Cálculo de la temperatura de funcionamiento del rodamiento

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

Si es capaz de calcular un valor para la disipación de calor de un rodamiento, Ws, podrá utilizar la fórmula que aparece en Modelo SKF de fricción del rodamiento para calcular la pérdida de potencia por fricción del rodamiento, Ppérdida, para calcular la temperatura de funcionamiento, Trod, para un rodamiento en equilibrio térmico, en condiciones estables, mediante

Trod = (Ppérdida / Ws) + Tamb

donde
Trodes la temperatura media de funcionamiento calculada del rodamiento [°C]
Ppérdidaes la pérdida de potencia por fricción del rodamiento [W]
Wses la disipación total de calor por grado por encima de la temperatura ambiente [W/°C]
Tambtemperatura ambiente [°C]

Si el valor de la temperatura de funcionamiento calculada del rodamiento es demasiado alta para los requisitos de la aplicación, por ejemplo, da lugar a un valor κ que es demasiado bajo o a un intervalo de relubricación que es demasiado corto, una posible solución puede ser reducir la temperatura de funcionamiento por medio de un sistema de lubricación por circulación de aceite.

Cálculo de la disipación de calor desde soportes de pie SKF

Para los soportes de pie SKF, puede utilizar un modelo basado en el tamaño del rodamiento para calcular los valores de disipación de calor.
Mediante el diagrama 1, puede calcular la disipación de calor por grado por encima de la temperatura ambiente Ws, para un rodamiento con diámetro medio del rodamiento dm en un soporte de pie, con el eje expuesto al aire circundante.
El cálculo es válido para los soportes de pie SKF utilizados con lubricación por grasa o baño de aceite y solo donde no existe ninguna entrada de calor significativa de fuentes externas, como el vapor de calefacción de los ejes o radiación importante proveniente de superficies calientes.

Refrigeración a través de circulación de aceite

Mediante la circulación de aceite, se lo puede refrigerar y, por lo tanto, eliminar el calor de la disposición de rodamientos.
En el diagrama 2, la línea curva muestra la pérdida de potencia por fricción del rodamiento (Ppérdida) y la línea en ángulo muestra la disipación de calor (Ws).
Si se considera el calor disipado a través de la circulación de aceite, el equilibrio térmico del rodamiento (diagrama 2) en condiciones estables pasa a ser:

Ppérdida = Ws (Trod – Tamb) + Paceite 

donde
Ppérdidaes la pérdida de potencia por fricción del rodamiento [W]
Wses la disipación total de calor por grado por encima de la temperatura ambiente [W/°C]
Trodes la temperatura de funcionamiento requerida calculada del rodamiento [°C]
Tambes la temperatura ambiente [°C]
Paceitees la potencia disipada calculada en el refrigerador de aceite [W]

Si se tiene en cuenta la disipación de calor a través de la circulación de aceite, se puede calcular la temperatura de funcionamiento del rodamiento de la siguiente manera

Trod = ((Ppérdida – Paceite) / Ws) + Tamb
Puede calcular la potencia que debe disiparse mediante refrigeración del aceite, para una temperatura del rodamiento determinada, de la siguiente manera

Paceite = Ppérdida - Ws x (Trod – Tamb)
Puede calcular el flujo requerido de aceite, para una cantidad de potencia determinada que debe disiparse mediante refrigeración de aceite (Paceite), de la siguiente manera

Q = Paceite / (27 x (Tsalida – Tentrada))

donde
es el flujo requerido de aceite [l/min]
Paceitees la potencia disipada en el refrigerador de aceite [W]
Tsalidaes la temperatura del aceite en la salida de aceite del soporte [°C]
Tpulg. es la temperatura del aceite en la entrada de aceite del soporte [°C]

Si no se cuenta con los valores de Tsalida ni Tentrada, puede suponer que hay una diferencia de temperatura de 5 a 10 °C (de 40 a 50 °F).
El límite de refrigeración que es posible a través de la circulación de aceite se determina por el grado de transferencia térmica que puede obtenerse de un rodamiento determinado. Por regla general, puede determinar el flujo máximo de aceite, por encima del cual no se obtiene ninguna reducción significativa de la temperatura, de la siguiente manera

Qmáx. = (D x B) / 12 500

donde
Qmáx.flujo máximo de aceite [l/min]
Ddiámetro exterior del rodamiento [mm]
Bancho del rodamiento [mm]

Otras comprobaciones relacionadas con la temperatura

Después de calcular la temperatura de funcionamiento, compruebe:

  • que el supuesto de temperatura utilizado para calcular la vida útil del rodamiento (viscosidad de funcionamiento) era correcto
  • la selección del lubricante y los límites de temperatura
  • el intervalo de cambio de grasa o aceite
  • los límites de los materiales de los sellos y la jaula.
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