Pérdidas de energía por la agitación del aceite en la lubricación con baño de aceite

El modelo SKF para calcular las pérdidas de energía por agitación del aceite en la lubricación con baño de aceite considera la resistencia de los elementos rodantes cuando se mueven a través del aceite e incluye los efectos de la viscosidad del aceite. Este modelo arroja resultados con bastante precisión en las siguientes condiciones:
  • El depósito de aceite es grande. Los efectos del tamaño y la geometría del depósito o la agitación externa del aceite son insignificantes.
  • El eje se encuentra en posición horizontal.
  • El aro interior gira a una velocidad constante. La velocidad no supera la velocidad admisible.
  • La viscosidad del aceite se encuentra dentro de los límites:
    • 500 mm2/s cuando el rodamiento está sumergido hasta la mitad o menos (nivel del aceite H  D/2)
    • 250 mm2/s cuando el rodamiento está sumergido más de la mitad (nivel del aceite H > D/2)
El nivel de aceite H se mide desde el punto de contacto inferior entre el camino de rodadura del aro exterior y el elemento rodante (Fig. 1). La posición del punto de contacto inferior puede calcularse con bastante precisión usando:
  • para rodamientos de rodillos cónicos: diámetro exterior D [mm]
  • para todos los demás rodamientos de rodillos radiales: diámetro medio del aro exterior [mm] = 0,5 (D + D1)
El momento de fricción de las pérdidas de energía por agitación del aceite de los rodamientos de bolas puede calcularse usando

Mdrag Frictional moment of drag losses for ball bearings

El momento de fricción de las pérdidas de energía por agitación del aceite de los rodamientos de rodillos puede calcularse usando

Mdrag Frictional moment of drag losses for roller bearings

Las constantes relacionadas con los elementos rodantes son las siguientes:

Kball Rolling element constant

Kroll Rolling element constant

Las variables y funciones utilizadas en las ecuaciones para calcular el momento de fricción de las pérdidas de energía por agitación del aceite son las siguientes:

Cw Variable for frictional moment of drag loss

lD Variable for frictional moment of drag loss

ft = sin(0,5 t), si 0  t  π

ft = 1, si π < t < 2 π

Rs Variable for frictional moment of drag loss

t Variable for frictional moment of drag loss 

Si H > 1,2 dm, use H = 1,2 dm

fA Variable for frictional moment of drag loss

donde 
Mdrag =momento de fricción de las pérdidas de energía por agitación del aceite [Nmm]
VM =factor de pérdida de energía por agitación del aceite (Diagrama 1)
Dosificadores=ancho del rodamiento [mm]:
  • para rodamientos de rodillos cónicos → ancho T
  • para rodamientos axiales → altura H
dm =

diámetro medio del rodamiento [mm] 

= 0,5 (d + D) 

d=diámetro del agujero del rodamiento [mm]
D=diámetro exterior del rodamiento [mm]
H=nivel de aceite (fig. 1) [mm]
irw=cantidad de hileras de bolas
KZ=constante geométrica relacionada con el tipo de rodamiento (tabla 1)
KL=constante geométrica relacionada con el tipo de rodamiento (tabla 1)
n=velocidad de giro [r. p. m.]
ν
=viscosidad cinemática a temperatura de funcionamiento [mm2/s]

Pérdidas de energía por agitación del aceite en los ejes verticales

Para calcular las pérdidas de energía por agitación del aceite de los ejes verticales, se puede obtener un valor aproximado usando el modelo para rodamientos completamente sumergidos. Se debe multiplicar el valor obtenido para Mdrag por un factor igual al ancho (altura) sumergido con respecto al ancho (la altura) total del rodamiento.
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