Le micropiquetage est un mécanisme de fatigue de surface qui affecte les surfaces de contact de roulement et de glissement dans les systèmes d'engrenages industriels fermés fonctionnant sous des cycles de contrainte répétés, une épaisseur de film lubrifiant insuffisante ou des conditions de contact de surface défavorables.
La viscosité de l'huile pour engrenages industriels, les performances de l'additif EP, la capacité de charge, la température de fonctionnement, la géométrie de l'engrenage et la finition de surface influencent tous le risque de micropiquetage dans les entraînements d'engrenages fermés fortement chargés.
Mécanisme de micropiquetage
Le micropiquetage se développe par une contrainte de contact de roulement-glissement répétée agissant sur les aspérités de surface dans des conditions où la séparation du film lubrifiant est insuffisante pour isoler complètement les surfaces en contact.
Les dommages de fatigue de surface qui en résultent apparaissent couramment sous forme de fines détresses de surface grises ou de régions de surface mates sur les flancs des dents chargés.
Conditions de fonctionnement influençant le micropiquetage
Le risque de micropiquetage augmente généralement dans les cas suivants :
- Contrainte de contact élevée
- Fonctionnement à faible vitesse et à forte charge
- Viscosité insuffisante du lubrifiant
- Conditions de contact glissant élevées
- Irrégularités de la rugosité de surface
- Conditions de choc de charge
- Contamination du lubrifiant
Influence de la viscosité du lubrifiant
La viscosité de l'huile pour engrenages industriels influence directement l'épaisseur du film élastohydrodynamique entre les surfaces d'engrenages chargées.
Une viscosité insuffisante peut réduire la séparation du film lubrifiant et augmenter l'interaction localisée des aspérités, accélérant la progression du micropiquetage sous contrainte de contact répétée.
Les huiles pour engrenages industriels à plus haute viscosité peuvent améliorer la séparation des surfaces dans des conditions de fonctionnement fortement chargées et à faible vitesse lorsque la conception de la boîte de vitesses le permet.
Performances des additifs EP
Les huiles pour engrenages EP industrielles intègrent couramment des systèmes d'additifs soufre-phosphore conçus pour améliorer la protection de surface dans des conditions de film mixte et de lubrification limite.
Les huiles pour engrenages industrielles modernes peuvent en outre inclure des caractéristiques de performance développées pour soutenir la résistance au micropiquetage, les performances au stade de charge FZG et la durabilité de surface dans les systèmes d'engrenages industriels fermés fortement chargés.
Finition de surface et géométrie des engrenages
La rugosité de surface des engrenages, la qualité de fabrication, la géométrie des dents et l'alignement de contact influencent considérablement la contrainte de contact localisée et le comportement du film lubrifiant.
Un mauvais alignement, une rugosité de surface excessive ou une répartition inégale de la charge peuvent augmenter la progression de la fatigue de surface.
Influence de la contamination
La contamination particulaire peut augmenter la détresse de surface en introduisant des particules abrasives dans les zones de contact de roulement et de glissement chargées.
La contamination par l'eau, les sous-produits d'oxydation et la dégradation du lubrifiant peuvent en outre influencer les performances du film lubrifiant et la résistance à la fatigue.
Méthodes d'évaluation du micropiquetage
Les huiles pour engrenages industrielles peuvent être évaluées à l'aide de méthodes d'essai de performance au micropiquetage de laboratoire et OEM reconnues, pertinentes pour les systèmes d'engrenages industriels fermés.
Les méthodes d'évaluation peuvent inclure :
- Essais de micropiquetage FZG
- Analyse de la fatigue de surface
- Essais d'homologation des boîtes de vitesses OEM
- Évaluation des performances au stade de charge
Considérations sur la fiabilité
Le contrôle du micropiquetage nécessite généralement une gestion coordonnée des éléments suivants :
- Sélection de la viscosité du lubrifiant
- Performances des additifs EP
- Température de fonctionnement
- Contrôle de la contamination
- Alignement des engrenages
- État du système de lubrification
Les programmes de fiabilité des boîtes de vitesses industrielles intègrent couramment la surveillance de l'état du lubrifiant et les procédures d'analyse d'huile pour identifier les conditions de fonctionnement associées à une progression accélérée de la fatigue de surface.