units Couple (pompes et moteurs) D-I-1 Cylindre D-I-1 Dbut de page

q q q q q q q q q q

Dbit et puissance A-I Degr Engler : unit de viscosit / tableau de conversion Dtendeur > voir "Rducteur de pression" D-III-2 / E-XIV / E-XVI Diamtres des tuyauteries (et rsistance) Diffrentiel (montage de vrin en) D-II-2 Distributeurs clapet D-V-3 Distributeurs commande proportionnelle D-V-4 Distributeurs tiroir D-V-3 Distributeurs pilots D-V-3 Distributeurs TOR D-V-3 Dbut de page

q q q q q q q q q

Eau (contrle de l'eau dans les circuits) Echangeurs de chaleur D-VIII coulements (type d') A-II-1 / A-II-5 Efficacit des filtres D-VI-3 Embases D-VIII Engler (degr): unit de viscosit / tableau de conversion Engrenage (units ) D-I-2 Equivalence des grades de viscosit Euler (Formule d' ... - Flambage) D-II-4


Index alphabtique

Dbut de pageq q q q q q q q q q

Films (Ralisation de ... rtroprojeter) Filtration D-VI Filtrantes (membranes ... pour comptages de particules) Filtres (Efficacit des) D-VI-3 Flambage (abaque de dtermination des tiges de vrin) Flambage (tiges de vrins) D-II-4 Flexibles Freinage (valve de) D-III-5 / E-IV Freinage des moteurs E-IV Freinage d'une charge E-IV Dbut de page

q q q q q q

Gavage (circuit de) C-IV-2 / E-X Grade (d'une huile) B-I-1/2 Grade (Equivalence des ...) Graisses Gravimtrie B-IV-4 Groupes hydrauliques D-VII Dbut de page

q q q

Historique des versions du CD Huiles B Huiles de base minrales Dbut de page

q q q q

Illustrations (catalogues des) Indice (ou index) de viscosit B-I-3 / A-II-4 / dtails Informations sur le CDROM Internet (Adresses : ncessite une connexion) Dbut de page

q q q

Laminaire (coulement) Lexique Limiteurs de dbit D-IV-1 / E-III-1


Index alphabtiqueq q

Limiteurs de pression D-III-1 / E-III-1 / E-VI-3 Load-Sensing D-I-2-e / Schma Dbut de page

q q q q q q q

Mano-contacts D-VIII Manomtres D-VIII Membranes (aspect de ... pour comptage de particules) Mesure de charge (load-sensing) D-I-2-e / Schma Minrale (huile de base ...) Modulaires (distributeurs) Distributeurs modulaires / E-VI-2 Moteurs D-I Dbut de page

q q

Naphtniques Normes N de rfrence / G (schmas) Dbut de page

q

Orifices (dsignation) C-V / D-V Dbut de page

q q q q q q q q q q q q q q q q q

Palettes (units ) D-I-2 Parachute (valves) Paraffiniques Particules (contrle) B-IV-3/4 Pertes de charge dans une conduite A-II-5 Pertes de charges : table de calcul (Excel) Pertes de charge singulires A-II-6 Pertes (dans les circuits hyd.) C-III / A-II-5 Pistons (units ) D-I-2 Plaques D-VIII Pollution : Contrle / Dpollution / Classes Pompes D-I Position (maintien en) E-I Pressions de service maxi des tubes acier / tableau Pression (maintien en) E-II Proportionnelle (Carte de commande) D-V-6 Proportionnelle (Dist. com.) D-V-4


Index alphabtiqueq q

Limiteur de pression com. prop. D-III-1 Rducteur de pression com. prop. D-III-1 Dbut de page

q q q q q q q q

Radiaux (pistons) D-I-2 Rducteurs de pression D-III-2 / E-XIV / E-XVI Rgulateurs de dbit D-IV-2 / E-XVI / E-XVII Reprage sur les schmas: voir codification Rtroprojection (planches pour) Reynolds (nombre de) A-II-1 Rsistance des tuyauteries rigides Rhomtre B-IV-2 Dbut de page

q q q q q q q q q q q

Schmas C-V / normes / symboles Schmatque Sections actives (vrins) D-II-2 Squence (valve de) D-III-3 / E-V / E-IX / E-XI / E-XIV Srie (distributeurs en) Distributeurs modulaires / E-VI-2 Service (API, CCMC ...) B-I-1/2 Servo-valves D-V-5 Singulire (pertes de charge...) Spectrographie B-IV-6/7 Surveillance des huiles B-IV Synthse (huile de) B-II Dbut de page

q q q q q

Timken (charge limite...) Transmissions de puissance C Transparents (ralisation de ... rtroprojeter) Turbulent (coulement) Tuyauteries (rigides ou souples) Dbut de page

q

Units (conversion d') Dbut de page


Index alphabtique

q q q q q q q q q q q q q q q q q

Valves de squence D-III-3 / E-V / E-IX / E-XI / E-XIV Valves (servo-) D-V-5 Vrins D-II Vrins (tableau de dimensions courantes) Versions (Historique des ... du CD) Viscosimtres B-IV-2 Viscosit cinmatique A-II-3 / B-I / B-IV-2 Viscosits conseilles (ncessaires) Viscosit (contrle - mesure) B-IV-2 Viscosit dynamique A-II-2 Viscosit : quivalence des grades Viscosit (indice) B-I-3 / A-II-4 / dtails Viscosit : tableau diffrents fluides Viscosit (paramtres influant sur...) Viscosit (unit de) A-II-2/3 Vitesse (contrle et variation de) E-III / D-IV Vitesse de l'huile dans une conduite (valeurs courantes) A-I-1 Dbut de page


Ecoulements des fluides visqueux

A- COULEMENTS DES FLUIDES VISQUEUXPage prcdente

Dbit / Puissance / Nb Reynolds / Visc. dyn. / Visc. cin. / Variation visc. / Pertes de charges

Les coulements dynamiques des fluides sont dcrits par les expressions de Bernoulli et d'Euler. Nous n'tudierons pas dans ce chpitre ces expressions de dynamique des fluides, seul l'aspect hydrostatique nous concernant par ailleurs, sinon voir chpitre sur le thorme de Bernoulli.

I - Dbit et puissance dans une conduite:

1) Dbit volumique dans une conduite:

La zone hachure reprsente la rpartition des vitesses du fluide dans la conduite. Les vitesses ne sont pas constantes dans la section S car le fluide "accroche" aux parois. On considre alors la vitesse moyenne Vm. La relation entre le dbit volumique Qv, la surface de passage du fluide S et cette vitesse moyenne s'crit :

Units : Qv en m3/s , S en m2, Vm en m/s

Dans le reste de cet ouvrage on ne parle plus que de la vitesse moyenne.On admet, en hydraulique industrielle, des vitesses dans les conduites de l'ordre de: A l'aspiration : 0,5 1,5 m/s * Au refoulement : 2 8 m/s Au retour : 2 4 m/s Dans les drains : 0,5 2 m/s * * : il faut dterminer la perte de charge provoque et vrifier qu'elle est compatible avec le(s) appareil(s) concern(s). (>> Table de calcul des pertes de charges : PerteCharge.xls). Dbut 2) Puissance hydrostatique transmise par un fluide:

Qv tant le dbit volumique et p la pression au point A alors la puissance hydrostatique transmise par le fluide au point A s'exprime par:

Ph = p.QvUnits : Qv en m3/s , p en Pa , Ph en W.

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Rappelons que cette formule n'est valable que si l'nergie vhicule par le fluide est hydrostatique, le terme [ . v2 / 2] de la formule de Bernoulli doit donc tre faible devant la valeur de la pression ( = masse volumique du fluide).

II - Effets de viscosit, pertes de charge:Dbut 1) Types d'coulements, nombre de Reynolds: C'est la faon dont s'coule un fluide, on distingue deux types d'coulements : - Le type laminaire pour lequel l'coulement du fluide est "calme" ; les lignes de courant (trajectoires des particules) restent stables et parallles entre elles. - Le type turbulent pour lequel l'coulement est instable et alatoire. Il n'y a pas de lignes de courant (tourbillons, remous ...).Dans un tube o se produit un coulement laminaire, on "trace" celui-ci avec une aiguille injectant du colorant. On constate que le colorant suit une ligne de courant, rgulire, caractristique des coulements laminaires. Mme chose ci-contre mais avec un coulement turbulent. Il n'y pas de ligne de courant, les trajectoires sont dsordonnes et alatoires.

Le rgime turbulent se caractrise par une perte nergtique plus grande et une mission sonore importante (bruit dans les tuyauteries par exemple). Le passage d'un type l'autre se fait de faon instable et imprvisible. On dfinit un nombre de Reynolds permettant de donner approximativement la "frontire" entre ces deux types d'coulement. Nombre de Reynolds : R = V.Dh / V = vitesse moyenne du fluide, (nombre sans dimension)

= viscosit cinmatique du fluide (voir chapitres suivants)

Dh = diamtre hydraulique (intrieur!) de la conduite, dans le cas des conduites circulaires. Si la conduite n'est pas circulaire, alors : Dh = 4.S/U (S = surface de passage, U = primtre mouill) Pour un tube hydrauliquement lisse on admet que si R < 2000 alors l'coulement est de type laminaire et si R > 2300 alors l'coulement est de type turbulent (la frontire 2000 < R < 2300 est incertaine et caractrise l'apparition de l'coulement turbulent). On remarque alors que l'apparition du type turbulent est favorise par l'augmentation de la vitesse ou la diminution de la viscosit. 2) Viscosit dynamique: La viscosit est la proprit d'un fluide rsister sa dformation. Tous les fluides sont visqueux. On dfinit la viscosit dynamique par la rsistance au cisaillement d'un film d'huile (figure ci-aprs).



