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Factor ηc para el nivel de contaminación

Este factor ha sido introducido con el fin de tener en cuenta el nivel de contaminación del lubricante a la hora de calcular la vida del rodamiento. La influencia de la contaminación en la fatiga del rodamiento depende de una serie de parámetros entre los que se incluyen el tamaño del rodamiento, el espesor relativo de la película de lubricante, el tamaño y la distribución de las partículas contaminantes sólidas y los tipos de contaminantes (blandos, duros, entre otros). La influencia de estos parámetros en la vida del rodamiento es compleja y muchos de ellos son difíciles de cuantificar. Por lo tanto, no es fácil asignar a ηc valores precisos que puedan tener validez general. Sin embargo, la tabla 1 muestra algunos valores orientativos según la norma ISO 281:2007.

Clasificación ISO de la contaminación y valuación del filtro

El método estándar para clasificar el nivel de contaminación en un sistema de lubricación se describe en la norma ISO 4406:1999. En este sistema de clasificación, el resultado del recuento de partículas sólidas se convierte en un código con una escala numérica (tabla 2 y diagrama 1).
Uno de los métodos para comprobar el nivel de contaminación del aceite del rodamiento es el método de recuento con microscopio. Este método utiliza dos rangos de tamaños de partículas: ≥ 5 μm y ≥ 15 μm. Otro método más moderno es el uso de un contador óptico de partículas automático de acuerdo con la norma ISO 11171:2010. La escala de calibración del método de recuento automático es diferente a la del método de recuento microscópico. Utiliza tres rangos de tamaños de partículas que se indican con el símbolo (c), por ejemplo: ≥ 4 μm(c), ≥ 6 μm(c) y ≥ 14 μm(c). Por lo general, se utilizan solo los dos rangos de tamaños de partículas más grandes, ya que las partículas más grandes tienen un impacto más significativo en la fatiga del rodamiento.
Algunos ejemplos habituales de las clasificaciones del nivel de contaminación de los aceites lubricantes son los siguientes: –/15/12 (A) o 22/18/13 (B), como se muestra en el diagrama 1.
El ejemplo A indica que el aceite contiene entre 160 y 320 partículas ≥ 5 µm y entre 20 y 40 partículas ≥ 15 µm por mililitro de aceite. Aunque lo óptimo sería que los aceites lubricantes fuesen continuamente filtrados, la viabilidad de un sistema de filtrado dependería de los costos de los equipos frente a los costos de mantenimiento y de las paradas.
La valuación del filtro es un indicio de la eficacia del filtro y se expresa como un factor de reducción β. Cuanto más alto sea el valor β, más eficiente será el filtro para el tamaño de partícula específico. La valuación del filtro β se expresa como la relación entre la cantidad de partículas especificadas antes y después del filtrado. Se puede calcular utilizando lo siguiente:

Filter rating

donde
βx(c)=
valuación del filtro relacionada con un tamaño de partícula especificado x
x=
tamaño de partícula (c) [μm] según el método de recuento automático de partículas, calibrado de acuerdo con la norma ISO 11171:2010
n1=
número de partículas por unidad de volumen mayores que x sin pasar por el filtro
n2=
número de partículas por unidad de volumen mayores que x filtradas
La valuación del filtro ß solo se refiere a un tamaño de partícula en µm, que se muestra en el índice, como β3(c), β6(c), β12(c), etc. Por ejemplo, una valuación completa “β6(c) = 75” significa que solo 1 de cada 75 partículas de 6 µm o más pasa por el filtro.

Determinación de ηc cuando se conoce el nivel de contaminación

Una vez que se conoce el nivel de contaminación de aceite, ya sea mediante el método de recuento con microscopio o de recuento automático de partículas (ambos de acuerdo con la norma ISO 4406:1999), o indirectamente como resultado de la relación de filtración aplicada al sistema de circulación de aceite, esta información se puede utilizar para determinar el factor ηc. El factor ηc no puede obtenerse solo a partir de un recuento de partículas. Depende, en gran medida, de las condiciones de lubricación, como κ, y del tamaño del rodamiento. En estas páginas, se presenta un método simplificado para obtener el factor ηc para una aplicación determinada según la norma ISO 281:2007. El factor ηc se obtiene del código de contaminación del aceite (o relación de filtrado de la aplicación) utilizando el diámetro medio del rodamiento dm = 0,5 (d + D) [mm] y la relación de viscosidad κ de este (diagramas 2 y 3).
Los diagramas 2 y 3 ofrecen los valores típicos del factor ηc para los sistemas de lubricación por circulación de aceite con diferentes grados de filtrado de aceite y códigos de contaminación de aceite. En las aplicaciones en las que el baño de aceite no muestra prácticamente ningún aumento en las partículas de contaminación presentes en el sistema, se pueden aplicar factores de contaminación similares. Por otra parte, si la cantidad de partículas en el baño de aceite continúa aumentando con el paso del tiempo, debido a un desgaste excesivo o al ingreso de contaminantes, se debe reflejar en la selección del factor ηc utilizado para el sistema de baño de aceite como se indica en la norma ISO 281:2007.
Para la lubricación con grasa, el factor ηc puede determinarse de un modo similar utilizando los valores ISO correspondientes a cinco niveles de contaminación, como se muestra en la tabla 3.

Los diagramas 4 y 5 ofrecen los valores típicos del factor ηc para la lubricación con grasa en niveles de limpieza altos y normales (tabla 3).
Para otros grados de contaminación o en los casos en que exista circulación de aceite, baño de aceite y lubricación con grasa, se puede determinar el factor de contaminación de una disposición de rodamientos por medio de la ecuación

Contamination factor

min (n.° 1, n.° 2) = utilizar el menor de los dos valores

donde c1 y c2 son constantes que caracterizan la limpieza del aceite de acuerdo con la norma ISO 4406:1999, o bien de la grasa, según las clasificaciones de la tabla 3. En caso de que ocurra una filtración de aceite, el nivel correspondiente de eficiencia de filtración (según la norma ISO 16689:2012) (tabla 4) también puede aplicarse en lugar de la caracterización metrológica del estado de limpieza del aceite.
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