Fator ηc para nível de contaminação

Esse fator foi introduzido para considerar o nível de contaminação do lubrificante no cálculo de vida útil do rolamento. A influência da contaminação na fadiga do rolamento depende de vários parâmetros, incluindo o tamanho do rolamento, a espessura relativa do filme lubrificante, o tamanho e a distribuição de partículas contaminantes sólidas e tipos de contaminantes (leve, pesada, etc.). A influência desses parâmetros na vida do rolamento é complexa e muitos dos parâmetros são difíceis de quantificar. Não é, portanto, possível, alocar valores precisos para ηc que tenham validade genérica. No entanto, alguns valores de referência, em conformidade com a norma ISO 281:2007, estão listados na tabela 1.

A classificação de contaminação ISO e a classificação de filtro

O método padrão para classificar o nível de contaminação de um sistema de lubrificação está descrito na norma ISO 4406:1999. Nesse sistema de classificação, o resultado da contagem de partículas sólidas é convertido em um código que utiliza um número de escala (tabela 2 e diagrama 1.
Um método para verificar o nível de contaminação do óleo do rolamento é o método de contagem microscópica. Esse método usa duas faixas de tamanho de partícula: ≥ 5 μm e ≥ 15 μm são usadas. Outro método mais moderno consiste em utilizar um contador óptico automático de partículas, de acordo com a norma ISO 11171:2010. A escala de calibração do método de contagem automática difere da escala do método de contagem microscópica. Ela utiliza três faixas de tamanho de partícula indicadas pelo símbolo (c), por exemplo, ≥ 4 μm(c), ≥ 6 μm(c) e ≥ 14 μm(c). Geralmente, apenas as duas maiores faixas de tamanho de partícula são usadas, uma vez que as partículas maiores têm um impacto mais significativo na fadiga do rolamento.
Exemplos típicos de classificações de nível de contaminação para óleos de lubrificação são: –/15/12 (A) ou 22/18/13 (B), conforme mostrado no diagrama 1.
O exemplo A indica que o óleo contém entre 160 e 320 partículas ≥ 5 µm e entre 20 e 40 partículas ≥ 15 µm por mililitro de óleo. Embora fosse ideal se os óleos lubrificantes fossem continuamente filtrados, a viabilidade de um sistema de filtragem dependeria dos com equipamentos e manutenção e dos custos com paradas de máquina.
A classificação de filtro é uma indicação da eficiência do filtro e é expressa como um fator de redução β. Quanto maior for o valor de β, mais eficaz será o filtro para o tamanho de partícula especificado. A classificação de filtro β é expressa como a relação entre o número de partículas especificadas antes e depois da filtragem. Isso pode ser calculado, usando-se

Filter rating

onde
βx(c)=
classificação de filtro relacionada a um tamanho de partícula especificado x
x=
tamanho da partícula (c) [μm] baseado no método de contagem de partícula automática, calibrado de acordo com a norma ISO 11171:2010
n1=
número de partículas por unidade de volume maior que x, acima no filtro
n2=
número de partículas por unidade de volume maior que x, abaixo no filtro
A classificação de filtro β está relacionada somente a um tamanho de partícula em µm que é mostrado no índice, como β3(c), β6(c), β12(c), etc. Por exemplo, uma classificação completa "β6(c) = 75" significa que somente 1 das 75 partículas, de 6 µm ou superiores, passará pelo filtro.

Determinando ηc quando o nível de contaminação é conhecido

Quando o nível de contaminação é conhecido, através do método de contagem microscópica ou do método de contagem automática de partículas, ambos em conformidade com a norma ISO 4406:1999, ou indiretamente, como resultado da relação de filtração que é aplicada em um sistema de circulação de óleo, essa informação poderá ser utilizada para determinar o fator ηc. O fator ηc não pode ser derivado somente de uma contagem de partículas. Ele depende muito das condições de lubrificação, como κ, e do tamanho do rolamento. Um método simplificado, em conformidade com a norma ISO 281:2007, é apresentado aqui para obter o fator ηc para uma determinada aplicação. No código de contaminação com óleo (ou relação de filtragem da aplicação), o fator de contaminação ηc é obtido, utilizando-se o diâmetro médio do rolamento dm= 0,5 (d + D) [mm] e a relação de viscosidade κ desse rolamento (diagrama 2 e diagrama 3).
O diagrama 2 e o diagrama 3 fornecem valores típicos para o fator ηc para sistemas de lubrificação por óleo circulante com diferentes graus de filtragem de óleo e de códigos de contaminação com óleo. Fatores de contaminação semelhantes podem ser empregados em aplicações nas quais um banho de óleo não mostra praticamente nenhum aumento nas partículas de contaminação presentes no sistema. Por outro lado, se o número de partículas em um banho de óleo continuar a aumentar com o tempo, devido a um desgaste excessivo ou ao ingresso de contaminantes, isso deverá ser refletido na escolha do fator ηc utilizado para o sistema de banho de óleo, conforme indicado em ISO 281:2007.
Para lubrificação com graxa, ηc pode ser determinado de maneira semelhante, usando-se valores ISO para cinco níveis de contaminação, conforme mostrado na tabela 3.

O diagrama 4 e o diagrama 5 fornecem valores típicos para o fator ηc de lubrificação a graxa para limpeza de alto nível e normal (tabela 3).
Para outros graus de contaminação ou no caso mais comum de óleo circulante, banho de óleo e lubrificação com graxa, o fator de contaminação para um arranjo de rolamentos pode ser determinado utilizando-se a equação simplificada

Contamination factor

min (#1 e #2) = use o menor dos dois valores

onde c1 e c2 são constantes que caracterizam a limpeza do óleo de acordo com a norma ISO 4406:1999, ou da graxa, de acordo com as classificações na tabela 3. No caso de filtragem por óleo, o nível correspondente de eficiência da filtragem (de acordo com a norma ISO 16689:2012) (tabela 4) também pode ser aplicado no lugar da caracterização metrológica do status de limpeza do óleo.
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