(mu) est la viscosit dynamique du fluide intercal entre les deux plaques mobiles l'une par rapport l'autre. F est la force ncessaire pour dplacer la plaque suprieure, v la vitesse de dplacement de cette plaque. Cette dfinition de la viscosit est utilise pour les huiles moteur, botes de vitesses (norme SAE) ... Units: F en N, S en m2, e en m, v en m/s, en Poiseuille. Ancienne unit : poise = 10 g.cm-1.s-1 = 0,1 Poiseuille centipoise = 10-3 Poiseuille La valeur de la viscosit dynamique est significative, on peut comparer les valeurs de la viscosit de deux fluides quelconques, contrairement la viscosit cinmatique (voir tableau de diffrentes viscosits). 3) Viscosit cinmatique: Pour la plupart des huiles industrielles, on utilise une autre dfinition de la viscosit: la viscosit cinmatique. Celle-ci est gale la viscosit dynamique divise par la masse volumique du fluide et dsigne par la lettre (nu).

=/Units: en Poiseuille, en kg/m3, en m2/s.

Cependant l'unit normalise (ISO) pour exprimer la viscosit cinmatique est le mm2/s, anciennement appele centi-Stokes (cSt). La valeur de la viscosit cinmatique n'est pas significative, on ne peut comparer que les viscosits de fluide ayant des masses volumiques semblables (voir tableau de diffrentes viscosits). Par exemple, l'air a une viscosit cinmatique de 15 mm2/s alors que celle de l'eau ne vaut que 1 mm2/s ! Il existe d'autres units pour dsigner la viscosit cinmatique: Le degr Engler E / La seconde Saybolt universel / La seconde Redwood commercial ... (Voir tableau de conversion mm2/s en Engler). 4) Paramtres physiques influant sur la viscosit: (Dbut) - La temprature : l'augmentation de la temprature d'une huile a pour effet de diminuer sa viscosit (et inversement). La valeur de cette variation peut tre donne par des abaques (exemple ci-dessous) ou par l'indice de viscosit (chapitre B-I-3).



- La pression : l'augmentation de la pression d'une huile a pour effet d'augmenter sa viscosit. Par exemple, la viscosit d'une huile industrielle courante est dj double 350 bar ! On comprend l'importance de ce phnomne quand on pense que la pression dans les circuits hydrauliques dpasse parfois cette valeur. L'expression ci-dessous donne la viscosit " " la pression "p" (en bars) par rapport la viscosit pression atmosphrique (indice 0).

- Les agents extrieurs, comme les pollutions, font varier la viscosit d'une huile. Voir ce sujet le chapitre B-IV-2. Dbut 5) Pertes de charges dans une conduite : La viscosit d'un fluide a pour effet une perte de pression sur le trajet de 1 vers 2 dans une conduite ( constant). On exprime le rapport entre les pressions en 1 et en 2 par l'expression suivante:

pt s'appelle la perte de pression totale du fluide sur la distance 1-2 (mais on peut exprimer ptu comme perte de pression par unit delongueur). Le terme perte de charge correspond la mme chose, mais elle est exprime en hauteur de liquide. Elle est surtout utilise en adduction d'eau : perte de charge =Ht =pt /( .g) Dans le langage technique courant, on confond les deux notions en parlant le plus souvent de "pertes de charges", quelle que soit l'unit. C'est ce que l'on fera d'ailleurs dans cet ouvrage. On peut exprimer ptu dans une conduite l'aide de deux expressions (R = nombre de Reynolds et dtermination du nombre de Reynolds et type d'coulement. coulement laminaire : ptu = ( / 2) . ( V2 / Dh ) . ( 64 / R ) = masse volumique). Voir

(Formule de Hagen-Poiseuille pour tubes hydrauliquement lisses)file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/ecoul.htm (4 sur 5)20/02/2009 18:06:32


coulement turbulent : ptu = (

/ 2) . ( V2 / Dh ) . ( 100 . R ) - 0,25

(Formule de Blasius pour tubes hydrauliquement lisses et pour R 105) Un tableur permet d'effectuer ces calculs rapidement : PerteCharge.xls Mais le plus souvent, la perte de charge se dtermine, dans les conduites, l'aide d'abaques (ou nomogrammes). Les pertes de charges dans les appareils hydrauliques sont indiques par les constructeurs (en fonction du dbit, ou un dbit nominal). Les pertes de charges sur obstacles peuvent parfois tre dtermines par calcul (chapitre suivant). La puissance hydraulique "perdue" en chaleur par une perte de charge vaut :

PQ = pt . QvVoir exercices F - I et F - II Dbut 6) Pertes de charges singulires : Une perte de charge est dite "singulire" lorsqu'elle est provoque par un obstacle localis : coude, vanne, distributeur, changement de de conduite, raccordement... Les constructeurs de composants hydrauliques donnent la valeur de la perte de charge pour chaque composant. La puissance hydraulique perdue en chaleur a mme expression que prcdement. Voir tableau et calcul de quelques pertes de charge singulires

Dbut de la page


Pertes de charge singulires

CALCUL ET TABLEAU DE PERTES DE CHARGE SINGULIERESPage prcdente

La perte de charge singulire pt peut tre calcule par l'expression:

pt = (C. .v2) / 2est la masse vol. du fluide, v la vitesse du fluide et C une constante dpendant de la forme de l'obstacle. Cette constante est donne dans le tableau ci-dessous pour quelques obstacles.On remarquera, dans cette expression, que la viscosit n'influe pas, seul l'effet dynamique est sensible (Effet d'Euler). Cette expression donne bien sr une valeur approche.

Schma de l'coulement

Valeur de C1,2

Racc. en T 0,1

0,5

Racc. en Y

2,5 3 0,06 >

Rtrcissement: >>>> Elargissement: >

Dbut de page

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Huiles / Contrles des huiles

B- HUILESPage prcdente

(Graisses) / Grade ISO / SAE-API / Indice visco. / Huile synthse / Additifs / Contrle des huiles Contrles: Niveaux / Viscosit / Comptage particules / Autres

I - Grades normaliss et services :Ne seront dcrites dans cette partie que les huiles, cependant un chpitre spar donne quelques indications sur les graisses. 1) Normes ISO - NF: Plus particulirement destines aux huiles dites "industrielles" monogrades. La norme ISO - NF dsigne une huile par un grade et un service rendu par cette huile (ou domaine d'application). La dsignation indique ci-aprs est succincte et ne donne pas toutes les caractristiques d'une huile. La norme complte et les indications du fabricant sont donc souvent ncessaires.

La viscosit indique dans le grade est fixe 40C avec une tolrance autour de cette valeur mdiane (voir ci-dessous). Les grades sont espacs par un facteur multiplicatif de 1,5 (changer de 1 grade = varier de 50% en viscosit). Viscosit cinmatique mdiane 40 C 2,2 3,2 4,6 6,8 10 15 22 32 46 68 100 150 220 320 460 Limites de viscosit minimum 1,90 2,88 1,14 6,12 9,00 13,50 19,00 28,80 41,40 61,20 90,00 135,00 198,00 288,00 414,00 maximum 2,42 3,52 5,06 7,48 11,00 16,50 24,20 35,20 50,60 74,80 110,00 165,00 242,00 352,00 506,00

Grade ISO 2 3 5 7 10 15 22 32 46 68 100 150 220 320 460

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680 1000 1500

680 1000 1500

612,00 900,00 1350,00

748,00 1100,00 1650,00

En hydraulique industrielle, on admet qu'une viscosit comprise entre 20 et 100 mm2/s ( la temprature de fonctionnement) est correcte. Cependant, il faut tenir compte de tous les organes mcaniques lubrifis par le fluide hydraulique (roulements, engrenages...). Voir viscosits ncessaires pour diffrents mcanismes Catgories courantes d'huile pour circuits hydrauliques:q

q q q q q q

HL : huiles minrales + proprits anti-oxydantes et anti-corrosion particulires. Elles prsentent un bon comportement vis--vis de l'eau. Elles sont prconises dans les installations moyenne pression lorsque des additifs anti-usure ne sont pas ncessaires. HM : fluides HL + proprits anti-usure particulires. HV : fluides HM + proprits viscosit/temprature amliores. Les fluides HM et HV sont les plus utiliss. HG : fluides HM + proprits anti stick-slip (pour glissires de machines outils). HSx : fluides de synthse. HFxx : fluides difficilement inflammables. Les fluides HFC sont les plus utiliss.

Ces huiles ont un indice de viscosit voisin de 100, la variation de leur viscosit en fonction de la temprature est bien connue et standard (fig ci-dessous) :

Dbut 2) Normes SAE - API - CCMC - ACEA: Plus particulirement destines aux huiles moteurs et botes de vitesses (rducteurs). Il y a deux grades SAE, un pour une utilisation froid (suivi de la lettre W) et un pour une utilisation chaud. Le nombre indiqu dans le grade SAE est relatif la viscosit de l'huile une certaine temprature mais n'est pas directementfile:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/huiles.htm (2 sur 12)20/02/2009 18:08:29


significatif, contrairement au grade ISO (voir correspondances ci-dessous). Lorsqu'on indique ces deux grades pour une huile, on dit alors qu'elle est "multigrades". Grades de viscosits SAE pour les huiles moteurs Grade SAE 0W 5W 10 W 15 W 20 W 25 W 20 30 40 50 60 (10-3 Poiseuille) tC 3250 -30 3500 -25 3500 -20 3500 -15 4500 -10 6000 -5 t C de limite de pompabilit - 35 - 30 - 25 - 20 - 15 - 10 (mm2/s) 100C mini maxi 3,8 3,8 4,1 5,6 5,6 9,3 < 9,3 5,6 < 12,5 9,3 < 16,3 12,5 < 21,9 16,3 < 26,1 21,9

