Condición de lubricación: la relación de viscosidad, κ

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

Cuando un rodamiento ha alcanzado su velocidad y temperatura de funcionamiento normales, la condición de lubricación del rodamiento es:



donde
κ
condición de lubricación del rodamiento, es decir, la relación de viscosidad 
νviscosidad real de funcionamiento del aceite o del aceite base de la grasa [mm2/s]
ν1viscosidad nominal, en función del diámetro medio del rodamiento y la velocidad de giro [mm2/s]

La viscosidad real de funcionamiento, v, del lubricante se puede determinar a partir del grado de viscosidad según ISO del aceite o del aceite base de la grasa y la temperatura de funcionamiento del rodamiento (diagrama 1).
Puede determinar la viscosidad nominal, v1, a partir del diagrama 2, utilizando el diámetro medio del rodamiento dm = 0,5 (d + D) [mm] y la velocidad de giro del rodamiento n [r. p. m.]. Como alternativa, puede utilizar la herramienta SKF para el cálculo de rodamientos SKF Bearing Calculator.
La tabla 1 indica los grados de viscosidad según la norma ISO 3448 y muestra el rango de viscosidad para cada clase a 40 °C (105 °F).
Cuanto mayor sea el valor κ, mejor será la condición de lubricación del rodamiento y su vida nominal esperada. Esto debe evaluarse frente al posible aumento de fricción debido a la mayor viscosidad del aceite. Por ello, la mayoría de las aplicaciones de rodamientos están diseñadas para una condición de lubricación que varía de κ 1 a 4 (diagrama 3). Como alternativa, puede utilizar la SKF Bearing Calculator para calcular la condición de lubricación.
  • κ = 4 indica un régimen para el que la carga del contacto de rodadura es soportada por la película de lubricante, es decir, lubricación de película completa.
  • κ > 4 (es decir, mejor que la lubricación de película completa) no aumentará más la capacidad del rodamiento. Sin embargo, κ > 4 puede ser útil en aplicaciones en las que el aumento de temperatura del rodamiento es pequeño y resulta deseable una mayor confiabilidad de la condición de lubricación. Esto podría aplicarse, por ejemplo, a aplicaciones de rodamientos con frecuentes condiciones de funcionamiento de arranque y parada o con variaciones ocasionales de temperatura.
  • κ < 0,1 indica un régimen para el que la carga del elemento rodante es soportada por el contacto de las asperezas entre el elemento rodante y el camino de rodadura, es decir, lubricación extrema. El uso de la vida nominal a fatiga para condiciones de lubricación inferiores a 0,1 no es apropiado, ya que está más allá de los límites de aplicabilidad del modelo de vida nominal. En los casos en que κ < 0,1, seleccione el tamaño del rodamiento según los criterios de carga estática mediante el factor de seguridad estática, s0 (→ Selección del tamaño basada en la carga estática).

valor k inferior a 1

Para condiciones de lubricación con 0,1 < k < 1, tenga en cuenta lo siguiente:

  • Si el valor k es bajo como consecuencia de la velocidad muy baja, se debe seleccionar el tamaño del rodamiento según el factor de seguridad estática s0, (→ Selección del tamaño basada en la carga estática).
  • Si el valor κ es bajo como consecuencia de la baja viscosidad, se debe contrarrestar esto mediante la selección de un aceite con mayor viscosidad o la mejora de la refrigeración. Con estas condiciones de lubricación, no es apropiado calcular solo la vida nominal básica L10 , porque no tiene en cuenta los efectos perjudiciales de la lubricación inadecuada del rodamiento. En su lugar, para calcular la vida a fatiga del contacto de rodadura del rodamiento, utilice el método de la vida nominal SKF.
En los casos en que κ < 1, se recomienda utilizar aditivos EP/AW. → Aditivos para presión extrema (Extreme Pressure, EP) y antidesgaste (Anti-Wear, AW) (a continuación)

El factor de velocidad ndm se utiliza para describir la condición de velocidad del rodamiento.

  • Si el valor ndm del rodamiento es inferior a 10 000, la aplicación funciona en condiciones de baja velocidad (diagrama 2). Este régimen requiere aceite de alta viscosidad para asegurar que la carga del elemento rodante es soportada por la película de lubricante.
  • Las condiciones de funcionamiento que dan lugar a un valor ndm > 500 000 para valores de dm de hasta 200 mm, y > 400 000 para valores de dm mayores, son típicas de los rodamientos que funcionan a altas velocidades (diagrama 2). A velocidades muy altas, la viscosidad nominal cae a valores muy bajos. Las condiciones de lubricación y los valores κ son generalmente elevados.

Aditivos para presión extrema (EP) y antidesgaste (AW)

Los aditivos EP/AW se utilizan en el lubricante para mejorar la condición de lubricación del rodamiento en situaciones en las que se usan valores κ pequeños, por ejemplo, cuando κ = 0,5. Además, los aditivos EP/AW también se utilizan para prevenir las adherencias entre el camino de rodadura y los rodillos sometidos a cargas ligeras, por ejemplo, cuando rodillos especialmente pesados entran en una zona cargada a una velocidad reducida.
Para temperaturas de funcionamiento inferiores a 80 °C (175 °F), los aditivos EP/AW en el lubricante pueden prolongar la vida útil del rodamiento cuando κ es inferior a 1, el factor para el nivel de contaminación ηc es superior a 0,2 y el factor aSKF resultante es inferior a 3. En esas condiciones, se puede aplicar un valor de κEP= 1, en lugar del κ real, en el cálculo de aSKF para una ventaja máxima de hasta aSKF = 3.
Algunos aditivos EP/AW modernos que contienen azufre-fósforo, que se utilizan más comúnmente hoy en día, pueden reducir la vida útil del rodamiento. Por lo general, SKF recomienda realizar pruebas de reactividad química de los aditivos EP/AW para temperaturas de funcionamiento inferiores a 80 °C (175 °F).
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