[PPT]LUBRICACION EN RODAMIENTOSpresen · Web viewOtro método muy practico lo ofrece el Electronic Handbook de SKF CALCULO DE LA VISCOSIDAD DEL ACEITE Lubricación Por Sólidos Lubrication

Lubrication of roller bearings

Lubricación de Rodamientos


Fundamentos Generales


Tipos de elementos rodantes

ball spherical rollersymmetrical

spherical rollerasymmetrical

cylindrical roller

needle roller

conical roller


TIPOS DE RODAMIENTOSRODAMIENTOS DE BOLAS Rodamientos rígidos de bolas Rodamientos de bolas a ròtula o auto-alineantes Rodamientos de bolas de contacto angular Rodamientos axiales de bolas

RODAMIENTOS DE RODILLOS Roldanas ó rodillos de leva Soportes con rodamientos Y Rodamientos de rodillos cilíndricos Rodamientos de agujas Rodamientos de rodillos a rotula Rodamientos de rodillos cónicos Rodamientos axiales de rodillos cilíndricos Rodamientos axiales de rodillos a rótula Rodamientos axiales de agujas


Tareas de los Rodamientos

Reducir fricciónTransportar carga

Guiar partes rodantes


Friction


Friccion en Rodamientos

Pequeña cantidad en el movimiento rodante

Pero considerable cantidad de fricciondeslizante en:

ArosCanastillasEntre los elementos rodantes


µ – 10 % = 1/2 E [AUS+BR+E+S]

„Although rolling friction is already very low, manufacturers of roller bearings and lubricants work continuously on further improvements..“

SKF— one of the world´s biggest manufacturer of

roller bearingsmade the following calculation:

If it can be managed to drop friction in all roller bearingsinstalled on the globe only by further 10%, the combined

total electricity consumption of the countriesAustralia, Brasil, Spain und Sweden

could be cut to a half !


Límite

Mixta

Hidrodinámica

Límite Mixta Hidrodinámica

Condiciones de Lubricación


Espesor de Pelicula

oh

22

21

: Espesor especifico>4=EHD 1< <4=Intermedia <1=Límite: Rugosidad Promedio1=Elemento rodante2=Pista de rodadura


Factores Para Seleccion de Lubricante

•Velocidad•Carga•Temperatura


1. Velocidad

mVF ..

El factor de velocidad permite definir el tipo de lubricación

FACTOR DE VELOCIDAD


FV como parametro de seleccion del tipo de lubricante


1max fCORRECCIÓN DEL FACTOR DE VELOCIDAD


2.CARGA

CARGA

RODAMIENTOS

BOLAS RODILLOS

LIGERA 0.07 0.08

NORMAL 0.07<P/C0.15 0.08<P/C0.18

ALTA >0.15 >0.18

MUY ALTA >0.25 >0.3


3.TEMPERATURA

•Altas temperaturasAceite•Temperaturas medias y bajas Grasas

calentamiento propio• calentamiento exterior a través del eje, de la caja o por radiación• superficie de refrigeración de la caja• efecto de ventilación de las partes vecinas• temperatura de la atmósfera circundante• tipo y cantidad de lubricante.


TIPO DE MAQUINA INCREMENTO DE TEMP.(ºC)fresadora de mesa 40sierra circular 40taladro de mesa 40tren de laminacion en frio 45cilindros de calandrinas 55tren de laminacion en caiente 55rectificadora plana 55molino de mandibulas 60molino de martillos 60husillo de torno 60tren de laminacion de alambre 65motor vibrante 70ruedas delanteras de un automovil 70cribadora vibratoria 80hélice de un barco 80zaranda 100variadores de velocidad 70-110bomba de agua en automoviles 120

Datos experimentales de T en maquinas comunes


Lubricantes Utilizados

90% by greases

9,5% by oils0,5% by solid lubricants only


Guia de Seleccion(Grasas Convencionales)

CONDICIONES DE TRABAJO GRASA ACEITE

Temperatura No apropiada para t>150ºC Apropiada para altas temperaturas (Puedeenfriarse por circulación)

VelocidadNo apropiada para velocidad. Varia segúnel tipo de rodamiento

Apropiada para alta velocidad (La limitación depende del sistema de suministro delaceite)

Carga Hasta cargas medias Apropiado para cargas pesadasConfiguracion del alojamiento delrodamiento

Sencilla Complicada (Especialmente por el sistemade sellado)

M antenimiento Fácil No fácil (Se requiere especial precaucioncontr a las perdidas de aceite)

Lubricación centralizada Posible Posible

Estanqueidad al polvo BuenaAdaptando un sistema de lubricación porcirculacion puede eliminarse el polvo porfiltracion