Grades de viscosits SAE pour les huiles trnsmissions Grade SAE 70 W 75 W 80 W 85 W 90 140 250 t C maximale pour = 150 Poiseuille - 55 - 40 - 26 - 12 (mm2/s) 100C maxi < 24,0 < 41,0 -

mini 4,1 4,1 7,0 11,0 13,5 24,0 41,0

Pour passer d'un grade l'autre, voir quivalence des grades. La dsignation pour ces huiles du service API permet de connatre les performances de l'huile ainsi dsigne. Pour les huiles moteur, le service API s'indique avec deux lettres, la premire indique le type de carburant utilis dans le moteur (S = essence et C = Diesel), la deuxime indique la performance elle-mme, plus la lettre est leve dans l'alphabet et plus la performance est importante. Une mme huile peut avoir deux services diffrents pour deux carburants possibles (voir correspondances ci-dessous). (Voir prcisions sur les huiles moteur.) Pour les huiles destines aux transmissions, les deux lettres GL sont suivies d'un chiffre donnant la performance. On peut trouver des indications supplmentaires, telles que EP = extrme pression ... (Voir grade AGMA). Dbut CLASSIFICATION API : S... : moteurs essence (S = Service)q

SD : Pour les moteurs essence de voitures de tourisme et de camions de 1968 1970. Une huile SC doit offrir une protection contre la formation de dpts haute (dtergence) et basse temprature (dispersivit). Une protection



q

q

q

q q

supplmentaire est galement requise contre l'usure et la formation de rouille. SE : Pour les moteurs essence de voiture de tourisme et de camions depuis 1971. Les huiles SE peuvent remplacer les huiles SC. Par rapport la catgorie prcdente, l'huile SC offre une meilleure rsistance contre l'oxydation et contre la formation de "cold sludge" basse temprature. En outre, le moteur est mieux protg contre la formation de rouille. SF : Pour les moteurs essence des voitures de tourisme et de certains camions depuis 1980. Les huiles SF peuvent remplacer les huiles SE et SC. Les huiles SF ont de meilleures performances que les huiles SE en matire de rsistance au vieillissement et de protection contre l'usure. SG : Pour les moteurs essence des voitures de tourisme et de certains camions depuis 1989. Les huiles SG peuvent remplacer les huiles SF, SG, CC, SE ou SE/CC. Les huiles SG ont de meilleures performances que les huiles SF sur le plan de la rsistance la formation de dpts, de la protection contre l'usure et de la rsistance contre la corrosion. SH : Idem SG mais conditions de tests plus strictes. SJ : Huile moteur de niveau SH, mais dveloppe en accord avec les systmes de certification API suivant des critres d'essais multiples.

CLASSIFICATION API : C... : moteurs Diesel (C = Commercial)q

q

q

q

q

q

q

CC : Pour les moteurs diesel avec une description de service normale (moteur diesel lgrement suraliment) et moteur essence. Les huiles CC sont trs dtergentes et dispersives et protgent suffisamment les moteurs contre l'usure et la corrosion. CD : Pour les moteurs diesel fortement sollicits, haut rgime et soumis des pressions effectives moyennes leves, produites par turbocompression. Les huiles CD sont trs dtergentes et dispergentes et protgent suffisamment les moteurs contre l'usure et la corrosion. CDII : Pour les moteurs diesel deux temps conus pour des services svres. Limitation stricte de la formation de dpts et de l'usure. Les huiles CDII rpondent aux exigences de la classe CD prsente ci-avant mais satisfont par ailleurs aux tests de moteur GM deux temps normaliss effectus sur un Detroit 6V53T. CE : Pour les moteurs diesel trs sollicits avec turbocompression en circulation depuis 1983. Sont viss les moteurs de puissance leve rgime lev mais galement les moteurs lents qui dveloppent aussi une puissance leve. Les huiles CE peuvent remplacer les huiles CD sur tous les moteurs. Outre les exigences de la catgorie CD, ces huiles ont de meilleures proprits en matire de limitation de la consommation d'huile, de formation de dpts, d'usure et d'paississement de l'huile. CF : Voir CE avec addition d'un test de microoxydation. La protection des pistons et des gorges de segment est particulirement renforce. CG : Pour les moteurs diesel fortement sollicits. Rduction des dpts sur les pistons, de l'usure, de la corrosion, du moussage, de l'oxydation et de l'accumulation de suies haute temprature. Ces huiles rpondent aux besoins des moteurs adapts aux normes d'mission 1994. CH : Pour les moteurs diesel adapts aux normes d'mision 1998. Ces huiles sont destines garantir la dure de vie des moteurs dans les conditions les plus svres. Elles permettent une extension des intervalles de vidange.

Dbut CLASSIFICATION API : GL... : Transmissions mcaniquesq

q

q

q

API-GL-1 Pour transmissions d'essieux denture hlicodale et vis sans fin et certaines transmissions manuelles. Peuvent contenir des additifs: antirouille, antioxydant, antimousse et agent abaissant le point de solidification. API-GL-2 Pour transmissions vis sans fin auxquelles une huile GL-1 ne suffit pas. API-GL-3 Pour transmissions d'essieux denture hlicodale fonctionnant vitesse modre et service moyen auxquelles une huile GL-1 ne suffit pas. API-GL-4 Pour transmissions denture hlicodale et transmissions hypodes spciales appliques des vhicules qui fonctionnent dans des conditions de vitesse leve et de faible couple ou de vitesse rduite et de couple lev. Des



q

additifs anti-usure et extrme-pression sont assez souvent ajouts. API-GL-5 Voir point prcdent mais dans des conditions de vitesse leve sollicitation extrme-faible couple et vitesse rduite couple lev. Des additifs anti-usure et extrme-pression sont trs souvent ajouts. Les lubrifiants rpondant cette spcification doivent donner une protection anti-grippage important

Le service API dfini par l'industrie amricaine est insuffisant pour les moteurs europens dont les rapports puissance / poids sont plus importants, et les conditions de fonctionnement plus svres. Une dsignation de service europen est donc utilise galement: c'est le service CCMC (voir correspondances ci-aprs). Dbut CLASSIFICATION CCMC : G... : moteurs essenceq q q

G1 = niveau API SE + essais spcifiques europens G2 = niveau API SF + essais spcifiques europens G3 = niveau API SF pour les huiles de faible viscosit (5W30, 5W40, 10W30, 10W40) destines rduire la consommation de carburant.

CLASSIFICATION CCMC : moteurs Dieselq

q q q q

q

PD1 Pour voitures de tourisme; petits Diesel rapides combustion indirecte, y compris les moteurs quips de turbo. Caduque depuis 1990. PD2 Pour voitures de tourisme. Moteurs suraliments ou non. D1 Pour vhicules industriels ( injection directe). = API CC/SE non suraliments en service peu svre. D2 Pour vhicules industriels ( injection directe). = API CD suraliments ou non en service svre. D3 Pour vhicules industriels ( injection directe). Huiles "SHPD" (Super Haute Performance Diesel) de niveau > API CD et correspondant la spcification Mercedes (huiles anti-polissage) pour moteurs fortement suraliments en service trs svre. D4, D5 > CE et SHPD.

Une autre classification des constructeur europen existe: classification ACEA Voir aussi prcisions sur les huiles moteur. Des spcifications particulires existent pour des fluides et des utilisations particulires, comme par exemple:q

Fluides pour botes de vitesses automatiques Dbut

3) Indice de viscosit (IV): L'indice de viscosit d'une huile caractrise sa qualit avoir une viscosit plus ou moins stable en fonction de la temprature. Plus l'indice de viscosit est lev, moins la viscosit de l'huile varie avec la temprature. Pour les huiles industrielles, fonctionnant souvent une temprature plus ou moins stable, l'utilisation d'une huile monograde IV = 100 est courante. Par contre, pour un moteur subissant des carts de temprature dpassant 100C, une huile multigrades haut IV (140 200) est recherche.



Ci-dessous un abaque comparant quelques huiles moteur, on remarque que les huiles multigrades ont un IV plus fort que les autres, car elles imposent des impratifs de viscosit froid et chaud.

Plus la droite de variation de la viscosit est horizontale, plus l' IV est lev. L'indice de viscosit est d'autant plus important que l'cart entre les deux grades est lev : Plus de dtails Voir viscosits ncessaires / Equivalence des grades Dbut

II - Huiles de synthse:Ces huiles sont radicalement diffrentes des huiles minrales. - Pour la production d'huile minrale on extrait du ptrole certaines catgories de molcules. Mais le procd n'est pas parfait: les molcules obtenues sont de tailles diffrentes, ce qui nuit l'homognit de l'huile et limite ses possibilits d'application. Des produits indsirables restent galement dans cette huile de base (par exemple : paraffines, solvants lgers...). - Dans le cas de l'huile synthtique, au contraire, on fabrique la molcule dont on a prcisment besoin, si bien que l'on obtient une huile de base dont le comportement est voisin de celui d'un corps pur. En crant un produit dont les proprits physiques et chimiques sont prdtermines, on fait mieux que la nature. On rajoute ensuite les additifs ncessaires pour rpondre un service voulu. Ces huiles ont des performances leves, en particulier pour des objectifs et des conditions de service difficiles. Cependant, elles sont chres produire et leur disponibilit dans le monde est limit. De plus, le choix d'un lubrifiant synthtique dpend du problme pos.file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/huiles.htm (6 sur 12)20/02/2009 18:08:29


