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Selección de un aceite adecuado

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing specificationBearing executionSealing, mounting and dismounting

Criterios de selección del aceite

Cuando se selecciona un aceite lubricante, los parámetros más importantes son la viscosidad y el índice de viscosidad, la estabilidad térmica (que influye en la elección del tipo de aceite) y el paquete de aditivos (EP/AW y protección contra la corrosión) que se adapta a las condiciones de funcionamiento de la aplicación.
Viscosidad e índice de viscosidad
La viscosidad necesaria está dada principalmente por la condición de lubricación k, a la temperatura esperada de funcionamiento, evaluada como se describe en Condición de lubricación: la relación de viscosidad, κ. El índice de viscosidad (viscosity index, VI) es la medida de cómo cambia la viscosidad del aceite con la temperatura. El VI forma parte del proceso de selección, en particular para aplicaciones que funcionan en un rango amplio de temperaturas. Se recomienda utilizar aceites con un VI de, al menos, 95.

TIpo de aceite
Existen dos categorías amplias de tipos de aceite, minerales y sintéticos, con los siguientes tipos de aceites sintéticos disponibles:
  • polialfaolefinas (PAO)
  • ésteres
  • poliglicoles (PAG)
La elección del tipo de aceite está determinada principalmente por el rango de temperaturas en que se espera que funcione la aplicación.
  • Por lo general, se prefieren los aceites minerales como el lubricante para rodamientos.
  • Se debe considerar el uso de aceites sintéticos para temperaturas de funcionamiento superiores a 90 °C (195 °F), debido a su mayor resistencia térmica y a la oxidación, o inferiores a -40 °C (-40 °F), debido a sus mejores propiedades a bajas temperaturas.
El punto de fluidez de un aceite se define como la temperatura más baja a la que fluye un lubricante, pero no debe utilizarse como un límite funcional al seleccionar el tipo de aceite. Si la temperatura es apenas superior al punto de goteo, la viscosidad sigue siendo muy alta, lo que puede perjudicar el bombeo, el filtrado y otras características.

El espesor de la película hidrodinámica está determinado, en parte, por el índice de viscosidad (VI) y el coeficiente de presión/viscosidad. El coeficiente de presión/viscosidad es similar en la mayoría de los lubricantes con base de aceite mineral, y se pueden utilizar valores genéricos obtenidos de la bibliografía. No obstante, en el caso de los aceites sintéticos, la estructura química del aceite base determina el efecto de los aumentos de presión en la viscosidad. Esto hace que exista una variación considerable en los coeficientes de presión/viscosidad para los distintos tipos de aceites base sintéticos.

Debido a las diferencias en el índice de viscosidad y en el coeficiente de presión/viscosidad, cuando se usa un aceite sintético, la formación de una película hidrodinámica de lubricante puede ser diferente que cuando se utiliza un aceite mineral con la misma viscosidad.

Con respecto a la condición de lubricación para aceites minerales y sintéticos, el efecto combinado del índice de viscosidad y el coeficiente de presión/viscosidad normalmente se anulan mutuamente.

La tabla 1 resume las propiedades de los distintos tipos de aceite. Para obtener más información sobre aceites sintéticos, comuníquese con el proveedor de lubricantes.

Los aceites, en especial los aceites sintéticos, pueden interactuar con elementos tales como los sellos, la pintura o el agua de una manera diferente que los aceites minerales, por lo que tales efectos, así como la miscibilidad, deben ser investigados.

Aditivos
Los aceites lubricantes normalmente contienen aditivos de diversos tipos. Los más importantes son los antioxidantes, agentes de protección contra la corrosión, aditivos antiespumantes y aditivos EP/AW. En el dominio de condiciones de lubricación definido por k < 1, se recomienda utilizar aditivos EP/AW, pero para temperaturas superiores a 80 °C (175 °F), solo se debe utilizar un lubricante con aditivos EP/AW luego de una evaluación minuciosa.


Intervalo de cambio de aceite

El intervalo de cambio de aceite depende de las condiciones de funcionamiento y del tipo de aceite. Cuando se emplea el método de lubricación con baño de aceite, generalmente, suele bastar con cambiar el aceite una vez al año, siempre que la temperatura de funcionamiento no supere los 50 °C (120 °F). Normalmente, a temperaturas más altas o en condiciones de alta contaminación, el aceite se debe cambiar con más frecuencia.
Cuando se emplea circulación de aceite, el intervalo después del cual es necesario cambiar el aceite queda determinado por una inspección de la calidad del aceite, teniendo en cuenta la oxidación y la presencia de agua y partículas abrasivas. La vida útil del aceite en los sistemas de circulación puede ampliarse mediante la eliminación de las partículas y el agua del aceite.
En la tabla 2, se muestra un resumen de los intervalos de cambio de aceite para diversos sistemas y condiciones.