Resistencia a la rotación Moderada Pequeña


Seleccion con base en FVBAÑO GOTEO CIRCULACION PULVERIZACION CHORRO

Rigidos debolas 200 300 400(1) 600(4) 700 1000Oscilantes debolas 150 250 400(2)(1) - - -Bolas decontacto angular 200 300 400(1) 600(4) 700 1000Rodillos cilíndricos 150 300 400(2)(1) 600(4) 700 1000Rodillos cònicos 100 200 250(1) 300(4) - -Rodillos oscilantes 100 200 - 300(2) - -Axiales debolas 100 150 (2)(3) - 200(3)(2) - -

(2)Utilizar rodamientos con jaulas mecanizadas(3)Montar el rodamiento con un poco de carga(4)Utilizar con jaulas de gran precisión y alta velocidad

ACEITE GRASA

TIPO DE RODAMIENTO

(1)Utilizar rodamientos con precisión de grado 6 (NORMA JIS)


Lubricacion Con Grasa


LUBRICACIÓN CON GRASA

1. Mejor Retención2. Sellamiento contra polvo, humedad, etc.3. Niveles de llenado entre 30 y 50%4. Soportes Y: Grasa empaquetada


TABLAS SKF DE SOPORTES Y


Calculo Tribologico de Rodamientos


EJEMPLOMAQUINA: CABLEADORAMECANISMO: RUEDA DE FRICCIÓN DEL TAMBOR PRINCIPAL.RODAMIENTO:SKF 6014DATOS TECNICOS DEL RODAMIENTOd=70mmD=110mmCo=31000NwC=37700Nw

CONDICIONES DE OPERACIÓNAmbiente medianamente polvoroso con polvo de PVC.Velocidad del rodamiento: entre 200 y 1000rpm.Temperatura: Hasta 150ºC.Fuerza radial: 10KNw(Aprox. 1Ton)Fuerza Axial: <1KNwVida requerida: 6 meses. 12 horas diarias 7 días/semana.


DATOS TECNICOS RODAMIENTO SKF 6014

VOLVER


PARÁMETROS DE ANALISIS

1. Recomendaciones del Fabricante2. Velocidad3. Carga 4. Temperatura de trabajo5. Condiciones adicionales de trabajo


VELOCIDADPara desarrollar el análisis tribológico por

velocidad son necesarios 6 pasos básicos:1. Verificar las cargas sobre el rodamiento2. Comparar contra las cargas permisibles3. Calcular la vida útil del rodamiento4. Verificar el limite de velocidad5. Calcular el factor de velocidad6. Seleccionar la grasa.


1. Verificación de Cargas

ar YFXFP Carga dinámica equivalente

Valores de factores X e Y para rodamientos rígidos de bolas.Fa/Fre X=1^Y=0

En nuestro caso Fa/Co=10000/31000=0.3226, y Fa/Fr=1/10=0.1.Con estos valores en la tabla vemos que para Fa/Co=0.5, e=0.44, luego, dado que Fa/Fr<e, deducimos que los valore de X e Y son 1 y 0 respectivamente. Por tanto:

P=Fr=10000Nw.P=Fr=10000Nw.


2. Relación de Carga C/P

Dado que :C=37700Nw.C=37700Nw.P=10000Nw.P=10000Nw.Entonces:C/P=3.77C/P=3.77Luego la carga soportada por el rodamiento es perfectamente admisible ya que C>>P.


3. Calculo de la vida útil del rodamiento p

h PC

nL

601000000

10

El factor p tiene un valor de 3 para rodamientos de bolas y de 10/3 para rodamientos de rodillos.Por tanto:

horasL h 04.89377.31000*60

1000000 310

6 meses (27 semanas) a 12h/día y 7 días/semana nos arrojan 2268 horas, luego escasamente estamos obteniendo el 39% del tiempo requerido, luego debemos proceder a seleccionar un lubricante especializado para buscar alcanzar este tiempo.Aunque no podemos establecer que tanto podemos extender la vida misma del rodamiento, podemos calcular la vida del lubricante y por medio de inspección periódica evaluar el rodamiento.


4. Verificación de la Velocidad

Las tablas del rodamiento nos indican limites de velocidad recomendados de 6000 r.p.m. para lubricación con grasa y de 7000 r.p.m. para lubricación con aceite.

Dado que la velocidad de trabajo es de apenas 1000 r.p.m., el rodamiento esta dentro de los limites operacionales permisibles.

n/ng=1000/6000=0.167n/ng=1000/6000=0.167


5. Calculo del Factor de Velocidad

D = external bearing diameter [mm]d = internal bearing diameter [mm]n = revolution per minute [rpm]dm= medium bearing diameter [mm] = ———D + d

2

FV = ——— • nD + d2

En nuestro caso:

FV=((70+110)/2)*1000=90000.FV=((70+110)/2)*1000=90000.De acuerdo con esto se recomienda utilizar grasas con consistencia hasta NLGI3.