Les mlanges d'huiles de base d'origines diffrentes sont parfois possibles, toutefois une huile dite "synthtique" doit contenir moins de 15% d'huile minrale. Ci-dessous quelques familles d'huiles de synthse : Bonnes proprits lubrifiantes, point clair lev. Haut indice de viscosit : 150 200, faible volatilit, bonne stabilit thermique, incompatible avec les huiles minrales. Polyglycols Exemples d'utilisations : Polyglycol soluble l'eau : fluide difficilement inflammable, fluide d'usinage ... Polyglycol insoluble : fluide de frein, lubrifiant moteur, lubrifiant engrenage ... Faible volatilit, bonnes proprits froid, bonne tenue thermique, bonne proprit solvante et bonne rsistance au cisaillement. Esters Exemples d'utilisation : graisse, turbine gaz, aviation, utilis comme additif (pouvoir lubrifiant lev). Comportement froid performant, indice de viscosit lev. Selon la longueur de la chane, bonne proprit thermique. Exemples d'utilisations : lubrifiant d' engrenages, compresseur ... Inerte chimiquement, grande rsistance la chaleur et l'oxydation. Hydrophobe, indice de viscosit lev (jusqu' 300), bonne proprit froid. Incompatibilit chimique avec de nombreux additifs. Pouvoir lubrifiant trs mdiocre. Exemples d'utilisations : graisse, fluide hydraulique ... Utilises dans les compresseurs (air, frigorifiques) pour la propret des clapets, compatibilit avec les fluides frigorignes, caloporteur... Utilises dans les compresseurs (air, frigorifiques) pour la propret des clapets, compatibilit avec les fluides frigorignes, caloporteur... Dbut

Hydrocarbures synthtiques (polyalphaolfines)

Silicone

Alkylbenznes

Glycols

III - Additifs :Une huile ayant les proprits demandes pour une utilisation donne est constitue : d'une huile de base (minrale, synthtique ...) et d'un certain nombre d'additifs, ajoutant chacun une proprit particulire. Voici quelques exemples de proprits et d'additifs :q q

q

q q

Anti oxydant : protge les parties mtalliques de la corrosion. Dtergent : tensio-actif vitant les dpts (particules, charbons ...) en maintenant en suspension dans l'huile ces dpts. Anti mulsion : vite le mlange de fluides trangers avec l'huile (de l'eau par exemple) et favorise la dcantation de l'ensemble. "Dsarant" : favorise la sparation des gaz de l'huile. Indice de viscosit : des additifs permettent d'augmenter celui-ci.


Huiles / Contrles des huilesq

q q

Additif extrme pression : renforce la tenue de l'huile pour des utilisations o le film d'huile a du mal se former (engrenages en particulier). Anti friction : diminue l'usure des surfaces lubrifies. Compatibilit avec les lastomres.

Consulter le tableau de caractristiques des huiles, souvent garanties par des additifs.

IV - Contrle, surveillance et analyse des huiles :La surveillance des huiles en fonctionnement a deux buts essentiels: - surveiller l'huile pour vrifier son tat conforme. - surveiller, travers l'huile, l'tat de l'installation. C'est souvent le but principal. On estime 80% environ les dfaillances de circuits hydrauliques dues la pollution. Voir exemple. Diffrents contrles sont possibles, mais tous ne sont pas utiliss en fonction du mcanisme (voir tableau d'utilisation). Dbut 1) Contrle des niveaux et des consommations : Un des moyens les plus simples consiste noter la consommation d'huile de l'installation par units de production (temps, nombre de pices ou de kilomtres ...). L'volution de cette courbe de consommation indiquera les drives de fonctionnement et permettra de prvenir les dfaillances (maintenance prventive conditionnelle : figure ci-dessous).

Dbut 2) Contrle de la viscosit: (NF T 30-100 - ISO 3104) Une modification de la viscosit au cours du temps pourra signifier une dgradation de celle-ci, en indiquant parfois la cause probable. Une lvation de la viscosit de l'huile, par exemple dans un rducteur, indiquera que celle-ci est usage et a perdu ses qualits lubrifiantes et EP (extrme pression). Une diminution de la viscosit de l'huile dans un moteur thermique signifiera une dilution de celle-ci par le carburant utilis ...



Le contrle de cette viscosit peut se faire l'aide de plusieurs moyens, quelques uns sont dcrits ci-aprs : a) Viscosimtre billes : on compare la vitesse de descente de deux billes dans deux tubes contenant respectivement, l'un l'huile contrler et l'autre une huile de rfrence. On lit directement la viscosit cinmatique en face de la bille reste en retard. L'chelle propose permet de connatre directement la viscosit 40C pour en dduire le grade ISO (ou 100C pour le grade SAE). Deux appareils distincts sont ncessaires, un pour les huiles industrielles IV = 100 et un autre pour les huiles moteurs IV = 150. Il faut faire trs attention ce que les tempratures des deux tubes soient identiques. Ce type de viscosimtre est bon march et pratique d'emploi sur le terrain, cependant les rsultats lus sont peu prcis et non normaliss (figure de l'appareil ci-dessous).

animation b) Viscosimtre coupe : on mesure le temps d'coulement d'une certaine quantit d'huile contenue dans une coupe travers un orifice calibr perc sa base. Un nomogramme permet partir de ce temps d'obtenir la viscosit cinmatique. Le rsultat par cette mthode est plus prcis et normalis. Les coupes peuvent tre chauffes pour des mesures de viscosit diffrentes tempratures (mesure de IV), voir figure ci-dessous.

c) Rhomtre : Cet appareil mesure la viscosit dynamique de tous les fluides (newtoniens ou non). Cet appareil de grande prcision est peu employ pour les huiles dans l'industrie, car son utilisation est plus dlicate et son prix important. De la valeur du couple mesur on dduit la viscosit dynamique m (voir figure ci-dessous). Le bol peut galement tre chauff pour des essais temprature. Voir photos.



d) Contrle en continu sur canalisation : Il s'agit de viscosimtre installs sur un canalisation, permettant de connatre la viscosit du fluide en continu. Utile pour contrler un process, s'interface facilement avec un ordinateur ou un automate.Voir l'image de ce type d'appareil. 3) Contrle des particules par comptage : (Dbut) Les particules insolubles en suspension dans l'huile provoquent des usures et abrasion diminuant considrablement la dure de vie des matriels. On estime 80% environ les dfaillances de circuits hydrauliques dues la pollution. Voir exemple. On filtre un chantillon d'huile sur un filtre trs fin (0,8 1,2 mm par exemple) puis on compte les particules insolubles qui ont t arrtes, suivant leur taille. Il y a des quipements de laboratoire performants et des quipements de chantier moins prcis mais transportables.

Ensemble de comptage Millipore

L'observation du filtre permet de compter les particules par tailles normalises. Le nombre de particules dans chaque taille est ensuite ramen un chantillon de 100 cm3. On dtermine ensuite une classe de pollution pour chaque taille. L'ensemble de ces classes forme le code de pollution de l'huile. Le nombre le plus grand de ce code est la classe de pollution de l'huile (plus le nombre de la classe est lev et plus l'huile est pollue). On vrifie alors si l'huile est conforme pour l'utilisation que l'on en fait. On peut galement noter l'lvation de la pollution au cours du temps pour noter les drives (maintenance prventive conditionnelle). Ci-dessous, classes de pollution dfinies par la norme NF E 48-655 :Tailles (m)

Classes de pollution NF E 48-6551 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12



[2-5[ [5-15[ [15-25[ [25-50[ [50-100[ >= 100

2500 5000 10000 20000 40000 80000 160000 320000 640000 1280000 2560000 5120000 500 1000 2000 89 16 3 1 178 32 6 1 356 63 11 2 4000 712 126 22 4 8000 16000 32000 1425 253 45 8 2850 506 90 16 5700 1012 180 32 64000 128000 256000 11400 2025 360 64 22800 4050 720 128 45600 8100 1440 256 512000 1024000 91200 16200 2880 512 182400 32400 5760 1024

Nombres maximaux de particules, par tailles, rapports 100 ml de fluide analys

Voir quelques exemples / aspects de membranesD'autres normes existent, par exemple: - la norme NAS 1638, norme allemande totalement compatible avec la norme NF. - la norme SAE 749 D, norme amricaine, mais les classes de pollution sont dfinies avec d'autres valeurs. Classes de pollution recommandes ( titre indicatif): - servomcanismes de haute prcision: classes 3 4 - circuits avec servo-valves classes 5 6 - hydraulique haute pression (pistons) classes 6 8 - hydraulique moyenne et basse pression classes 9 10

4) Contrle des particules par gravimtrie : (Dbut) On effectue la mme manuvre que prcdemment, mais on mesure par pese la diffrence de masse du filtre entre avant et aprs la filtration de l'chantillon. La masse totale des particules permet de dsigner galement une classe de pollution normalise. Ce contrle est plus dlicat raliser que le prcdent.

5) Contrle des particules par sparation magntique : On spare les particules ferreuses d'une huile grce un champ magntique. L'observation de celles-ci au microscope permet de dterminer le taux et le type d'usure. Les particules non magntiques chappent bien sr au contrle.file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/huiles.htm (11 sur 12)20/02/2009 18:08:29


6) Spectrographie infrarouge et ultraviolette : La dcomposition d'une lumire hors du spectre visible permet de contrler la quantit et l'tat de certains additifs dans l'huile. Ces contrles ne peuvent tre raliss que par des laboratoires spcialiss.

7) Spectrographie de masse : On analyse la lumire mise par la combustion (plasma) trs haute temprature d'un chantillon d'huile. L'tude du spectre lumineux permet de doser chaque constituant (Fe, Na, Cu, Al, Cr, Ni, Sn, Pb ...). L'analyse de ces constituants permet de savoir ce qui se passe dans l'installation (par exemple, l'apparition d'un taux anormal d'tain ou d'aluminium indiquera une usure anormale des coussinets dans un moteur ).

8) Contrle de l'eau : La prsence d'eau dans une circuit hydraulique provoque des dgts graves: oxydation, destruction des additifs, colmatage des filtres... Cette eau provient gnralement d'une condensation (dans la bche, par exemple), mais aussi de pntration par les joints (vrins, arbres de moteur...). La teneur maximale gnralement tolre est de 0,05%. Le contrle de l'eau en suspension se fait chimiquement: on ajoute un produit qui dgage un gaz, proportionnellement la quantit d'eau. La quantit de gaz dgag indique la teneur en eau. Un procd plus rustique, mais pratique sur un chantier, consiste mettre une goutte d'huile sur une plaque fortement chauff (150 200C) : si l'huile "crpite", alors la teneur en eau est inacceptable. Ce procd rudimentaire ne donne bien entendu qu'un ordre d'ide et demande un peu d'exprience (et une bonne vue).

