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Condição de lubrificação – a relação de viscosidade, κ

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

Quando um rolamento atingir a velocidade normal e a temperatura operacional, a condição de lubrificação do rolamento será:



onde
κ
condição de lubrificação do rolamento, ou seja, relação de viscosidade 
νviscosidade operacional real do óleo ou óleo-base da graxa [mm2/s]
ν1viscosidade nominal, função do diâmetro médio e da velocidade de rotação do rolamento [mm2/s]

A viscosidade operacional real, v, do lubrificante pode ser determinada a partir do grau de viscosidade ISO do óleo, ou do óleo-base da graxa, e da temperatura operacional do rolamento (diagrama 1).
Você pode determinar a viscosidade nominal, v1, no diagrama 2 utilizando o diâmetro médio do rolamento dm = 0,5 (d + D) [mm] e a velocidade de rotação do rolamento n [rpm]. Como alternativa, você pode usar a SKF Bearing Calculator.
A tabela 1 lista os graus de viscosidade de acordo com a norma ISO 3448 e mostra a faixa de viscosidade para cada grau a 40 °C (105 °F).
Quanto maior o valor de k, melhor a condição de lubrificação do rolamento e a vida nominal esperada. Isso deve ser considerado em relação ao possível aumento de atrito devido à maior viscosidade do óleo. Portanto, a maioria das aplicações de rolamentos é desenvolvida para uma condição de lubrificação que varia de κ 1 a 4 (diagrama 3). De modo alternativo, você pode usar a SKF Bearing Calculator para calcular a condição de lubrificação.
  • κ = 4 indica um regime no qual a carga de contato rolante é transportada pelo filme lubrificante – ou seja, lubrificação de filme completo.
  • κ > 4 (ou seja, melhor do que lubrificação de filme completo) não aumenta mais a classificação do rolamento. No entanto, κ > 4 pode ser útil em aplicações nas quais o aumento de temperatura do rolamento é pequeno, e uma confiabilidade adicional das condições de lubrificação é desejável. Isso seria empregado, por exemplo, em aplicações de rolamentos com condições frequentes de partida e parada ou variações ocasionais de temperatura.
  • κ < 0,1 indica um regime no qual a carga de elementos rolantes é transportada pelo contato das asperezas entre o elemento rolante e a pista – ou seja, lubrificação máxima. O uso da vida nominal à fadiga para condições de lubrificação abaixo de 0,1 não é apropriado, pois está além dos limites de aplicabilidade do modelo de vida nominal. Onde κ < 0,1, selecione o tamanho do rolamento com base nos critérios de carga estática por meio do fator de segurança estática, s0 (→ Seleção de tamanho com base na carga estática).

valor de κ abaixo de 1

Para condições de lubrificação com 0,1 < κ < 1, leve em consideração o seguinte:

  • Se o valor de κ for baixo devido a velocidades muito baixas, use como base para a seleção do tamanho do rolamento o fator de segurança estática s0, (→ Seleção de tamanho com base na carga estática).
  • Se o valor de κ for baixa devido à baixa viscosidade, anule isso selecionando um óleo com maior viscosidade ou melhorando o resfriamento. Nessas condições de lubrificação, não é adequado calcular apenas a vida nominal básica L10 , pois ela não considera os efeitos prejudiciais da lubrificação inadequada do rolamento. Em vez disso, para estimar a vida à fadiga de contato rolante do rolamento, use o método de vida nominal SKF.
Onde κ < 1, são recomendados os aditivos EP/AW. → Aditivos para pressão extrema (EP) e antidesgaste (AW) (abaixo)

O fator de velocidade ndm é usado para caracterizar a condição de velocidade do rolamento.

  • Se o ndm do rolamento for inferior a 10.000, a aplicação está funcionando em condições de baixa velocidade (diagrama 2). Esse regime requer alta viscosidade do óleo para garantir que a carga dos elementos rolantes seja transportada pelo filme lubrificante.
  • As condições operacionais que resultam em ndm > 500.000 para valores de dm de até 200 mm e > 400.000 para valores maiores de dm são típicas de rolamentos que funcionam em altas velocidades (diagrama 2). Em velocidades muito altas, a viscosidade nominal cai para valores muito baixos. As condições de lubrificação e os valores de κ geralmente são altos.

Aditivos para pressão extrema (EP) e antidesgaste (AW)

Os aditivos EP/AW no lubrificante são usados para melhorar a condição de lubrificação do rolamento em situações nas quais valores de κ pequenos são usados, por exemplo, quando κ = 0,5. Além disso, os aditivos EP/AW também são usados para evitar o desgaste adesivo entre os rolos levemente carregados e a pista – por exemplo, quando rolos particularmente pesados entram na zona carregada em uma velocidade reduzida.
Para temperaturas operacionais inferiores a 80 °C (175 °F), os aditivos EP/AW no lubrificante podem estender a vida útil do rolamento quando κ for menor que 1, o fator para o nível de contaminação ηc for maior que 0,2 e o fator aSKF resultante for inferior a 3. Nessas condições, um valor de kEP= 1 pode ser aplicado, no lugar do k real, no cálculo de aSKF para um aproveitamento máximo de até aSKF = 3.
Alguns aditivos EP/AW modernos que contêm enxofre e fósforo – os mais utilizados atualmente – podem reduzir a vida útil do rolamento. Em geral, a SKF recomenda testar a reatividade química de EP/AW para temperaturas operacionais superiores a 80 °C (175 °F).
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