NLGI DESIGNACION FV0 Grasa Fluida De 1 a 1'500,0000 y 1 Grasa Blanda Hasta 1'000,0002 Normal Hasta 800,0003 Normal Hasta 400,0004 Grasa Dura Hasta 50,000

CONCLUSION:Revisando la tabla de factores de velocidad de Revisando la tabla de factores de velocidad de las grasas OKS vemos que todas excepto la las grasas OKS vemos que todas excepto la OKS1140 cumplirían las requisiciones por OKS1140 cumplirían las requisiciones por velocidad.velocidad.


DN - Factors for OKS Bearing Greases


CARGARecordando que :P/C=10000/37700=0.265n/ng=1000/6000= 0.167Nos ubicamos en la zona II. Esta zona es de altas cargas.Requerimos grasas con

aditivosEP.

Esto nos reduce las grasas recomendables a 3: OKS 400, OKS Esto nos reduce las grasas recomendables a 3: OKS 400, OKS 410 Y OKS 4200. 410 Y OKS 4200.


TEMPERATURA

Esto nos lleva a concluir que la grasa adecuada es la OKS Esto nos lleva a concluir que la grasa adecuada es la OKS 4200. 4200.

Sabiendo que nuestra temperatura de operación puede subir hasta 150ºC, debemos verificar en la tabla de rangos de temperatura de las grasas OKS

CONDICIONES ESPECIALESEntre las condiciones de operación mas relevantes tenemos las altas vibraciones, lo cual genera la necesidad de utilizar grandes cantidades de EP. Adicionalmente hay que determinar que tipo de lubricante se estaba utilizando y verificar su compatibilidad con la OKS4200


Temperature Range of OKS Bearing Greases

with MoS2

with MoS2 + Mox - Active

with MoS2 with Mox - Active

with MoS2 + Mox - Activewith PTFE

with PTFE

with white solid lubricants

with PTFE


CANTIDAD DE LLENADO DEL RODAMIENTO

FV % Vol. Libre

Hasta 5000 90-100

Hasta 800000 30-50

Hasta 1'500000 30%

Dado nuestro FV=90000, podemos llenar entre un 30 y un 50% del volumen libre del rodamiento.Según la carta, para el 6014 la curva útil es la 6 (serie 60)Para d=70mm, la cantidad de llenado plena son 25g, luego utilizar entre 7.5 y 12.5g estaría en el rango recomendado.


VIDA ÚTIL DE LA GRASA

Dado que la OKS 4200 es una grasa especializada, utilizamos la grafica de grasas especializadas en vez de la de grasas normales. Sabemos que la OKS 4200 es una grasa con base en PAO,luego aplica la curva 4, y que la temperatura de operación será de 150ºC.

Nótese que al igual que en las grasas normales, variaciones de 15ºC en la temperatura de trabajo logran variaciones en factor 2 de los tiempos de relubricación.

Para nuestro caso puntual obtendríamos un valor inicial de 10000h, y debemos aplicar un factor de reducción por vibración de 0.5, para obtener 5000h5000h,lo cual duplica los requerimientos.

Recordemos que estos son tiempos de vida útil de las GRASAS, y no de los rodamientos, no obstante por lo general con buenas condiciones de lubricación, el rodamiento tiende a durar mas que el lubricante, pero no debemos olvidar que un rodamiento en un elemento sometido básicamente a FATIGA, y ese factor no depende de la lubricación.


Grease Life Forecastfor single track roller bearings under good environmental conditions

Li soap with mineral oil

polyurea with min. oilAl soap with mineral oil

polyurea with PAOPTFE with perfluorooil polyether oil

Reduction factors:long relubrication intervals x 0,5 - 0,7dust / humidity x 0,4 - 0,7vibration / oscillationx 0,4 - 0,7reduced air flow x 0,5 - 0,7strong air flow x 0,4 - 0,5other types of bearings

x 0,4 - 0,9

+15°C =1/2 service time


CANTIDADES DE RELUBRICACION

Cuando la vida útil del lubricante es inferior a la del rodamiento, es necesario efectuar relubricaciones, cuyos intervalos nunca han de ser superiores a 6 meses, y en ningún caso efectuar mas de tres relubricaciones sin cambiar por completo la grasa.

bdfm akk Periodos de relubricación fk

Diario o continuo 0.0003-0.001

Semanal 0.002

Mensual 0.003

Mk=0.003x110x20=6.6g


Grease pump

Contamination maycause bearing failures.Seals protect to a largeextent from outside contaminations. Frequent relubrication is required when

the hazard of grease contamination exists.Same applies if the grease should seal alsoagainst penetraiting moisture.