Haut de la page / Page prcdente


Viscosits Maxi - Mini - Optimales

EXEMPLES DE VALEURS DE VISCOSITESPage prcdente

Les trois tableaux suivants donnent des exemples de viscosits en utilisation. - Premier tableau: viscosits maximales en mm2/s - Deuxime tableau: viscosits minimales en mm2/s - Troisime tableau: viscosits optimales en mm2/s Viscosit maximale (habituellement au dmarrage) Probablement le maximum pour que le lubrifiant puisse tre vers Probablement le maximum pour une lubrification par projection ou par barbotage. A peine pompable au moyen d'une pompe engrenage ou pistons lubrifiant trop lourd pour tre utilis Limite suprieure pour un systme de lubrification automatique Limite suprieure pour une lubrification par circulation (bon entretien) Limite suprieure pour le constituant d'huile d'une graisse appliquer au pistolet Roulements Pompes hydrauliques ailettes la temprature de dmarrage - pour empcher la cavitation et l'usure Huile lourde pour assurer une bonne pompabilit et une bonne pulvrisation Gnrateurs de brouillard d'huile fonctionnant sans chaleur, la temprature minimale de service Pompe hydraulique piston ( la temprature de dmarrage) pour empcher l'usure Systmes hydrauliques la temprature de fonctionnement

22000

11000

8600

2200

1000

860

220

54

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Viscosits Maxi - Mini - Optimales

Viscosit minimale Pour la lubrification des engrenages Pour une pompe engrenage Roulements rouleaux sphriques Autres roulements rouleaux Systmes hydrauliques Paliers lisses Mini pour supporter une charge dynamique

33 30 21

13

4

Viscosit optimale ( la temprature de fonctionnement) Systmes hydrauliques Paliers lisses Engrenages cylindriques Engrenages vis sans fin

25 30 40 75

Premier tableau / Deuxime tableau / Troisime tableau / Dbut de page

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Lexique

LEXIQUE: (Par ordre alphabtique du premier mot significatif)Page prcdente

A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-L-M-N-O-P-R-S-TACEA : Association des Constructeurs Europens d'Automobiles (voir). AFNOR : Association franaise de normalisation. Association (cre en 1928) qui coordonne l'ensemble des activits tendant au dveloppement de la normalisation, en servant d'intermdiaire entre les groupements scientifiques, professionnels, et les pouvoirs publics. AGMA : American Gear Manufacturers Association - Une des activits de cette association est l'laboration et la promotion de normes relatives aux lubrifiants pour engrenages (voir grades AGMA). ANTI STICK-SLIP : proprit d'une huile vitant le dcollement du film d'huile dans une glissire. Proprit de certaines huiles HG, par exemple. A.P.I. : American Ptroleum Institut. Indique la qualit du service que peut rendre une huile. Dfinit galement d'autres normes. ASLE : (American Society of Lubrication Engineers) - Ancienne dsignation de la STLE (Society of Tribologists and Lubrication Engineers). ASTM : American Society for Testing and Materials : association tudiant les matriaux, leurs proprits, leur normalisation, leurs mthodes d'essais... Dbut BACHE : rservoir contenant l'huile d'un circuit hydraulique. BERNOULLI (Daniel) : Famille de savants : Jacques 1er (Ble, 1654 - id., 1705) poursuivit les travaux d'analyse mathmatique de Leibniz (calculs diffrentiel et intgral), ainsi que son frre Jean 1er (Ble, 1667 - id., 1748), avec qui il se brouilla, et ses neveux Nicolas 1er (Ble, 1687 - id., 1759), Nicolas II (Groningue, 1695 - Saint-Ptersbourg, 1726) et Daniel (Groningue, 1700 - Ble, 1782). Daniel tendit son domaine la physique et fonda l'hydrodynamique. (voir thorme de Bernoulli). BIPASSE : Canalisation ou dispositif de drivation qui vite le passage d'un fluide dans un appareil. quivalent anglais : "by-pass". BROOKFIELD (Viscosit) : Viscosit, en centipoises, dtermine laide dun viscosimtre Brookfield (ASTM D2983). Le principe de fonctionnement du viscosimtre Brookfield consiste mesurer la rsistance la rotation que dmontre un axe qui tourne dans un fluide (sorte de rhomtre).file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/lexique.htm (1 sur 6)20/02/2009 18:11:13

Lexique

BY-PASS : Anglicisme. Canalisation ou dispositif de drivation qui vite le passage d'un fluide dans un appareil. quivalent franais : "bipasse". Dbut CARBONE (Rsidu de) : Pourcentage de carbone rsiduel aprs lexposition de lhuile des tempratures leves selon la mthode dessai D189 (Conradson) ou D524 (Ramsbottom) de lASTM. CAVITATION : formation de bulles dans un fluide la suite d'une dpression dans celui-ci. La dpression peut tre provoque par une perte de charge, par un effet dynamique dans le fluide (augmentation brusque de la vitesse du fluide) ... Les bulles de gaz peuvent tre celles d'air dissous qui se dilatent brusquement ou la vaporisation des produits lgers de l'hydrocarbure. Ecouter un bruit de cavitation. C.C.M.C. : Comit des Constructeurs du March Commun. Norme ou classification donnant les grades chaud et/ou froid d'une huile moteur. Dsigne galement d'autres normes. CENDRE (Teneur en) : Rsidu incombustible que renferme un lubrifiant (ou un carburant), dtermin selon les normes ASTM D582 et D874 (cendres sulfates). COMPOUNDE (Huile...) : Mlange spcial d'huile minerale additionne de petite quantits d'huiles grasses ou d'huiles grasses synthtiques. Elles sont utilises dans certaines applications en conditions mouilles pour empcher le lavage du lubrifiant des surfaces mtalliques. Les substances grasses permettent l'huile de se combiner physiquement avec l'eau au lieu de se laisser dplacer par elle. Comme les huiles grasses confrent un film solide aux surfaces mtalliques, les huiles compoundes sont souvent utilises dans des applications exigeant une meilleure onctuosit ou une plus grande rsistance aux charges de choc. Ces huiles ne sont toutefois pas recommandes pour un service exigeant une haute stabilit l'oxydation. CONJONCTEUR : Dispositif qui assure la connexion d'un circuit lorsque la pression (en hydraulique) ou la tension (en lectricit) est suffisante. Dbut DETERGENT : Additif ajout dans les huiles moteurs et habituellement combin des dispersants. Un additif dtergent neutralise chimiquement les contaminants acides dans lhuile avant quils ne deviennent insolubles et ne se dposent pour former des boues. Les dtergents crent ainsi des composs neutres ou basiques qui demeurent en suspension dans lhuile. Les dispersants divisent les particules de contamination insolubles dj formes. Ces particules demeurent finement disperses ou en tat de suspension collodale dans lhuile. DIESEL (Rudolf) (Paris, 1858 - au cours d'une traverse de la Manche, 1913), ingnieur allemand; inventeur du moteur qui porte son nom (1897).file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/lexique.htm (2 sur 6)20/02/2009 18:11:13

Lexique

D.I.N. : Deutsches Institut fr Normung. Equivalent de l' AFNOR en Allemagne. DISJONCTEUR : Dispositif dont l'ouverture se produit si la pression (en hydraulique) dpasse une certaine valeur (ou l'intensit en lectricit). DISPERSANT : voir DETERGENT. Dbut ECLAIR (Point d') : Temprature minimale laquelle il faut porter un produit ptrolier ou un autre fluide combustible pour que les vapeurs mises sallument spontanment en prsence dune flamme. ECOULEMENT (point d') : Utilis pour indiquer la fluidit basse temprature, il se situe 3C au-dessus de la temprature laquelle une huile peut encore couler librement. ENGLER : Unit de viscosit cinmatique (degr Engler). La viscosit en E s'indique le plus souvent 50C. Le E est le rapport des temps d'coulement de 200 cm3 de l'huile en question et de 200 cm3 d'eau (appareil Engler). E.P. : Extrme Pression : qualit d'une huile tenue renforce du film d'huile. Qualit souvent ncessaire dans les transmissions par engrenages. EULER (Leonhard) : (Ble, 1707 - Saint-Ptersbourg, 1783), mathmaticien suisse. Savant universel, il publia de nombreux mmoires sur le calcul diffrentiel, l'astronomie, la navigation, la mcanique et la physique. Dbut FEU (point de) : voir "Point d'clair". FLAMBAGE : ou flambement, dformation brutale, gnralement suivie de rupture, affectant une poutre trop lance soumise de la compression. Ce phnomne ne s'apparente pas la flexion. Dbut GRADE : caractrise la viscosit d'une huile une temprature donne. Attention, le grade n'indique pas forcment la viscosit en "clair". GOUTTE (Point de) : Temprature laquelle une graisse passe de ltat semi-solide ltat liquide dans des conditions dessai. Dbutfile:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/lexique.htm (3 sur 6)20/02/2009 18:11:13

Lexique

HYDRODYNAMIQUE : seule l'nergie cintique (masse et vitesse : terme de Bernoulli) caractrise l'nergie transporte par le fluide.

