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Métodos de lubricación con aceite

Baño de aceite
El método de lubricación con aceite más sencillo es el baño de aceite. El aceite que recogen los componentes giratorios del rodamiento se distribuye en el interior de este y, luego, regresa al depósito en el soporte. En general, cuando el rodamiento se detiene, el nivel de aceite debería casi alcanzar el centro del elemento rodante inferior. La lubricación mediante baño de aceite es especialmente adecuada para velocidades bajas. A altas velocidades, sin embargo, llega demasiado aceite a los rodamientos, lo que aumenta la fricción y la temperatura de funcionamiento.
Circulación de aceite

En general, las altas velocidades de funcionamiento aumentan el calor por fricción y la temperatura de funcionamiento, y aceleran el envejecimiento del aceite. Para reducir las temperaturas de funcionamiento y evitar los cambios frecuentes de aceite, por lo general, se prefiere el método de lubricación por circulación de aceite (fig. 1). Generalmente, la circulación se controla mediante una bomba. Después de pasar por el rodamiento, el aceite, generalmente, se asienta en un tanque en el que se filtra y se enfría antes de regresar al rodamiento. Si el filtrado es adecuado, disminuye el nivel de contaminación y se prolonga la vida útil del rodamiento. En sistemas más grandes con rodamientos de diversos tamaños, el flujo principal procedente de la bomba se puede dividir en varios flujos menores. El caudal en cada subcircuito del sistema se puede comprobar con dispositivos de monitoreo de flujo de SKF.

En la tabla 1, se ofrecen valores orientativos para el caudal de aceite. Para un análisis más preciso, comuníquese con el Departamento de Ingeniería de Aplicaciones de SKF.

Para obtener información sobre el sistema SKF CircOil y los dispositivos de monitoreo de flujo SKF, consulte Soluciones de lubricación.

Chorro de aceite
El método de lubricación con chorro de aceite (fig. 2) es una extensión de los sistemas de circulación de aceite. Se inyecta un chorro de aceite a alta presión en la parte lateral del rodamiento. La velocidad del chorro de aceite debe ser lo suficientemente alta (≥ 15 m/s) como para penetrar la turbulencia alrededor del rodamiento giratorio. La lubricación con chorro de aceite se utiliza durante funcionamientos a velocidades muy altas, donde se le debe suministrar al rodamiento una cantidad de aceite suficiente, aunque no excesiva, sin que la temperatura de funcionamiento aumente más que lo necesario.
Proyección de gotas de aceite
Con el método de proyección de gotas de aceite, se suministran al rodamiento cantidades de aceite medidas con precisión a intervalos determinados. La cantidad suministrada puede ser relativamente pequeña, lo que minimiza las pérdidas por fricción a altas velocidades. Sin embargo, es difícil determinar si el aceite podrá penetrar en el rodamiento mientras este gira a altas velocidades, por lo que siempre se recomienda realizar pruebas individuales. Siempre que sea posible, se debe recurrir al método de aceite y aire antes que al de proyección de gotas de aceite.
Niebla de aceite
Los modernos generadores de niebla de aceite para aplicaciones específicas, como los ofrecidos por SKF, formulados para minimizar la dispersión de la niebla y combinados con un aceite adecuado (ni tóxico ni carcinógeno) y unas disposiciones de sellado apropiadas, responden a la preocupación por el medioambiente y la salud. Estos sistemas, con un buen mantenimiento, ofrecen una forma rentable y ecológica de pulverizar aceite de forma continua y efectiva, y de suministrar la cantidad mínima necesaria a los rodamientos. Los sistemas modernos de niebla de aceite dispersan gotitas de aceite de 1 a 5 μm en el aire de instrumentación seco. La proporción de aceite y aire, normalmente de 1:200 000, crea una mezcla muy pobre pero efectiva que se suministra a una presión de 0,005 MPa.
Aceite y aire

Los sistemas de lubricación de aceite y aire son adecuados para aplicaciones de alta precisión con velocidades de funcionamiento muy altas, que requieren bajas temperaturas de funcionamiento. Para obtener más información sobre los sistemas de lubricación de aceite y aire de SKF, consulte Soluciones de lubricación.

El método de aceite y aire (fig. 3), también denominado método de proyección de gotas de aceite, utiliza aire comprimido para transportar cantidades de aceite pequeñas y medidas con precisión en forma de pequeñas gotas a través del interior de las líneas de alimentación hacia una boquilla de inyección que envía el aceite al rodamiento (fig. 4). Este método de lubricación que utiliza una cantidad mínima de aceite les permite a los rodamientos funcionar a velocidades muy altas con una temperatura de funcionamiento relativamente baja. El aire comprimido sirve para enfriar el rodamiento y, también, produce un exceso de presión en el soporte del rodamiento para evitar la entrada de contaminantes. Como el aire solamente se utiliza para transportar el aceite y no se mezcla con él, el aceite se conserva en el interior del soporte. Los sistemas de aceite y aire se consideran seguros para el medioambiente (siempre que se desechen correctamente los restos de aceite usado).

En el caso de los rodamientos utilizados en conjuntos, cada rodamiento debe ser lubricado mediante un inyector individual. La mayoría de los diseños incluyen distanciadores especiales que incorporan boquillas de aceite.

