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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, los tipos de contaminante (blando, duro), etc. 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. No obstante, en la tabla se ofrecen algunos valores orientativos.
Si el rodamiento se usa en una aplicación de forma satisfactoria y los cálculos de la vida anterior se basaron en el uso del factor de ajuste antiguo a23, entonces se puede obtener un factor correspondiente (valor implícito) ηc para obtener un valor aSKF equivalente al ajuste a23 como se explica en la sección Un caso especial - el factor de ajuste a23.
Se debe advertir que este sistema probablemente indique sólo un valor aproximado del factor ηc efectivo para el nivel de contaminación de la aplicación. Un segundo método para obtener un valor para el factor ηc que sea representativo para una aplicación consiste en la cuantificación del nivel de contaminación del lubricante como dato para la evaluación del valor para el factor ηc.

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 normativa ISO 4406:1999. En este sistema de clasificación, el resultado del recuento de las partículas sólidas se convierte a un código con una escala numérica, consulte la tabla y el diagrama 1.
Uno de los métodos para comprobar el nivel de contaminación del aceite del rodamiento es el método de recuento con microscopio. Con este método de recuento se utilizan dos numeraciones, relacionadas con el número de partículas ≥ 5 µm y ≥ 15 µm. Otro método hace referencia a los contadores automáticos de partículas, en los que se usan tres numeraciones relacionadas con el número de partículas ≥ 4 µm, ≥ 6 µm y ≥ 14 µm. La clasificación del nivel de contaminación incluye tres numeraciones.
Algunos ejemplos típicos de las clasificaciones del nivel de contaminación para el aceite lubricante son -/15/12 (A) o 22/18/13 (B), tal y como se muestra en el diagrama 2.
El ejemplo A significa 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 ideal sería que los aceites lubricantes fuesen continuamente filtrados, la viabilidad de un sistema de filtrado dependerá de la optimización entre el aumento de los costes y el incremento del rendimiento del rodamiento.
Una valuación del filtro indica la eficacia del mismo. La eficacia del filtro se define como la valuación del filtro o factor de reducción β, que está relacionado con un tamaño determinado de partícula. Cuanto mayor sea el valor de β, más eficaz será el filtro para el tamaño de partícula especificado. Por lo tanto, deben considerarse tanto el valor de β como el tamaño específico de la partícula. La valuación del filtro β es expresada como la relación entre el número de partículas especificadas antes y después del filtrado. Se puede calcular del siguiente modo:

βx = n1/n2

donde

βx=
valuación del filtro relacionada con un tamaño de partícula especificado x
x=
tamaño de las partículas [μm]
n1=
número de partículas por unidad de volumen (100 ml) mayores que x µm sin pasar por el filtro
n2=
número de partículas por unidad de volumen (100 ml) mayores que x filtradas

Nota

El valuación del filtro ß sólo se refiere a un tamaño de partícula en µm, que se muestra como un índice, p.ej. β3, β6, β12, etc. Por ejemplo, una valuación completa "β6 = 75" significa que sólo 1 de cada 75 partículas de 6 µm o más pasará por el filtro.

Determinación de ηc cuando se conoce el nivel de contaminación del aceite

En la lubricación con aceite, una vez que se conoce el nivel de contaminación del mismo, bien mediante el recuento con microscopio o mediante el análisis del recuento automático de partículas descrito en la normativa ISO 4406:1999, o indirectamente como resultado de la relación de filtración aplicada al sistema de circulación de aceite, esta información se puede usar para determinar el factor ηc para el nivel de contaminación. Se debe tener en cuenta que el factor ηc no se puede obtener exclusivamente de la contaminación del aceite. Depende en gran medida de las condiciones de lubricación, es decir, de 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 normativa DIN ISO 281 Addendum 4:2003. 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), en mm, y la relación de viscosidad κ del mismo (diagramas 3 y 4)
Los diagramas 5 y 6 ofrecen los valores típicos del factor ηc para la lubricación por circulación de aceite con diferentes grados de filtrado de aceite y códigos de contaminación del mismo. 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 el número de partículas en el baño de aceite continúa aumentando con el paso del tiempo, debido a un desgaste excesivo o a la introducción de contaminantes, se debe reflejar en la selección del factor ηc usado para el baño de aceite como se indica en la normativa DIN ISO 281 Addendum 4:2003.
También se puede determinar ηc para la lubricación con grasa de un modo similar, aunque la contaminación puede ser difícil de cuantificar y por ello se define de un modo simple y cualitativo.

Los diagramas 7 y 8 ofrecen los valores típicos del factor ηc para la lubricación con grasa en condiciones de funcionamiento de limpieza extrema y normal

Para otros grados de contaminación relacionados con la lubricación por circulación de aceite, con baño de aceite y con grasa, consulte la normativa DIN ISO 281 Addendum 4:2003 o al departamento de ingeniería de aplicaciones de SKF.
El siguiente ejemplo muestra el gran efecto de la contaminación sobre la vida a fatiga. En un entorno altamente contaminado (una caja de engranajes con un número considerable de partículas de desgaste) se probaron varios rodamientos rígidos de bolas 6305 con y sin obturaciones. No se produjo ningún fallo en los rodamientos obturados, y las pruebas se interrumpieron por razones prácticas después de que los rodamientos obturados hubiesen funcionado durante periodos de tiempo como mínimo 30 veces mayores que las vidas experimentales de los rodamientos sin obturar. Las vidas de los rodamientos no obturados supusieron el 0,1 de la vida calculada L10, que se corresponde con un factor ηc = 0 como se indica en la tabla.
Los diagramas 9, 10, 11 y 12 indican la importancia de la limpieza en la lubricación por la rápida reducción en los valores para el factor aSKF al disminuir ηc. El uso de obturaciones integrales es un modo muy eficaz y económico de mantener al mínimo la contaminación en los rodamientos.
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