.v2/2.Qv de la formule

HYDROSTATIQUE : seule la pression et le dbit caractrisent l'nergie transporte par le fluide. L'nergie cintique est alors ngligeable. HYPOCYCLODAL : mouvement d'un cercle roulant sans glisser l'intrieur d'un cercle fixe. HYSTERESIS : Retard dans l'volution d'un phnomne physique ou chimique. Dbut I.S.O. : International Standard Organisation. Organisme qui qui tablit les normes internationnales reconnues, relatives aux aux produits, mthodes d'essai, grandeurs physiques... (http://www.iso.org/ iso/fr/) Dbut JAMA : Association des constructeurs automobiles japonais (Japanese Automobile Manufacturers Association). Dbut LIMITE (Lubrification...) : Rgime de lubrification caractris par un contact partiel entre les deux surfaces de mtal. LOAD-SENSING : Anglicisme qui veut dire "mesure de charge", montage utilis pour l'autorgulation des pompes. Dbut MONOGRADE : huile pour laquelle un seul grade est indiqu. Huiles utilises au voisinage d'une seule temprature. Huiles bas indice de viscosit (voisin de 100). MULTIGRADES : huile pour laquelle deux (ou plus) grades sont indiqus. Huiles utilises plusieurs tempratures. Leur indice de viscosit est suprieur ceux des huiles monogrades (>=140). MVMA : Associations des constructeurs automobiles amricains. Dbut N.A.S.: norme allemande.file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/lexique.htm (4 sur 6)20/02/2009 18:11:13

Lexique

NEWTON (sir Isaac) (Woolsthorpe Manor, Grantham, 1642 - Kensington, 1727), mathmaticien, physicien et astronome anglais. A tabli, entre autre, les lois sur la gravitation universelle. NEWTONIEN : se dit d'un fluide pour lequel les effets de viscosit sont proportionnels (linarit) aux diffrents paramtres (viscosit, surfaces mouilles, vitesse ou dbit ...). La plupart des huiles sont considres comme des fluides newtoniens. NOMOGRAMME : ensemble de courbes permettant d'obtenir graphiquement un rsultat par simple lecture. Synonyme : abaque. Dbut ONGC : Office des Normes Gnrales du Canada. Dbut POISE : Unit de viscosit dynamique dans le systme CGS (vaut 100 Poiseuille) POISEUILLE (Jean-Louis Marie) (Paris, 1799 - 1869), mdecin et physicien franais; connu pour ses tudes sur la viscosit. Dbut REYNOLDS (Osborne) (Belfast, 1842 - Watchet, 1912), ingnieur anglais; connu pour ses travaux sur la mcanique des fluides. RHEOMETRE : Viscosimtre permettant de dterminer la viscosit dynamique de tous fluides (newtonien ou non). Dbut S.A.E. : Society of Automotive Engineers. Norme ou classification donnant les grades chaud et/ou froid d'une huile moteur. Dsigne galement d'autres normes (contrles d'huiles ...). STLE : Society of Tribologists and Lubrication Engineers : Association amricaine traitant de l'usure, la lubrification, du frottement... (anciennement : ASLE). STICK-SLIP : "proprit anti stick-slip" : proprit d'une huile dans une glissire ne pas dcrocher de son support et conserver un coefficient de frottement constant. STOKES (Sir George Gabriel) (Bornat Skreen, 1819 - Cambridge, 1903), physicien anglais; connu pour ses tudes sur la fluorescence et la viscosit.file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/lexique.htm (5 sur 6)20/02/2009 18:11:13

Lexique

Dbut TIMKEN (charge limite...) : Mesure des proprits extrme-pression d'un lubrifiant. Lubrifi par le produit l'tude, un rouleau d'acier standard tourne sur un bloc. La charge limite Timken correspond la charge maximale pouvant tre porte sans qu'il se produise de rayage. T.O.R. ou TOR : Acronyme pour "Tout Ou Rien". Un appareil TOR ne possde qu'un nombre fini d'tats (contrairement un appareil commande proportionnelle). Dbut

Dbut de page

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Indice de viscosit

L'indice (ou index) de viscositPage prcdente

L'indice de viscosit d'une huile caractrise sa qualit avoir une viscosit plus ou moins stable en fonction de la temprature.Plus l'indice de viscosit est lev, moins la viscosit de l'huile varie avec la temprature. L'indice de viscosit (IV ou VI) est un chiffre empirique indiquant la variation de viscosit d'une huile l'intrieur d'une marge de temprature donne. Il est dtermin en mesurant la viscosit cinmatique de l'huile 40C et 100C et en appliquant les tableaux ou les formules de la norme D2270 de l'ASTM. La notion de Viscosity Index (V.I.) a t introduite en 1935 par Dean et Davis pour permettre de juger rapidement la courbe de viscosit d'une huile et sa tenue froid et chaud. On considre deux gammes d'huiles, l'une paraffinique faible variation de viscosit, laquelle on affecte l'indice 100, l'autre asphaltique forte variation, avec par dfinition l'indice 0. Ces deux gammes correspondaient l'poque aux produits caractristiques extrmes parmi les distillats ptroliers connus et provenaient respectivement de Pennsylvanie et du Texas. Soit une huile tudier dont la viscosit est U 40 C et V 100 C. Dans chaque srie de rfrence il existe une huile de viscosit V 100 C. Celle d'indice 100 a une viscosit L 40 C et celle d'indice 0 une viscosit H cette temprature. L'index de viscosit est donn par : VI = 100. (H-U)/(H-L) Les progrs du raffinage, ainsi que l'invention de lubrifiants synthtiques et d'additifs stabilisateurs de viscosit, ont permis d'obtenir des lubrifiants de viscosit plus stable que la meilleure huile de ptrole connue, atteignant des index de 130, 150, voire 200. On emploie alors une autre formule qui fait intervenir des coefficients de correction tenant compte de la viscosit. L'A.S.T.M. a publi des tables permettant la lecture directe de l'index de 100 200 lorsque l'on connat les viscosits 40 C et 100 C. Il existe galement un abaque permettant, par un simple rappel de droites, de dterminer l'index de viscosit largi (VIE) de 100 300, toujours en partant des mmes viscosits 40 C et 100 C.

L'ISO 2909:2002 dcrit deux modes de calcul de l'indice de viscosit (VI) des produits ptroliers et des produits connexes, tels que les huiles lubrifiantes, partir de leurs viscosits cinmatiques 40 C et 100 C. Le mode A (ASTM D567) est applicable aux produits ptroliers dont l'indice de viscosit est infrieur ou gal 100. Le mode B (ASTM D2270) est applicable aux produits ptroliers dont l'indice de viscosit est gal oufile:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/ind_visc.html (1 sur 3)20/02/2009 18:11:46

Indice de viscosit

suprieur 100

Ci-dessous, gammes de cet indice pour quelques huiles de base. Catgories d'huiles huiles minrales naphtno-aromatiques huiles minrales naphtno-parrafiniques huiles minrales parrafiniques huiles minrals issues d'un raffinage l'hydrogne PAO et PIO (polyalphaolfines et polyinternalolefins) PAG (polyalkylnes glycols) diesters esters de nopolyols silicones (polymthylsiloxanes) VI 0 50-60 90-110 100-150 120-170 130-250 120-180 100-180 80-400

GRADES SAE : huiles multigrades : L'indice de viscosit est d'autant plus important que l'cart entre les deux grades est lev : Type Monograde Monograde Monograde Monograde Monograde Multigrade Multigrade Multigrade Multigrade Multigrade Multigrade Grade(s) 20 30 40 50 10W 15W30 20W50 15W40 10W30 10W40 5W30 Indice de viscosit 100 100 100 100 100 130 130 135 140 155 160

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Indice de viscosit

Multigrade Multigrade Multigrade Multigrade Multigrade

15W50 0W30 5W40 10W50 5W50Page prcdente

160 170 170 170 185

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GRAISSESPage prcdente

Gnralits / Dfinition / Services / Compatibilit / Proprits / Graissage

GnralitsOn peut dfinir la graisse comme tant un produit solide ou semi-solide rsultant de la dispersion d'un agent paississant dans un lubrifiant liquide. On peut ajouter ce produit des additifs qui lui confreront des proprits particulires. Les principaux facteurs agissant sur les proprits et les caractristiques d'une graisse sont:q q q

Le type et la quantit de l'agent paississant La viscosit et les caractristiques physiques de l'huile Les additifs

Une graisse doit:q q q q q q q q

Rduire le frottement et l'usure Protger contre la corrosion Assurer l'tanchit des paliers pour empcher la pntration d'eau et de contaminants Rsister aux fuites, l'gouttement et au rejet Rsister aux changements de structure ou de consistance en cours de service Demeurer mobile dans les conditions o elle est applique Etre compatible avec les joints d'tanchit Tolrer ou repousser 1' humidit

Graisse ordinaire Agent paississant Huile / lubrifiant Additifs 5 20% 75 95% 0 15%

Graisse complexe Il s'agit d'une graisse similaire la graisse ordinaire, sauf que l'agent paississant est constitu de deux acides gras diffrents, dont l'un est l'agent complexant. Cela confre au produit final de bonnes proprits de rsistance aux hautes tempratures. Huile de graissage Comme le pourcentage d'huile en poids est trs lev dans une graisse (de 75 % 95 %), il faut une huile de haute qualit et d'un grade de viscosit propre l'utilisation prvue. Une huile de faible viscosit convient gnralement aux tempratures basses, aux charges faibles et aux vitesses leves, tandis qu'une huile plus visqueuse convient gnralement aux tempratures leves, aux charges lourdes et aux vitesses faibles.file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/graiss1.htm (1 sur 5)20/02/2009 18:12:18

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Additifs Les additifs qui entrent le plus souvent dans la composition des graisses sont: Antioxydant Prolonge la dure de service d'une graisse Protge les surfaces contre les rayures - Garantit l'accrochage du film de graisse Protge les surface contre la corrosion Evite le contact mtal/mtal, rduit l'abrasion

Extrme-pression

Anticorrosion Anti usure

Dfinition des graissesConsistance et degr de duret de la graisse peuvent varier considrablement selon la temprature. Voici les neuf grades de graisses selon la classification du National Lubricating Grease Institute (NLGI): Grade NLGI 000 00 0 1 2 3 4 5 6 Pntration 25C (1/10 mm) 445 - 475 400 - 430 355 - 385 310 - 340 265 - 295 220 - 250 175 - 205 130 - 160 85 - 115 Aspect / Dnom. trs fluide fluide semi-fluide trs molle molle moyenne dure trs dure extra dure

Les grades 2 et 3 correspondent l'utisation courante (paliers, articulations, roulements ...). Stabilit au cisaillement - capacit d'une graisse rsister des changements de consistance sous l'effet du travail mcanique. des taux levs de cisaillernent la consistance d'une graisse tend changer (gnralement, elle se ramollit). Sparation de l'huile - pourcentage d'huile qui se dissocie de la graisse en rgime statique (p. ex. stockage). Cette caractristique ne sert pas prvoir la tendance de l'huile se sparer en service (rgime dynamique). Stabilit haute temprature - capacit d'une graisse conserver sa consistance, sa structure et sesfile:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/graiss1.htm (2 sur 5)20/02/2009 18:12:18

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caractristiques de rendement des tempratures suprieures 125 C.