Los valores orientativos para la cantidad de aceite que se debe suministrar a un rodamiento de bolas de contacto angular para un funcionamiento a alta velocidad se pueden obtener con la fórmula

Q = 1,3 dm

Los valores orientativos para la cantidad de aceite que se debe suministrar a un rodamiento de rodillos cilíndricos o un rodamiento axial de bolas de contacto angular de doble efecto se pueden obtener con la fórmula


donde
Q=caudal de aceite [mm3/h]
B=ancho del rodamiento [mm]
d=diámetro del agujero del rodamiento [mm]
dm=diámetro medio del rodamiento [mm]
= 0,5 (d + D)
q=factor
= 1 a 2 para los rodamientos de rodillos cilíndricos
= 2 a 5 para los rodamientos axiales de bolas de contacto angular de doble efecto


Sin embargo, siempre es recomendable realizar pruebas individuales a fin de optimizar las condiciones.

Los distintos diseños de rodamientos presentan una sensibilidad diferente a los cambios en la cantidad de aceite. Los rodamientos de rodillos, por ejemplo, son muy sensibles, mientras que, en los rodamientos de bolas, se puede cambiar considerablemente la cantidad sin que aumente, significativamente, la temperatura del rodamiento.

Uno de los factores que afecta al aumento de temperatura y la confiabilidad de la lubricación con el método de aceite y aire es el intervalo de lubricación, es decir, el tiempo transcurrido entre dos mediciones del lubricador de aceite y aire. Por lo general, el intervalo de lubricación viene determinado por el caudal de aceite generado por cada inyector y la cantidad de aceite suministrada cada hora. El intervalo puede oscilar entre un minuto y una hora (el intervalo más frecuente es de entre 15 y 20 minutos).

Las líneas de alimentación del lubricador tienen una longitud de 1 a 5 m, según el intervalo de lubricación. Debe incorporarse un filtro, a fin de evitar que las partículas > 5 μm lleguen a los rodamientos. La presión del aire debe ser de 0,2 a 0,3 MPa, pero se debe incrementar durante períodos de funcionamiento más largos para compensar la caída de presión a lo largo del tubo.

Para mantener la temperatura de funcionamiento al mínimo, los conductos deben ser capaces de drenar el aceite sobrante del rodamiento. Con los ejes horizontales, es relativamente fácil colocar conductos de drenaje a cada lado de los rodamientos. Para los ejes verticales, es necesario impedir que el aceite que pasa por el (los) rodamiento(s) en la parte superior llegue a los rodamientos en la parte inferior, que de lo contrario recibirían demasiado lubricante. Se debe colocar un sistema de drenaje, junto con un dispositivo de sellado, debajo de cada rodamiento. También debe existir un sello eficiente en la nariz del husillo, a fin de impedir que el lubricante alcance la pieza de trabajo.

Las boquillas de aceite deben estar posicionadas de manera que el aceite se introduzca en la zona de contacto entre los elementos rodantes y los caminos de rodadura, sin interferir con la jaula. Para conocer el diámetro (medido en el rodamiento) en el que se debe inyectar el aceite, consulte las tablas de productos. Para los rodamientos equipados con jaulas alternativas no indicadas, comuníquese con el Departamento de Ingeniería de Aplicaciones de SKF.

Las velocidades alcanzables indicadas en las tablas de productos para la lubricación con aceite hacen referencia específicamente a la lubricación con el método de aceite y aire.

Lubricación directa con aceite y aire
Para los rodamientos de bolas de contacto angular de superprecisión que funcionan a velocidades muy altas, resulta beneficiosa la inyección de pequeñas cantidades de aceite y aire directamente a través del aro exterior. Con este método, se evita la dispersión del lubricante, ya que este se suministra de forma directa y segura a la zona de contacto entre la bola y el camino de rodadura. De este modo, se minimiza el consumo de lubricante y se mejora el rendimiento del rodamiento. Las diferentes versiones (fig. 5) para la lubricación directa con aceite y aire ofrecen distintos beneficios:
  • Los rodamientos con una ranura anular y juntas tóricas en el aro exterior (sufijo de designación L o L1) evitan las fugas de lubricante entre el rodamiento y su asiento en el soporte. Para rodamientos sin estas características (sufijo de designación H o H1), SKF recomienda mecanizar el agujero del soporte e incorporar juntas tóricas al diseño de las disposiciones de rodamientos.
  • Los rodamientos con orificios de lubricación en el lado grueso de su resalte (sufijo de designación H1 o L1) permiten que el lubricante se suministre muy cerca de la zona de contacto entre la bola y el camino de rodadura. La ubicación de estos orificios de lubricación permite que los rodamientos alcancen su velocidad máxima.
Lubricación directa por cantidades mínimas con un consumo de aire mínimo

El uso de un flujo de aire continuo en un sistema de lubricación de aceite y aire conlleva algunas desventajas, vinculadas al sistema, como el alto costo del aire comprimido, los altos niveles de ruido y un complejo proceso de dosificación y control. El sistema SKF Microdosage (fig. 6) prácticamente elimina esas desventajas y ofrece mayor control y un menor costo de propiedad.

Diseñado para husillos de velocidad extrema, con un factor A ≥ 2 000 000 mm/min, este sistema suministra cantidades de aceite medidas con precisión a cada rodamiento de acuerdo con el programa CAM de la máquina herramienta. El sistema SKF Microdosage también se recalibra automáticamente cuando cambian las condiciones como la temperatura o la viscosidad del aceite. Por lo general, esta tecnología permite reducir el consumo de aceite de 0,5 a 5 mm3/min con una cantidad mínima de aire comprimido.

Para obtener más información sobre el sistema SKF Microdosage, consulte Soluciones de lubricación.

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