Contamination penetrating throughlabyrinth channels.

Newly supplied grease pushes out bothused up and contaminated grease through the labyrinth packing.

Lubrication by greases


Lubricaciòn con Aceite


Lubrication by Oilis used at high speeds resp. at DN-factors exceeding1.000.000 and in case heat conduction is necessary.


Methods of Lubrication by Oil

Oil bath lubrication:

Suitable only for bearings with low speeds.During stand still the oil level should notquite reach the middle of the rolling elementat the bottom. .


Methods of Lubrication by OilCirculatory oil lubrication:

With increasing speed the service temperaturerises and accelerates the ageing of thelubricating oil.By circulatory lubrication the oil can be cooled and consequentlythe service temperature be dropped.

Cooling

pump


Methods of Lubrication by OilOil injection lubrication:

At high speed it becomes necessary, that the air turbulence circulating withthe bearing is penetrated by the oil.This is ensured by injecting oil underhigh pressure (min.15 m/s) from the sideinto the bearing.


Methods of Lubrication by Oil


Maximum Operational Temperatures

mineral oils

mineral oil super raffinates

synthetic. hydrocarbons

carbonic acid esters

polyglycols

polyphenyl ethers

phosphoric acid alkyl esters

phosphoric acid aryl esters

silicic acid esters, polysiloxanes

silicone oil

silanes

halogenated polyphenyls

perfluorocarbons

perfluoropolyglycols

90 – 120

170 – 230

170 – 230

170 – 180

160 – 170

310 – 370

90 – 120

150 – 170

180 – 220

220 – 270

170 – 230

200 – 260

280 – 340

230 – 260

130 – 150

310 – 340

310 – 340

220 – 230

200 – 220

420 – 480

120 – 150

200 – 230

260 – 280

310 – 340

310 – 340

280 – 310

400 – 450

280 – 340

temperature[+°C]

long time

temperature[+°C]

short time


GUIA PARA SELECCIONAR LA VISCOSIDAD DEL ACEITE

Carga Normal Carga Pesadao de impacto

de -30 a 0 Hasta valor especificado

18-35 30-60 Todos excepto oscilantes de rodillos

Hasta 15000 40-70 85-120 Todos excepto oscilantes de rodillos15000-80000 30-55 55-80 Todos excepto oscilantes de rodillos80000-150000 18-35 30-45 Todos excepto axiales de bolas y rodillos150000-500000 9,5-12 18-35 Rígidos de bolas y de rodillos cilíndricos

Hasta 15000 110-165 180-260 Todos excepto oscilantes de rodillos15000-80000 85-120 110-160 Todos excepto oscilantes de rodillos80000-150000 50-70 80-160 Todos excepto axiales de bolas y rodillos150000-500000 30-40 50-70 Rígidos de bolas y de rodillos cilíndricos

100-150 Hasta valor especificado

Todos excepto oscilantes de rodillos

0-60

60-100

VISCOSIDAD CINEMÁTICA cSt a 37.8ºC

ESCALA DE TEMP DE

TRABAJO (ºC)FV TIPOS DE RODAMIENTO A LOS QUE SE

PUEDE APLICAR

60-100

0-60

0-100

Hasta valor especificado

240-430

35-70

105-165Rodamientos oscilantes de rodillos


CALCULO DE LA VISCOSIDAD DEL ACEITE

mdnkV

4500

1110001

11000

31

31

nk

an

ak

Una vez conocida la viscosidad requerida a la temperatura de trabajo se requiere conocer la viscosidad a 40ºC que es la temperatura de referencia para ISO. Para tal efecto se requiere conocer el índice de viscosidad del aceite en cuestión. La mayoría de los aceites de uso general tienen un IV 85, en cuyo caso es válido utilizar la siguiente carta.

Otro método muy practico lo ofrece el Electronic Handbook de SKF


CALCULO DE LA VISCOSIDAD DEL ACEITE


Lubricación Por Sólidos


Lubrication by Solid Lubricants onlyDeep groove ball bearings with increased clearance

required at:

high temperatures > + 200 °C

big temperature variations

slow speed


Lubrication by Solid Lubricants only

at temperatures > + 200 °COKS 230 MoS2-High Temperature Paste(for thin-film lubrication during assembly and maintenance)

in connection with

OKS 310 MoS2-High-Temperature Lubricant(for relubrication during operation)

The carrier fluid evaporates residue-free above 200°C.Dry MoS2 films remain over, which assure lubrication up to 450°C.

Example of application:Kiln-car bearings in the ceramics and brick industry

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