Classification de service des graissesLes cinq catgories ci-dessous relatives aux graisses pour service automobile ont t labores par le NLGI. Cette classification (ASTM D 4950) couvre les graisses conues pour la lubrification des composantes du chssis de mme que des roulements de roues des voitures de tourisme, des camions et des autres types de vhicules. Le NLGI classifie les graisses pour service automobile en deux principaux groupes. Les graisses pour chssis sont dsignes par le prfixe L et les graisses pour roulements de roues sont dsignss par le prfixe G. Le tableau qui suit dcrit les cinq catogories. Catgorie NLGI Service NLGI Intervalles de graissage frquents (< 3 200 km) service lger (application non critique) Caractristiques Resistance l'oxydation, stabilit au cisaillement et protection contre la corrosion et l'usure Rsistance l'oxydation, stabilit au cisaillement et protection contre la corrosion et l'usure mme dans des conditions de charge leves et en prsence de contaminants aqueux. Plage de temprature de -40 C 120 C

LA

LB

Intervalles de graissage prolongs (> 3 200 km). Service de lger rigoureux (charges leves, vibrations, exposition l'eau)

GA

Intervalles de graissage frquents. Service lger (applications non critiques)

Plage de temprature de -20 C 70 C

GB

Service de lger moyennement rigoureux (voitures et camions en service urbain et autoroutier)

Rsistance l'oxydation et l'vaporation stabilit au cisaillement et protection contre la corrosion et l'usure. P-lage de tempr~ures de 40 C 120 C avec pointes occasionnelles jusqu' 160 C

GC

Rsistance l'oxydation et l'vaporation, Service de lger rigoureux stabilit au cisaillement et protection contre la (vhicules effectuant des arrts corrosion et l'usure. Plage de tempratures de frquents, remorquage de roulottes, 40 C 120 C avec pointes frquentes jusqu' conduite en terrain montagneux ...) 100C et pointes occasionnelles jusqu' 200C

Compatibilit entre les graissesIl faut quelquefois substituer une graisse une autre pour corriger un problme provoqu par un produitfile:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/graiss1.htm (3 sur 5)20/02/2009 18:12:18

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dj en service. Dans ce cas, si les agents paississants sont incompatibles, les proprits du mlange seront infrieures celles de chacun de ses constituants. Il est fortement conseill de purger l'ancienne graisse du systme avant d'en appliquer une autre. Cependant, la compatibilit entre les graisses dpend de la temprature. A mesure que les tempratures sont plus leves, les problmes de compatibilit augmentent. Le tableau qui suit indique la compatibilit entre les principales graisses ( titre purement indicatif, cela dpend souvent des marques fabricantes). Le nombre indique la temprature (en C) partir de laquelle des problmes d'incompatibilit peuvent apparatre. Savon Savon Savon complexe complexe Lithium complexe complexe Silice Argile de baryum d'aluminium polyure lithium Lithium Polyure Lithium (complexe) Baryum (complexe) Silice Argile Sulfonate de calcium (complexe) 140 130 150 165 115 50 95 145 170 153 NON NON 120 155 170 80 NON NON 160 NON 180 120 170 170 140 75 NON 90

Proprits des graissesLe tableau suivant vous permettra de slectionner une graisse en fonction de son emploi et des exigences requises. Graisses ordinaires Type Point de goutte C Temp. max C Graisses complexes Synthtiques

Calcium Lithium Sodium Aluminium Calcium Barium Lithium Polyure Bentone

80-100 175-205 170-200

260+

260+

200+

260+

250+

aucun

65

125

125

150

150

150

160

150

150

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Caract. haute temp. Caract. basse temp.

trs faibles

bonne

bonne

excel.

excel.

bonne

excel.

excel.

excel.

moyenne bonne

faible

bonne

moyenne

faible

bonne

bonne

bonne

Stabilit mcanique moyenne bonne moyenne Rsistance l'eau Stab. l'oxydation Texture

excel.

bonne

moyenne excel.

bonne

moyenne

excel.

bonne

faible

excel.

excel.

excel.

excel.

excel.

moyenne

faible

bonne

bonne fib. ou liss.

excel.

excel.

faible

bonne

excel.

bonne

lisse

lisse

lisse

lisse

fibreuse

lisse

lisse

lisse

Mthodes d'application des graissesLe graissage excessif est la cause la plus frquente de la dfaillance des paliers. Le surplus de graisse accrot le frottement interne, ce qui peut porter la temprature du palier au-del du point de goutte de la graisse. Cela occasionne une sparation de l'huile et la graisse finit par perdre ses proprits lubrifiantes. Lorsqu'on graisse un palier ordinaire fendu, il faut s'assurer que la cavit de graissage n'est remplie qu'au tiers. La frquence de graissage dpend des facteurs suivants: Svrit du service Environnement . tat des joints d'tanchit Charges de choc ... La diversit des systmes mcaniques est telle, qu'il faudra analyser chaque cas...

Gnralits / Dfinition / Services / Compatibilit / Proprits / Graissage / Dbut de page

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Les huiles minrales

HUILES DE BASEPage prcdente

Les huiles de base minrales ont pour origine essentiellement le raffinage du ptrole. On distingue trois grandes tendances caractres spcifiques particuliers: Les paraffiniques:q q q q q

De couleur plutt verte Masse volumique < 0,9 kg/dm3 Indice de viscosit proche de 100 Point d'aniline proche de 100 C point d'coulement de l'ordre de -10 C Elles sont principalement utilises pour les huiles de graissage, de transmission hydraulique...

Les naphtniques:q q q q q

De couleur plutt bleue Masse volumique > 0,9 kg/dm3 Indice de viscosit de 40 60 Point d'aniline proche de 70 C point d'coulement de l'ordre de -30 C Elles sont principalement utilises pour les huiles isolantes ou dans les compresseurs frigorifiques...

Les aromatiques: Trs instables, on ne peut les utiliser comme lubrifiants. Utilises comme solvants ou dans la fabrication des caoutchoucs, encres d'imprimerie...

Classification API des huiles de base

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Les huiles minrales

Groupe I Groupe II Groupe III

Huiles d'indice de viscosit compris entre 80 et 120 ayant une teneur en soufre suprieure 300 ppm Huiles se distinguant du Groupe I par la teneur en soufre infrieure 300 ppm Huiles dont l'indice de viscosit est suprieure 120 et la teneur en soufre infrieure 300 ppm

Groupe IV Constitu de poly-alpha olfines Groupe V Constitu de Polyesters

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Transmissions de puissance hydrostatiques

C - TRANSMISSIONS DE PUISSANCE HYDROSTATIQUESGnralits / Qualits d'une T.P. / Pertes / Circuits ouverts-ferms / Rgles schmas

I - Gnralits :Une transmission de puissance consiste vhiculer de l'nergie d'une source primaire un rcepteur, en changeant ventuellement sa "forme" (lectrique, mcanique, hydraulique...) et ses caractristiques (couple, vitesse, intensit...). Dans les transmissions hydrostatiques, l'nergie primaire est mcanique (produite par un moteur lectrique, thermique ...) et l'nergie fournie au rcepteur est galement mcanique. Cette nergie est transporte sous la forme dbit x pression, ce qui explique la grande facilit de contrle et de rgulation que l'on a dans ces transmissions (voir ci-dessous).

Il va de soi que chaque transformation provoque une perte nergtique qui diminue le rendement global de la transmission de puissance. Dbut

II - Qualits d'une transmission de puissance :Les qualits d'une transmission de puissance en gnral peuvent tre les suivantes : Fondamentales :q

q

plage d'utilisation leve : c'est--dire la possibilit d'avoir des variations de vitesse et de couple dans des proportions importantes. avoir un rendement lev sur cette plage : le rendement global d'une transmission est gal au rapport de la puissance utilisable (rcepteur) sur la puissance primaire consomme (moteur).