Información general de los principales métodos de lubricación con aceite

Los métodos de lubricación con aceite son:
  • baño de aceite sin circulación de aceite
  • baño de aceite con autocirculación de aceite por acción de bombeo del rodamiento
  • circulación de aceite con bomba externa
  • método de chorro de aceite
  • método de aceite y aire
La elección del método de lubricación con aceite depende principalmente de:
  • la velocidad de los rodamientos
  • la necesidad de eliminar el calor
  • la necesidad de eliminar contaminantes (partículas sólicas o líquidos)
SKF ofrece una amplia gama de productos para lubricación con aceite que no se incluyen en este documento. Para obtener más información sobre los sistemas de lubricación SKF y productos relacionados → Soluciones de lubricación.
Baño de aceite sin circulación de aceite
El método de lubricación con aceite más sencillo es el baño de aceite. El aceite que recogen los componentes giratorios del rodamiento se distribuye en el interior de este y, luego, regresa al baño de aceite en el soporte. De manera ideal, cuando el rodamiento se detiene, el nivel de aceite debería alcanzar el centro del elemento rodante inferior (fig. 1). Niveles de aceite más altos que los recomendados aumentarán la temperatura del rodamiento debido a la agitación (→ Fricción del rodamiento, pérdida de potencia y par de arranque).
Baño de aceite con autocirculación de aceite
Se fuerza la circulación del aceite de un baño mediante diferentes métodos. Aquí hay algunos ejemplos:
  • El aceite se recupera y se dirige a los rodamientos por medio de drenaje y conductos (fig. 2).
  • Un componente específico (anillo, disco, etc.) recoge el aceite del baño de aceite y lo transporta (fig. 3).
  • El efecto de bombeo de algunos tipos de rodamientos se puede utilizar para hacer circular el aceite. En la fig. 4, el rodamiento axial de rodillos a rótula bombea el aceite que vuelve al rodamiento axial mediante los conductos de conexión ubicados debajo de este.
Todos los diseños de dichos métodos de lubricación deben validarse individualmente mediante pruebas.
Circulación de aceite sin baño
La circulación de aceite mediante una bomba de aceite externa, en lugar de un baño de aceite, se utiliza principalmente cuando es necesario eliminar el calor generado por el rodamiento y/u otras fuentes. La circulación de aceite también es un buen método de lubricación para evacuar sólidos o líquidos contaminantes del rodamiento hacia filtros y/o separadores de aceite/líquido. El diseño y la disposición del drenaje de aceite deben asegurar que no exista ninguna acumulación del nivel de aceite. → Flujo de calor de piezas adyacentes o del proceso

Un sistema básico de circulación de aceite (fig. 5) incluye:
  • bomba de aceite
  • filtro
  • depósito de aceite
  • sistema de refrigeración y/o calentamiento del aceite
Chorro de aceite
El método de lubricación con chorro de aceite (fig. 6) es una extensión de los sistemas de circulación de aceite, y se utiliza para rodamientos que funcionan a velocidades muy altas. El dimensionamiento del flujo de aceite y tamaño del chorro correspondiente se seleccionan para que la velocidad del chorro de aceite alcance, al menos, 15 m/s.

Los inyectores de aceite deben colocarse de modo que el chorro de aceite penetre en el rodamiento entre uno de los aros y la jaula. Para evitar la agitación, que puede causar aumento de la fricción y la temperatura, el diseño y la disposición del drenaje de aceite deben asegurar que no exista ninguna acumulación del nivel de aceite.
Aceite y aire
El método de lubricación con aceite y aire (fig. 7), también denominado método de lubricación por proyección de gotas de aceite, utiliza aire comprimido para transportar cantidades de aceite pequeñas y medidas con precisión en forma de pequeñas gotas a través del interior de las líneas de alimentación hacia una boquilla de inyección que envía el aceite al rodamiento. Este método de lubricación que utiliza una cantidad mínima de aceite permite a los rodamientos funcionar a velocidades muy altas con una temperatura de funcionamiento relativamente baja. El aire comprimido también refrigera el rodamiento y evita el ingreso de polvo o grases agresivos. Para obtener más información, consulte Rodamientos de superprecisión.
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