Technologiques :q

faible encombrement

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Transmissions de puissance hydrostatiquesq q q q

fort rapport puissance/masse faible inertie pas de rupture de couple (couple maintenu vitesse nulle) rversibilit (l'nergie peut circuler dans l'autre sens "frein moteur")

De maintenabilit :q q

fiabilit maintenabilit

conomiques :q q

rapport cot/puissance initial faible (en /kW install) cot de fonctionnement rduit Dbut

Les transmissions de puissances hydrauliques sont particulirement performantes dans les domaines suivants:q q q q

rapport poids / puissance trs faible (d'o utilisation sur engins mobiles) grande souplesse en contrle - rgulation, donc plages d'utilisation leves facilit de ralisation de certaines fonctions de commande fiabilit et dure de vie importantes

En revanche, elles peuvent prsenter certains dsavantages dont les suivants :q q q

investissement parfois lev demandent une maintenance soigne (protection, filtration, surveillance ...) et surtout : rendement mdiocre Dbut

III - Pertes dans les circuits hydrauliques hydrostatiques :Les pertes nergtiques (affectant le rendement) ont plusieurs causes. Ces pertes doivent bien sr tre limites si le but de l'installation est la transmission de puissance. En revanche, si le but est le mouvement de charges importantes, alors le seul ct proccupant sera la production de chaleur dans le circuit. Les diffrentes causes sont nonces ci-aprs avec un ordre de grandeur de la perte nergtique en %.file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/transp.htm (2 sur 6)20/02/2009 18:14:37


q q

q

q

q

Pertes mcaniques : Il s'agit des frottements entre les diffrentes pices (1 2 %). Pertes hydrodynamiques (pertes de charge) : Dues aux coulements dans les diffrents organes et conduites (1 5 %). Pertes par compressibilit : Dues la compressibilit de l'huile, affectent essentiellement les pompes et moteurs. (2,5 10 %). La compressibilit du fluide provient des caractristiques intrinsques de l'huile et des gaz dissous (ou en mulsion). Pertes de gavage : Dans un circuit ferm (voir chapitre suivant), la pompe de gavage consomme bien sr de l'nergie (1 2,5 %). Pertes volumtriques : Dues aux fuites internes, affectent le rendement volumtrique (2 10 %). La valeur de ces pertes dpend bien sr de la qualit du matriel et de son domaine d'application. Ces pertes dpendent galement de la viscosit de l'huile employe et de l' ge du matriel. Dbut

IV - Types de circuits (ouverts ou ferms):Ce chapitre est destin fixer le vocabulaire ncessaire mais ne dveloppera pas les dtails particuliers des circuits ferms. Circuits ouverts / Circuits ferms

1) Circuits ouverts :Le fluide hydraulique circule en repassant systmatiquement par la bche, pression atmosphrique.



Ces circuits sont les plus simples concevoir mais prsentent un inconvnient: en effet, la pompe aspirant la pression atmosphrique ( 1 bar de pression absolue), celle-ci ne peut crer qu'une perte de charge minime (de l'ordre de -0,2 bar maxi) dans la conduite d'aspiration la reliant la bche. En consquence, pour un dbit donn, la taille de la pompe devra tre relativement importante cause de ses tubulures d'aspiration (externes et internes). Si la perte de charge l'aspiration venait augmenter, alors une cavitation (voir lexique) se produirait, dtriorant la pompe rapidement. (Ecouter bruits de cavitation). Dbut

2) Circuits ferms :Pour remdier au dfaut prcdent il suffit de faire aspirer la pompe directement une pression beaucoup plus importante (dite pression de gavage) que celle de l'atmosphre. Pour cela le moteur recrachera directement son huile la pompe la pression de gavage. Les tubulures de la pompe peuvent donc tre de sections plus faibles.

Pour une mme puissance transmise, un circuit ferm sera donc plus compact qu'un circuit ouvert. Malheureusement, les fuites internes au circuit doivent tre combles en permanence par une pompe annexe, dite de gavage. Les fuites internes pouvant varier de faon importante ( chaud, froid, matriel neuf ou usag ...), cette pompe de gavage doit tre largement surdimensionne et ncessite par consquent un trop plein. D'autre part, le volume d'huile dans le circuit ferm tant constant, les vrins simple tige en sont proscrits. On comprend alors qu'un circuit ferm, bien que plus performant en rapport poids/puissance, est beaucoup plus dlicat concevoir qu'un circuit ouvert (voir galement chapitre E-X). Dbut



V - Rgles d'excution des schmas :Les symboles pour composants des transmissions hydrauliques doivent tre composs des symboles de base et des signes de fonctions contenus dans les normes NF ISO 1219-1, NF E 04-056 et NF E 04057. Il sera bon de considrer galement que les symboles utiliss dans l'industrie peuvent prsenter des diffrences parfois importantes. Cependant il y a toujours une logique dans la reprsentation des fonctions hydrauliques, on pourra donc toujours se ramener un symbole normalis. La comprhension des fonctions en hydraulique est donc prpondrante sur la reprsentation. Symboles normaliss Quelques rgles gnrales:q

q q

q q

q

q

q

Un symbole reprsente une fonction, un mode de fonctionnement, ou un mode de raccordement extrieur. Un symbole ne vise pas une reprsentation exacte d'un organe. L'laboration de symboles reprsentant des fonctions plus complexes doit se faire par combinaison des symboles de base et des signes de fonctions conformment aux rgles donnes par l' ISO 1219. Le symbole doit reprsenter la fonction normale, en position de repos ou neutre. Les symboles indiquent la prsence de raccordements extrieurs, mais il n'est pas ncessaire de reprsenter leur emplacement exact sur l'appareil. Les lettres ventuellement reprsentes sont purement des marques et ne dcrivent pas les paramtres ou les valeurs des paramtres. Les symboles fonctionnels peuvent tre reprsents suivant n'importe quelle orientation sans que leur sens en soit affect. Il est prfrable de choisir des incrments de 90. Lorsqu'un seul bloc ou une seule unit de montage runit deux symboles ou plus, ces symboles doivent tre entours d'un trait mixte fin dsignant un sous-ensemble. Dbut

Certains repres dsignent les orifices sur les appareils et facilitent le travail .Il maintenant normaliss et sont utiliss par la plupart des fabricants : P : orifice de raccordement de l'alimentation en pression. T : orifice de raccordement du retour la bche. A, B : orifices de raccordement des utilisations (vers les actionneurs). X, Y : orifices de raccordement des pilotages (alimentation, retour).file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/transp.htm (5 sur 6)20/02/2009 18:14:37


L : orifices de raccordement des drains. Une dsignation / reprage codifie est disponible dans la norme ISO 1219-2 (voir codification).

Dbut de page


Sommaire des composants hydrauliques

POMPES ET MOTEURS CONTRLE / RGULATION DE LA PRESSION OBTURATEURS(clapets, distributeurs ...)

VRINS CONTRLE / RGULATION DU DBIT DIVERS(filtres, changeurs, bche & groupes, manomtres, embases ...)

file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/ind_comp.htm20/02/2009 18:15:23

Pompes et moteurs hydrauliques

D - COMPOSANTS HYDRAULIQUES - POMPES ET MOTEURS (sauf vrins)Dfinitions / Units pistons axiaux / Units pistons radiaux / Units engrenages / Units palettes / Units autorgules

I - Pompes et moteursOn ne parlera pas dans ce chapitre des vrins, pourtant considrs comme moteurs linaires, ils seront dvelopps dans le chapitre suivant D-II.

1) Dfinitions et grandeurs remarquables:Ce sont des appareils qui convertissent l'nergie hydraulique en nergie mcanique (moteurs) ou inversement (pompe).

Les grandeurs qui les caractrisent sont : - La cylindre :C'est la quantit d'huile engendre (aspire ou refoule) pendant un cycle. Elle s'exprime en volume/cycle comme par exemple : cm3/tr (moteur et pompes). On distingue deux sortes de cylindres: - La cylindre gomtrique (ou thorique) qui est calcule sur plan partir des dimensions et formes du composant. Cette cylindre ne tient pas compte des fuites internes, c'est celle qu'aurait le composant s'il tait parfait. - La cylindre relle qui tient compte des fuites internes. Ces fuites dpendent de nombreux paramtres : viscosit de l'huile, pression d'utilisation, vitesse d'utilisation, ge du composant ... La cylindre relle est donc variable et fonction de ces paramtres. Ces cylindres sont dtermines par les constructeurs (essais) et sont indiques dans les catalogues en fonction des diffrents paramtres. Le rendement volumtrique rv caractrise les fuites internes de ces composants et dpend videmment des mmes paramtres que la cylindre relle. Le rendement mcanique rm caractrise les pertes par frottements et les pertes de charge internes. Le rendement global rg ou r , lui, caractrise le rapport entre la puissance entrant dans le composant et celle en ressortant (dfinition de tout rendement nergtique). Ce rendement ne peut tre dtermin que par des essais et il est indiqu par les constructeurs sous forme de tableaux ou de courbes.

rg = rv x rmDbut

On tablit la relation entre les deux cylindres et le rendement volumtrique:

file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/comp_pm.htm (1 sur 10)20/02/2009 18:16:08


Pour une pompe: Cyl.relle = Cyl.gomtrique x rv ( En effet, la pompe relle fournit moins d'huile par tour que la pompe parfaite)

Pour un moteur: Cyl.relle = Cyl.gomtrique / rv ( En effet, le moteur rel absorbe plus d'huile par tour que le moteur parfait)

Le dbit volumique Qv fourni (pompe) ou absorb (moteur) : Qv = N x Cyl.relleN tant la frquence de rotation de l'arbre. L'unit de Qv sera en [unit de volume de la Cyl.] / [unit temps de N] Dbut

- Le couple ncessaire l'entranement de l'arbre :Si le rendement d'une pompe (ou d'un moteur) tait de 1, alors les puissances d'entre et de sortie seraient identiques, c'est dire que: p.Qv = C.(vitesse de rotation) en remplaant Qv par son expression prcdente on arrive :

On considre galement que les pertes volumtriques (fuites) n'ont pas d'effet sur le couple, en effet seules la pression et les surfaces actives (pistons, engrenages, palettes ...) entrent en compte dans la dtermination gomtrique du couple. Seuls influent les frottements (paliers, joints ...) et les pertes de charges internes. Or on peut considrer, bas rgime, que ces pertes sont faibles devant les pertes volumtriques, en consquence on admet la formule suivante comme acceptable:

Si les pertes mcaniques et pertes de charge ne sont pas ngligeables, il faut multiplier le couple par le rendement mcanique rm. Si des moteurs sont raccords en srie ou s'il y a un freinage l'chappement, alors il faut prendre en compte, dans la formule prcdente, la diffrence de pression aux orifices de chaque moteur (padmission - pchappement).

file:///D|/Hydraulique industrielle/hydrauli/comp_pm.htm (2 sur 10)20/02/2009 18:16:08


Pour tenir compte des pertes de charge et des pertes mcaniques (donc de hm), il peut tre ncessaire

Documents

25239527-hydraulique-industrielle.pdf